+ he it on is to or is in of to be by in of we of to on to in an be by of to to do or to on by to on is of In is is in In is in a is is a it we is so on as as of A is an in of is in by or of to is an + to + be to on to is by In on in to on to +, of to to on or to to to be to on to is to be of is in to is a of In of s of D an D D of of to in D s in to is to D of D is to is of to to is an of in in it of to In in In as as is is it be to a a an it is in in so to in of in is do to of of to be is it as as We as be on as a of In of is to of is to to to up a it of is At a we to up a is a of we a a in , , to of of of up a or to to to to is to of of of is to up in a of of is s of to in to of is a s of is at of of of in s to to to to of to +簡介 面向?qū)ο蟮幕靖拍?思維方式?jīng)Q定解決問題的方式，傳統(tǒng)軟件開發(fā)采用自頂向下的思想指導(dǎo)程序設(shè)計(jì)，即將目標(biāo)劃分為若干子目標(biāo)，子目標(biāo)再進(jìn)一步劃分下去，直到目標(biāo)能被編程實(shí)現(xiàn)為止。面向?qū)ο蠹夹g(shù)給軟件設(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來極大的變化，它利用軟件對(duì)象來進(jìn)行程序開發(fā)，所謂對(duì)象是包含數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)操作的代碼實(shí)體，或者說是在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中加入一些被稱為成員函數(shù)的過程，因而賦予對(duì)象以動(dòng)作。而在程序設(shè)計(jì)中，對(duì)象具有與現(xiàn)實(shí)世界的某種對(duì)應(yīng)關(guān)系，我們正是利用這種關(guān)系對(duì)問題進(jìn)行分解。 從程序語言角度來看，在一個(gè)對(duì)象中代碼和（或）數(shù) 據(jù)可以是這個(gè)對(duì)象私有的，不能被對(duì)象外的部分直接訪問。因而對(duì)象提供了一種高級(jí)保護(hù)以防止程序被無關(guān)部分錯(cuò)誤修改或錯(cuò)誤地使用了對(duì)象的私有部分。當(dāng)從對(duì)象外部試圖直接對(duì)受保護(hù)的內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行修改時(shí)，將被程序拒絕，只有通過對(duì)象所提供的對(duì)外服務(wù)函數(shù)材能夠?qū)ζ鋬?nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的加工，從而保證了數(shù)據(jù)加工的合法性。從這一意義上講，把這種代碼和數(shù)據(jù)的聯(lián)系稱為“封裝”。換句話說，封裝是將對(duì)象封閉保護(hù)起來，是將內(nèi)部細(xì)節(jié)隱蔽起來的能力。 在強(qiáng)調(diào)軟件組件的重用方面，面向?qū)ο蟮募夹g(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)律有更多相似之處。在面向?qū)ο笳Z言中，類是 創(chuàng)建對(duì)象的關(guān)鍵，事實(shí)上類描述了一族對(duì)象的公共特征和操作，而對(duì)象則是具體實(shí)現(xiàn)的類。例如小汽車是一個(gè)基本概念，它具有顏色、幾何尺寸、動(dòng)力特性的特征。那我們可以定義一個(gè)稱為“ 類，具有顏色、幾何尺寸、動(dòng)力特征等參數(shù)，以及描述汽車在外界條件下運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的成員函數(shù)。一輛具體的小汽車則是一個(gè)對(duì)象，在這個(gè)對(duì)象中有關(guān)參數(shù)均有具體數(shù)值，并可以通過輸入說明變量（外界條件參數(shù)）獲取該車具體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 面向?qū)ο蠹夹g(shù)給軟件發(fā)展帶來如下益處： 可重用性。從一開始對(duì)象的產(chǎn)生就是為了重復(fù)利用，完成的對(duì)象將在今后的程序開發(fā)中被部分或 全部地重復(fù)利用。 可靠性。由于面向?qū)ο蟮膽?yīng)用程序包含了通過測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)部分，因此更加可靠。由于大量代碼來源于成熟可靠的類庫，因而新開發(fā)程序的新增代碼明顯減少，這是程序可靠性提高的一個(gè)重要原因。 連續(xù)性。具有面向?qū)ο筇攸c(diǎn)的 C與 C 語言有很大的兼容性， C 程序員可以比較容易地過渡到 C語言開發(fā)工作。 面向?qū)ο笳Z言具有如下基本特征： 訪問控制。對(duì)象必須能夠?qū)ζ鋬?nèi)部的某些元素進(jìn)行保護(hù)，是它們只能被內(nèi)部使用，而不受外部干擾。反過來，對(duì)象又必須同其它外部元素進(jìn)行聯(lián)系，以便對(duì)對(duì)象進(jìn)行操作。在 C中，類有私有的（ 保護(hù)的（ 公有的（ 種訪問機(jī)制。 繼承性。通過對(duì)已有對(duì)象進(jìn)行增加或部分修改的方法建立新的對(duì)象，對(duì)已有對(duì)象可以增加數(shù)據(jù)和過程，也可以對(duì)其中某些過程進(jìn)行從新定義。最初的類被稱為基類，從基類擴(kuò)展出來的類稱為派生類。從已有類派生出新類是為了獲得更強(qiáng)的針對(duì)性。 多態(tài)性。正象生態(tài)系統(tǒng)一樣，繼承構(gòu)成了類族。通常這些類族中的類具有同名的成員函數(shù)，例如 布類族，具有一個(gè)通用基類，兩個(gè)派生類：增長系數(shù)布類和重力模型 布類，這幾個(gè)類都有同名的 員函數(shù)。多 態(tài)性意味著存在多種形式，能使人們?cè)诔绦蛑屑せ钊魏螌儆?布類族的類的 至在編譯可以不必具體知道對(duì)象是屬于增長系數(shù) 還是重力模型 布類。 面向?qū)ο篌w系結(jié)構(gòu)技術(shù)有助于創(chuàng)建行業(yè)性軟件開發(fā)機(jī)構(gòu)。例如交通規(guī)劃盡管具有差別，但各城市所需要的軟件基本上是相同的，這就為軟件開發(fā)機(jī)構(gòu)提供了一種制作面向交通規(guī)劃的軟件框架（注意這里講的是軟件框架而不是通用性軟件）的機(jī)會(huì)。這種框架一旦開發(fā)成功，就可以多次反復(fù)利用。 面向?qū)ο蠹夹g(shù)特別適合于將某一領(lǐng)域內(nèi)的軟件資源整理成體系化，因?yàn)樗泻芎玫谋憩F(xiàn)能力，能 夠容易抓住特定功能領(lǐng)域的本質(zhì)。 向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì) 為有效使用面向?qū)ο蟮某绦蚍椒?，首先需要解決程序的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題。在程序設(shè)計(jì)過程中最重要的抽象，也就是說，從現(xiàn)實(shí)世界中抽象出合理的對(duì)象結(jié)構(gòu)。在面向?qū)ο笏枷胫校橄鬀Q定了對(duì)象的對(duì)外形象、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及處理對(duì)象的外部接口，其關(guān)鍵是處理對(duì)象的可見外部特征。封裝是與抽象緊密聯(lián)系的概念，它需要兩個(gè)基本前提：首先，對(duì)象必須能夠表現(xiàn)一個(gè)完備的概念，例如可以將一條道路的縱斷面設(shè)計(jì)作為一個(gè)對(duì)象，它與外部的聯(lián)系限于縱斷面地面線、縱斷面設(shè)計(jì)參數(shù)。當(dāng)這些外部條件給定之后，對(duì)象 可以獨(dú)立計(jì)算任意樁號(hào)的設(shè)計(jì)高程、地面高程、設(shè)計(jì)高差、填挖面積等，也可以根據(jù)給定的比例和初始坐標(biāo)計(jì)算設(shè)計(jì)線和地面線的圖形坐標(biāo)。第二，對(duì)象的私有性，例如上述示例中，對(duì)象的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在外部是不可見的，其他程序員并不需要了解這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就可以使用對(duì)象的功能。對(duì)于對(duì)象的接口設(shè)計(jì)是十分重要的，它必須給出必要的訪問渠道，同時(shí)必須盡可能地將內(nèi)部細(xì)節(jié)隱藏起來。我們可以將接口看作是在屏蔽墻上打開的一些出入通道，通道過多了就失去了屏蔽墻存在的意義，通道過少又由于限制過強(qiáng)而行動(dòng)不便。一般情況下，這種通道表現(xiàn)為一組接口函數(shù)，事實(shí)上 我們也可以將一些變量作為對(duì)外開放的，但這并不是一種很好的方法。 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法的另一個(gè)重要貢獻(xiàn)，是關(guān)于繼承與多態(tài)性的處理。所謂繼承是指從現(xiàn)存對(duì)象出發(fā)建立一個(gè)新的對(duì)象類型，使它具有原對(duì)象的特點(diǎn)和功能，這稱為“派生”。同時(shí)，新的對(duì)象類型又具有某種新特點(diǎn)和新功能。這樣，我們可以采用對(duì)象派生的方法建立一個(gè)有層次的對(duì)外部世界的描述。例如，在第三章中我們可以看到一組有關(guān)三維曲面分塊的類族，從四條三維空間直線定義的簡單曲面，到四條復(fù)雜三維空間曲線定義的曲面，呈現(xiàn)復(fù)雜的分層次的多態(tài)性。但他們都有共同的接口函數(shù)形式：例如 根據(jù)給定平面點(diǎn)計(jì)算高程等。 面向?qū)ο蟮姆椒▽W(xué)是要求按人們通常的思維方式建立問題領(lǐng)域的模型，設(shè)計(jì)出盡可能自然表現(xiàn)求解方法的軟件。所謂建立模型就是建立問題領(lǐng)域中事物間相互關(guān)系。而表現(xiàn)求解問題的方法就是人們思維方法的描述。在面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法中對(duì)象 (傳遞信息 (別表現(xiàn)事物和事物間的關(guān)系。類 (繼承性 (描述人們思維方式的描述方法。方法(在可進(jìn)行的操作，這種對(duì)象、類、消息、方法的程序設(shè)計(jì)范式的關(guān)鍵在于對(duì)象的封裝和繼 承性。通過封裝 (將對(duì)象的定義和實(shí)現(xiàn)分開。通過繼承性，體現(xiàn)了類與類之間的關(guān)系，以及由此帶來的基本特征。