面向對象是一種程序的設計方法,或者說它是一種程序設計范型,其基本思想是使用對象,類,繼承,封裝,消息等基本概念來進行程序設計。
它是從現實世界中客觀存在的事物(即對象)出發來構造軟件系統,並在系統構造中盡可能運用人類的自然思維方式,強調直接以問題域(現實世界)中的事物為中心來思考問題,認識問題,並根據這些事物的本質特點,把它們抽象地表示為系統中的對象,作為系統的基本構成單位(而不是用一些與現實世界中的事物相關比較遠,並且沒有對應關系的其它概念來構造系統)。這可以使系統直接地映射問題域,保持問題域中事物及其相互關系的本來面貌。
它可以有不同層次的理解:
從世界觀的角度可以認為:面向對象的基本哲學是認為世界是由各種各樣具有自己的運動規律和內部狀態的對象所組成的;不同對象之間的相互作用和通訊構成了完整的現實世界。因此,人們應當按照現實世界這個本來面貌來理解世界,直接通過對象及其相互關系來反映世界。這樣建立起來的系統才能符合現實世界的本來面目。
從方法學的角度可以認為:面向對象的方法是面向對象的世界觀在開發方法中的直接運用。它強調系統的結構應該直接與現實世界的結構相對應,應該圍繞現實世界中的對象來構造系統,而不是圍繞功能來構造系統。
從程序設計的角度來看,面向對象的程序設計語言必須有描述對象及其相互之間關系的語言成分。這些程序設計語言可以歸納為以下幾類:系統中一切皆為對象;對象是屬性及其操作的封裝體;對象可按其性質划分為類,對象成為類的實例;實例關系和繼承關系是對象之間的靜態關系;消息傳遞是對象之間動態聯系的唯一形式,也是計算的唯一形式;方法是消息的序列。
面向對象的編程語言有封裝、繼承 、抽象、多態等4個主要的特征。
- 1.封裝:
封裝是保證軟件部件具有優良的模塊性的基礎,封裝的目標就是要實現軟件部件的“高內聚、低耦合”,防止程序相互依賴性而帶來的變動影響。在面向對象的編程語言中,對象是封裝的最基本單位,面向對象的封裝比傳統語言的封裝更為清晰、更為有力。面向對象的封裝就是把描述一個對象的屬性和行為的代碼封裝在一個“模塊”中,也就是一個類中,屬性用變量定義,行為用方法進行定義,方法可以直接訪問同一個對象中的屬性。通常情況下,只要記住讓變量和訪問這個變量的方法放在一起,將一個類中的成員變量全部定義成私有的,只有這個類自己的方法才可以訪問到這些成員變量,這就基本上實現對象的封裝,就很容易找出要分配到這個類上的方法了,就基本上算是會面向對象的編程了。把握一個原則:把對同一事物進行操作的方法和相關的方法放在同一個類中,把方法和它操作的數據放在同一個類中。
例如,人要在黑板上畫圓,這一共涉及三個對象:人、黑板、圓,畫圓的方法要分配給哪個對象呢?由於畫圓需要使用到圓心和半徑,圓心和半徑顯然是圓的屬性,如果將它們在類中定義成了私有的成員變量,那么,畫圓的方法必須分配給圓,它才能訪問到圓心和半徑這兩個屬性,人以后只是調用圓的畫圓方法、表示給圓發給消息而已,畫圓這個方法不應該分配在人這個對象上,這就是面向對象的封裝性,即將對象封裝成一個高度自治和相對封閉的個體,對象狀態(屬性)由這個對象自己的行為(方法)來讀取和改變。一個更便於理解的例子就是,司機將火車剎住了,剎車的動作是分配給司機,還是分配給火車,顯然,應該分配給火車,因為司機自身是不可能有那么大的力氣將一個火車給停下來的,只有火車自己才能完成這一動作,火車需要調用內部的離合器和剎車片等多個器件協作才能完成剎車這個動作,司機剎車的過程只是給火車發了一個消息,通知火車要執行剎車動作而已。
- 2.抽象:
抽象就是找出一些事物的相似和共性之處,然后將這些事物歸為一個類,這個類只考慮這些事物的相似和共性之處,並且會忽略與當前主題和目標無關的那些方面,將注意力集中在與當前目標有關的方面。例如,看到一只螞蟻和大象,你能夠想象出它們的相同之處,那就是抽象。抽象包括行為抽象和狀態抽象兩個方面。例如,定義一個Person類,如下:
class Person{ String name; int age; }
人本來是很復雜的事物,有很多方面,但因為當前系統只需要了解人的姓名和年齡,所以上面定義的類中只包含姓名和年齡這兩個屬性,這就是一種抽像,使用抽象可以避免考慮一些與目標無關的細節。我對抽象的理解就是不要用顯微鏡去看一個事物的所有方面,這樣涉及的內容就太多了,而是要善於划分問題的邊界,當前系統需要什么,就只考慮什么。
- 3.繼承:
在定義和實現一個類的時候,可以在一個已經存在的類的基礎之上來進行,把這個已經存在的類所定義的內容作為自己的內容,並可以加入若干新的內容,或修改原來的方法使之更適合特殊的需要,這就是繼承。繼承是子類自動共享父類數據和方法的機制,這是類之間的一種關系,提高了軟件的可重用性和可擴展性。
- 4.多態:
多態是指程序中定義的引用變量所指向的具體類型和通過該引用變量發出的方法調用在編程時並不確定,而是在程序運行期間才確定,即一個引用變量倒底會指向哪個類的實例對象,該引用變量發出的方法調用到底是哪個類中實現的方法,必須在由程序運行期間才能決定。因為在程序運行時才確定具體的類,這樣,不用修改源程序代碼,就可以讓引用變量綁定到各種不同的類實現上,從而導致該引用調用的具體方法隨之改變,即不修改程序代碼就可以改變程序運行時所綁定的具體代碼,讓程序可以選擇多個運行狀態,這就是多態性。多態性增強了軟件的靈活性和擴展性。例如,下面代碼中的UserDao是一個接口,它定義引用變量userDao指向的實例對象由daofactory.getDao()在執行的時候返回,有時候指向的是UserJdbcDao這個實現,有時候指向的是UserHibernateDao這個實現,這樣,不用修改源代碼,就可以改變userDao指向的具體類實現,從而導致userDao.insertUser()方法調用的具體代碼也隨之改變,即有時候調用的是UserJdbcDao的insertUser方法,有時候調用的是UserHibernateDao的insertUser方法:
UserDao userDao = daofactory.getDao();
userDao.insertUser(user);
比喻:人吃飯,你看到的是左手,還是右手?