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C+语言程序设计 1 面向对象程序设计（面向对象程序设计（C+） 第一章第一章 绪绪 论论 C+语言程序设计 2 本章主要内容本章主要内容 计算机程序设计语言的发展计算机程序设计语言的发展 面向对象的方法面向对象的方法 程序开发的基本概念程序开发的基本概念 C+语言程序设计 3 计算机程序计算机程序 计算机的工作是用程序来控制的计算机的工作是用程序来控制的 程序是指令的集合。程序是指令的集合。 指令是计算机可以识别的命令。指令是计算机可以识别的命令。 计 算 机 语 言 的 发 展 C+语言程序设计 4 机器语言与汇编语言机器语言与汇编语言 由计算机硬件系统可以识别的二进制指由计算机硬件系统可以识别的二进制指 令组成的语言称为机器语言。令组成的语言称为机器语言。 计算机发展的初期，软件工程师们只能用机器计算机发展的初期，软件工程师们只能用机器 语言来编写程序。这一阶段，在人类的自然语言和语言来编写程序。这一阶段，在人类的自然语言和 计算机编程语言之间存在着巨大的鸿沟。计算机编程语言之间存在着巨大的鸿沟。 汇编语言将机器指令映射为一些可以被汇编语言将机器指令映射为一些可以被 人读懂的助记符，如人读懂的助记符，如ADDADD、SUBSUB等。等。 此时编程语言与人类自然语言间的鸿沟略有缩此时编程语言与人类自然语言间的鸿沟略有缩 小，但仍与人类的思维相差甚远。因为它的抽象层小，但仍与人类的思维相差甚远。因为它的抽象层 次太低，程序员需要考虑大量的机器细节。次太低，程序员需要考虑大量的机器细节。 计 算 机 语 言 的 发 展 C+语言程序设计 5 高级语言高级语言 高级语言屏蔽了机器的细节，提高了高级语言屏蔽了机器的细节，提高了 语言的抽象层次，程序中可以采用具有语言的抽象层次，程序中可以采用具有 一定含义的数据命名和容易理解的执行一定含义的数据命名和容易理解的执行 语句。这使得在书写程序时可以联系到语句。这使得在书写程序时可以联系到 程序所描述的具体事物。程序所描述的具体事物。 计 算 机 语 言 的 发 展 C+语言程序设计 6 面向对象的语言面向对象的语言 出发点：出发点： 更直接地描述客观世界中存在的事物更直接地描述客观世界中存在的事物 (对象对象)以及它们之间的关系。以及它们之间的关系。 特点：特点： 是高级语言。是高级语言。 将客观事物看作具有属性和行为的对象。将客观事物看作具有属性和行为的对象。 通过抽象找出同一类对象的共同属性和通过抽象找出同一类对象的共同属性和 行为，形成类。行为，形成类。 通过类的继承与多态实现代码重用通过类的继承与多态实现代码重用 计 算 机 语 言 的 发 展 C+语言程序设计 7 面向对象的语言面向对象的语言 优点：优点： 使程序能够比较直接地反映问题域的使程序能够比较直接地反映问题域的 本来面目，软件开发人员能够利用人类认本来面目，软件开发人员能够利用人类认 识事物所采用的一般思维方法来进行软件识事物所采用的一般思维方法来进行软件 开发。开发。 计 算 机 语 言 的 发 展 C+语言程序设计 8 程序设计方法的发展历程程序设计方法的发展历程 面向面向过程过程的程序设计方法的程序设计方法 最早的程序最早的程序 目的：用于数学计算目的：用于数学计算 主要工作：设计求解问题的过程主要工作：设计求解问题的过程 缺点：对于庞大、复杂的程序难以开发和缺点：对于庞大、复杂的程序难以开发和 维护维护 程 序 设 计 方 法 C+语言程序设计 9 程序设计方法的发展历程程序设计方法的发展历程 面向面向过程过程的的结构化结构化程序设计方法程序设计方法 设计思路设计思路 自顶向下、逐步求精。采用模块分解与自顶向下、逐步求精。采用模块分解与 功能抽象，自顶向下、分而治之。功能抽象，自顶向下、分而治之。 程序结构：程序结构： 按功能划分为若干个基本模块，形成一按功能划分为若干个基本模块，形成一 个树状结构。个树状结构。 各模块间的关系尽可能简单，功能上相各模块间的关系尽可能简单，功能上相 对独立；每一模块内部均是由顺序、选对独立；每一模块内部均是由顺序、选 择和循环三种基本结构组成。择和循环三种基本结构组成。 其模块化实现的具体方法是使用子程序。其模块化实现的具体方法是使用子程序。 程 序 设 计 方 法 C+语言程序设计 10 程序设计方法的发展历程程序设计方法的发展历程 面向面向过程过程的的结构化结构化程序设计方法程序设计方法 优点：优点： 有效地将一个较复杂的程序系统设计任务分有效地将一个较复杂的程序系统设计任务分 解成许多易于控制和处理的子任务，便于开发和解成许多易于控制和处理的子任务，便于开发和 维护。维护。 程 序 设 计 方 法 主程序 模块1 模块2 模块n C+语言程序设计 11 程序设计方法的发展历程程序设计方法的发展历程 面向面向过程过程的的结构化结构化程序设计方法程序设计方法 缺点：可重用性差、数据安全性差、难以缺点：可重用性差、数据安全性差、难以 开发大型软件和图形界面的应用软件开发大型软件和图形界面的应用软件 把数据和处理数据的过程分离为相互独立的实把数据和处理数据的过程分离为相互独立的实 体。体。 当数据结构改变时，所有相关的处理过程都要当数据结构改变时，所有相关的处理过程都要 进行相应的修改。进行相应的修改。 每一种相对于老问题的新方法都要带来额外的每一种相对于老问题的新方法都要带来额外的 开销。开销。 图形用户界面的应用程序，很难用过程来描述图形用户界面的应用程序，很难用过程来描述 和实现，开发和维护也都很困难。和实现，开发和维护也都很困难。 程 序 设 计 方 法 C+语言程序设计 12 程序设计方法的发展历程程序设计方法的发展历程 面向面向对象对象的方法的方法 将数据及对数据的操作方法封装在一将数据及对数据的操作方法封装在一 起，作为一个相互依存、不可分离的起，作为一个相互依存、不可分离的 整体整体对象。对象。 对同类型对象抽象出其共性，形成类。对同类型对象抽象出其共性，形成类。 类通过一个简单的外部接口，与外界类通过一个简单的外部接口，与外界 发生关系。发生关系。 对象与对象之间通过消息进行通信。对象与对象之间通过消息进行通信。 程 序 设 计 方 法 C+语言程序设计 13 程序设计方法的发展历程程序设计方法的发展历程 面向面向对象对象的方法的方法 优点：优点： 程序模块间的关系更为简单，程序模块程序模块间的关系更为简单，程序模块 的独立性、数据的安全性就有了良好的的独立性、数据的安全性就有了良好的 保障。保障。 通过继承与多态性，可以大大提高程序通过继承与多态性，可以大大提高程序 的可重用性，使得软件的开发和维护都的可重用性，使得软件的开发和维护都 更为方便。更为方便。 程 序 设 计 方 法