面向对象程序设计第一章精选PPT.ppt

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1、面向对象程序设计第一章课件第1页，此课件共32页哦第2页，此课件共32页哦 第第1 1章章 绪绪 论论 1.1 1.1 面向对象方法的起源面向对象方法的起源 1.21.2 面向对象是软件方法学的返朴归真面向对象是软件方法学的返朴归真 1.3 1.3 结构化程序设计与面向对象程序设计结构化程序设计与面向对象程序设计 1.4 1.4 面向对象的基本概念和面向对象系统的特性面向对象的基本概念和面向对象系统的特性1.5 1.5 面向对象程序设计语言的四大家族面向对象程序设计语言的四大家族1.6 1.6 面向对象的系统开发方法面向对象的系统开发方法 1.7 1.7 面向对象程序设计举例面向对象程序设计举

2、例 第3页，此课件共32页哦CPU指令系统，由0、1序列构成的指令码组成如：10000000 加 10010000 减用助记符号描述的指令系统如 ADD A,B面向机器的语言程序设计是数据被加工的过程客观世界可以分类，对象是类的实例对象是数据和方法的封装对象间通过发送和接受消息发生联系程序设计关键是定义类，并由类派生对象1.1 1.1 面向对象方法的起源面向对象方法的起源第4页，此课件共32页哦 软件设计人员的负担越来越重，软件的实现越来越庞大，软件设计人员的负担越来越重，软件的实现越来越庞大，为计算机领域自身的发展提出了新的要求。利用传统的程序为计算机领域自身的发展提出了新的要求。利用传统的

3、程序设计思想无法满足这一要求，人们就开始寻求一种更能反映设计思想无法满足这一要求，人们就开始寻求一种更能反映人类解决问题的自然方法，这就是人类解决问题的自然方法，这就是“面向对象面向对象”技术。技术。50 50年代的程序都是用指令代码或汇编语言编写的年代的程序都是用指令代码或汇编语言编写的 60 60年代高年代高级语言的出现大大简化了程序设计，缩短了软件开发周期自级语言的出现大大简化了程序设计，缩短了软件开发周期自6060年代末到年代末到7070年代初，出现了大型软件系统，如操作系统、数据年代初，出现了大型软件系统，如操作系统、数据库，这给程序设计带来了新的问题。可靠性差，错误多，且不库，这给

4、程序设计带来了新的问题。可靠性差，错误多，且不易维护和修改易维护和修改-“软件危机软件危机”。1.1 1.1 面向对象方法的起源面向对象方法的起源第5页，此课件共32页哦 为为了了克克服服60年年代代出出现现的的软软件件危危机机，1968年年北北约约组组织织提提出出“软软件件工工程程”的的概概念念。对对程程序序设设计计语语言言的的认认识识从从强强调调表表达达能能力力为为重重点点转转向向以以结结构构化化和和简简明明性性为为重重点点，将将程程序序从从语语句句序序列列转转向向相相互互作作用用的的模模块块集集合合。1969年年，E.W.Dijkstra首首先先提提出出了了结结构构化化程程序序设设计计的

5、的概概念念，他他强强调调从从程程序序结结构构和和风风格格上上来来研研究究程程序序设设计计。在在软软件件工工程程的的迫迫切切要要求求下下，70年年代代结结构构化化语语言言获获得得蓬蓬勃勃发发展展并并得得到到广广泛泛应应用用。使使用用结结构构化化程程序序设设计计方方法法可可显显著著地地减减少少软软件件的的复复杂杂性性，提提高高软软件件的的可可靠靠性性、可可测测试试性性和和可可维维护护性性。经经过过几几年年的的探探索索和和实实践践，结结构构化化程程序序设设计计的的应应用用确确实实取取得得了了成成效效，用用结结构构化化程程序序设设计计的的方方法法编编写写出出来来的的程程序序不仅结构良好，易写易读，而且

6、易于证明其正确性。不仅结构良好，易写易读，而且易于证明其正确性。第6页，此课件共32页哦 进进入入8080年年代代，由由于于一一系系列列高高技技术术的的研研究究，如如第第五五代代计计算算机机、计计算算机机辅辅助助制制造造CAMCAM和和知知识识工工程程等等领领域域的的研研究究都都迫迫切切要要求求大大型型的的软软件件系系统统作作为为支支撑撑。他他们们所所用用的的数数据据类类型型也也超超出出了了常常规规的的结结构构化化数数据据类类型型的的范范畴畴，提提出出对对图图像像、声声音音、规规则则等等非非结结构构化化信信息息的的管管理理。为为了了适适应应这这些些应应用用领领域域的的需需要要，迫迫切切要要求求

7、软软件件模模块块具具有有更更强强的的独独立立自自治治性性，以以便便于于大大型型软软件件的的管管理理、维维护护和和重重用用。由由于于结结构构化化语语言言的的数数据据类类型型较较为为简简单单，所所以以不不能能胜胜任任对对非非结结构构化化数数据据的的定定义义与与管管理理，采采用用过过程程调调用用机机制制也也不不够灵活，独立性较差。够灵活，独立性较差。第7页，此课件共32页哦为为了了适适应应高高技技术术发发展展的的需需要要，消消除除结结构构化化编编程程语语言言的的局局限限，自自8080年年代代以以来来，出出现现了了面面向向对对象象程程序序设设计计流流派派，研研制制出出了了多多种种面面向向对对象象程程序

8、序设设计计语语言言（简简称称为为OOPLOOPL：Object Object Oriented Oriented Programming Programming LanguageLanguage），如如AdaAda，SmalltalkSmalltalk，C+C+和和当当前前使使用用在在InternetInternet上的平台无关语言上的平台无关语言JavaJava等。等。第8页，此课件共32页哦 由由于于OOPLOOPL的的对对象象、类类具具有有高高度度的的抽抽象象性性，所所以以它它能能很很好好地地表表达达任任何何复复杂杂的的数数据据类类型型，也也允允许许程程序序员员灵灵活活地地定定义义自自己

9、己所所需需要要的的数数据据类类型型。类类本本身身具具有有很很完完整整的的封封装装性性，可可以以使使用用它它作作为为编编程程中中的的模模块块单单元元，满满足足模模块块独独立立自自治治的的需需求求。再再加加上上继继承承性性和和多多态态性性，更更有有助助于于简简化化大大型型软软件件和和大大量量重重复复定定义义的的模模块块，增增强强了了模模块块的的可可重重用用性性，提提高高了了软软件件的的可可靠靠性性，缩缩短了软件的开发周期。短了软件的开发周期。第9页，此课件共32页哦1.2 1.2 面向对象是软件方法学的返朴归真面向对象是软件方法学的返朴归真 客观世界是由许多具体的事物、抽象的概念、客观世界是由许多

10、具体的事物、抽象的概念、规则等组成的，我们将任何感兴趣或要加以研规则等组成的，我们将任何感兴趣或要加以研究的事、物、概念统称为对象究的事、物、概念统称为对象ObjectObject。每个对象都有各自的内部状态和运动规律，每个对象都有各自的内部状态和运动规律，不同对象之间通过消息传递进行相互作用和联不同对象之间通过消息传递进行相互作用和联系就构成了各种不同的系统。面向对象的方法系就构成了各种不同的系统。面向对象的方法正是以对象作为最基本元素的一种分析问题和正是以对象作为最基本元素的一种分析问题和解决问题的方法。解决问题的方法。第10页，此课件共32页哦传传统统的的结结构构化化方方法法强强调调的的

11、是是功功能能抽抽象象和和模模块块化化，每每个个模模块块都都是是一一个个过过程程。结结构构化化方方法法处处理理问问题题是是以以过过程程为为中中心心的的。面面向向对对象象强强调调的的是是功功能能抽抽象象和和数数据据抽抽象象，用用对对象象来来描描述述事事物物和和过过程程。而而对对象象包包含含数数据据和和对对数数据据的的操操作作，是是对对数数据据和和功功能能的的抽抽象象和和统统一一。面面向向对对象象方方法法处处理理问问题题的的过过程程是是对对一一系系列列相相关关对对象象的的操操纵纵，即即发发送送消消息息到到目目标标对对象象中中，由由对对象象执执行行相相应应的的操操作作。因因此此面面向向对对象象方方法法

12、是是以以对对象象为为中中心心的的，这这种种以以对对象象为为中中心心的的方方法法更更自自然然、更更直直接接地地反反映映现现实实世世界界的的问问题题空空间间，具具有有独独特特的的抽抽象象性性、封封装装性性、继继承承性和多态性，能更好地适应复杂大系统不断发展与变化的要求。性和多态性，能更好地适应复杂大系统不断发展与变化的要求。第11页，此课件共32页哦采采采采用用用用对对对对象象象象的的的的观观观观点点点点看看看看待待待待所所所所要要要要解解解解决决决决的的的的问问问问题题题题，并并并并将将将将其其其其抽抽抽抽象象象象为为为为应应应应用用用用系系系系统统统统是是是是极极极极其其其其自自自自然然然然与

13、与与与简简简简单单单单的的的的，因因因因为为为为它它它它符符符符合合合合人人人人类类类类的的的的思思思思维维维维习习习习惯惯惯惯，使使使使得得得得应应应应用用用用系系系系统统统统更更更更容容容容易易易易理理理理解解解解。同同同同时时时时，由由由由于于于于应应应应用用用用系系系系统统统统是是是是由由由由相相相相互互互互独独独独立立立立的的的的对对对对象象象象构构构构成成成成的的的的，使使使使得得得得系系系系统统统统的修改可以局部化，因此系统更易于维护。的修改可以局部化，因此系统更易于维护。的修改可以局部化，因此系统更易于维护。的修改可以局部化，因此系统更易于维护。软软软软件件件件开开开开发发发发

14、从从从从本本本本质质质质上上上上讲讲讲讲就就就就是是是是对对对对软软软软件件件件所所所所要要要要处处处处理理理理的的的的问问问问题题题题域域域域进进进进行行行行正正正正确确确确的的的的认认认认识识识识，并并并并把把把把这这这这种种种种认认认认识识识识正正正正确确确确地地地地描描描描述述述述出出出出来来来来。既既既既然然然然如如如如此此此此，那那那那就就就就应应应应该该该该直直直直接接接接面面面面对对对对问问问问题题题题域域域域中中中中客客客客观观观观存存存存在在在在的的的的事事事事物物物物来来来来进进进进行行行行软软软软件件件件开开开开发发发发，这这这这就就就就是是是是面面面面向向向向对对对对

15、象象象象。另另另另一一一一方方方方面面面面，人人人人类类类类在在在在认认认认识识识识世世世世界界界界的的的的历历历历史史史史长长长长河河河河中中中中形形形形成成成成的的的的普普普普遍遍遍遍有有有有效效效效的的的的思思思思维维维维方方方方法法法法，在在在在软软软软件件件件开开开开发发发发中中中中也也也也应应应应该该该该是是是是适适适适用用用用的的的的。在在在在软软软软件件件件开开开开发发发发中中中中尽尽尽尽量量量量采采采采用用用用人人人人们们们们在在在在日日日日常常常常生生生生活活活活中中中中习习习习惯惯惯惯的的的的思思思思维维维维方方方方式式式式和和和和表表表表达达达达方方方方式式式式，这这这

16、这就就就就是是是是面面面面向向向向对对对对象象象象方方方方法法法法所所所所强强强强调调调调的的的的基基基基本本本本原原原原则则则则。软软软软件件件件开开开开发发发发从从从从过过过过分分分分专专专专业业业业化化化化的的的的方方方方法法法法、规规规规则则则则和和和和技技技技巧巧巧巧中中中中回回回回到到到到了了了了客客客客观观观观世世世世界界界界，回回回回到到到到了了了了人人人人们们们们的的的的日日日日常常常常思思思思维维维维，所所所所以以以以说说说说面面面面向向向向对对对对象象象象方方方方法法法法是是是是软软软软件件件件方方方方法法法法学学学学的的的的返返返返朴归真。朴归真。朴归真。朴归真。第12

17、页，此课件共32页哦1.31.3结构化程序设计与面向对象程序设计结构化程序设计与面向对象程序设计 1.1.结构化程序设计结构化程序设计 程序程序=数据结构数据结构+算法算法+程序设计语言程序设计语言+语言环境语言环境第13页，此课件共32页哦 1.结构化程序设计方法结构化程序设计方法 n n自顶向下、逐步细化：自顶向下、逐步细化：自顶向下、逐步细化：自顶向下、逐步细化：结构化程序设计的主要思想是功能分解并逐结构化程序设计的主要思想是功能分解并逐结构化程序设计的主要思想是功能分解并逐结构化程序设计的主要思想是功能分解并逐步求精。当一些任务复杂以至无法描述时，可以将它拆分为一系步求精。当一些任务复

18、杂以至无法描述时，可以将它拆分为一系步求精。当一些任务复杂以至无法描述时，可以将它拆分为一系步求精。当一些任务复杂以至无法描述时，可以将它拆分为一系列较小的功能部件，直到这些完备的子任务小到易于理解的程度。列较小的功能部件，直到这些完备的子任务小到易于理解的程度。列较小的功能部件，直到这些完备的子任务小到易于理解的程度。列较小的功能部件，直到这些完备的子任务小到易于理解的程度。这种方法叫这种方法叫这种方法叫这种方法叫“自顶向下，逐步细化自顶向下，逐步细化自顶向下，逐步细化自顶向下，逐步细化”。n n模块化设计：模块化设计：模块化设计：模块化设计：在程序设计中常采用模块化设计的方法，尤其是当在程

19、序设计中常采用模块化设计的方法，尤其是当在程序设计中常采用模块化设计的方法，尤其是当在程序设计中常采用模块化设计的方法，尤其是当程序比较复杂时，更有必要。在拿到一个程序模块（实际上是程程序比较复杂时，更有必要。在拿到一个程序模块（实际上是程程序比较复杂时，更有必要。在拿到一个程序模块（实际上是程程序比较复杂时，更有必要。在拿到一个程序模块（实际上是程序模块的任务书）以后，根据程序模块的功能将它划分为若干个序模块的任务书）以后，根据程序模块的功能将它划分为若干个序模块的任务书）以后，根据程序模块的功能将它划分为若干个序模块的任务书）以后，根据程序模块的功能将它划分为若干个子模块，如果嫌这些子模块

20、的规模大，还可以划分为更小的模块。子模块，如果嫌这些子模块的规模大，还可以划分为更小的模块。子模块，如果嫌这些子模块的规模大，还可以划分为更小的模块。子模块，如果嫌这些子模块的规模大，还可以划分为更小的模块。这个过程采用自顶向下方法来实现。结构化程序设计方法可以解这个过程采用自顶向下方法来实现。结构化程序设计方法可以解这个过程采用自顶向下方法来实现。结构化程序设计方法可以解这个过程采用自顶向下方法来实现。结构化程序设计方法可以解决人脑思维能力的局限性和所处理问题的复杂性之间的矛盾。决人脑思维能力的局限性和所处理问题的复杂性之间的矛盾。决人脑思维能力的局限性和所处理问题的复杂性之间的矛盾。决人脑

21、思维能力的局限性和所处理问题的复杂性之间的矛盾。n n结构化编码：结构化编码：结构化编码：结构化编码：在设计好一个结构化的算法之后，还要善于进行在设计好一个结构化的算法之后，还要善于进行在设计好一个结构化的算法之后，还要善于进行在设计好一个结构化的算法之后，还要善于进行结构化编码。即用高级语言语句正确地实现顺序、选择、循环结构化编码。即用高级语言语句正确地实现顺序、选择、循环结构化编码。即用高级语言语句正确地实现顺序、选择、循环结构化编码。即用高级语言语句正确地实现顺序、选择、循环三种基本结构。三种基本结构。三种基本结构。三种基本结构。第14页，此课件共32页哦2.2.面向对象程序设计面向对象

22、程序设计程序设计的新思维程序设计的新思维面向对象程序设计将数据及对数据的操作放在一起，作为一面向对象程序设计将数据及对数据的操作放在一起，作为一面向对象程序设计将数据及对数据的操作放在一起，作为一面向对象程序设计将数据及对数据的操作放在一起，作为一个相互依存、不可分割的整体来处理，它采用了数据抽象和信个相互依存、不可分割的整体来处理，它采用了数据抽象和信个相互依存、不可分割的整体来处理，它采用了数据抽象和信个相互依存、不可分割的整体来处理，它采用了数据抽象和信息隐藏技术。它将对象及对对象的操作抽象成一种新的数据类息隐藏技术。它将对象及对对象的操作抽象成一种新的数据类息隐藏技术。它将对象及对对象

23、的操作抽象成一种新的数据类息隐藏技术。它将对象及对对象的操作抽象成一种新的数据类型类，并且考虑不同对象之间的联系和对象所在类的重要性。型类，并且考虑不同对象之间的联系和对象所在类的重要性。型类，并且考虑不同对象之间的联系和对象所在类的重要性。型类，并且考虑不同对象之间的联系和对象所在类的重要性。面向对象程序设计优于传统的结构化程序设计，其优越面向对象程序设计优于传统的结构化程序设计，其优越性表现在，它有希望解决软件工程的两个主要的问题性表现在，它有希望解决软件工程的两个主要的问题软件复杂性控制和软件生产率的提高，此外它还符合人类的思维软件复杂性控制和软件生产率的提高，此外它还符合人类的思维软件

24、复杂性控制和软件生产率的提高，此外它还符合人类的思维软件复杂性控制和软件生产率的提高，此外它还符合人类的思维习惯，能够自然地表现现实世界的实体和问题，它对软件开发过习惯，能够自然地表现现实世界的实体和问题，它对软件开发过习惯，能够自然地表现现实世界的实体和问题，它对软件开发过习惯，能够自然地表现现实世界的实体和问题，它对软件开发过程具有重要的意义。程具有重要的意义。程具有重要的意义。程具有重要的意义。面向对象程序设计能支持的软件开发策略有：面向对象程序设计能支持的软件开发策略有：面向对象程序设计能支持的软件开发策略有：面向对象程序设计能支持的软件开发策略有：(1)(1)(1)(1)编写可重用代

25、码；编写可重用代码；编写可重用代码；编写可重用代码；(2)(2)(2)(2)编写可维护的代码；编写可维护的代码；编写可维护的代码；编写可维护的代码；(3)(3)(3)(3)共享代码；共享代码；共享代码；共享代码；(4)(4)(4)(4)精减已有的代码。精减已有的代码。精减已有的代码。精减已有的代码。第15页，此课件共32页哦1.1.1.1.对象：对象：对象：对象：是计算机内存中的一块区域，通过将内存分块，每个是计算机内存中的一块区域，通过将内存分块，每个模块（即对象）在功能上相互之间保持相对独立。当对象的模块（即对象）在功能上相互之间保持相对独立。当对象的一个成员函数被调用时，对象执行其内部的

26、代码来响应这个一个成员函数被调用时，对象执行其内部的代码来响应这个调用，这使对象呈现出一定的行为。行为及其结果就是该对调用，这使对象呈现出一定的行为。行为及其结果就是该对象的功能。象的功能。2.2.2.2.面向对象：面向对象：面向对象：面向对象：是一种认识世界的方法也是一种程序设计方法。面向是一种认识世界的方法也是一种程序设计方法。面向对象的观点认为，客观世界是由各种各样的实体，也就是对象组对象的观点认为，客观世界是由各种各样的实体，也就是对象组成的。每种对象都有自己的内部状态和运动规律，不同对象间的成的。每种对象都有自己的内部状态和运动规律，不同对象间的相互联系和相互作用就构成了各种不同的系

27、统，并进而构成整个相互联系和相互作用就构成了各种不同的系统，并进而构成整个客观世界。按照这样的思想设计程序，就是面向对象的程序设计。客观世界。按照这样的思想设计程序，就是面向对象的程序设计。“面向对象面向对象”不仅仅作为一种技术、更作为一种方法贯穿于不仅仅作为一种技术、更作为一种方法贯穿于软件设计的各个阶段。软件设计的各个阶段。3.3.3.3.面向对象程序设计：面向对象程序设计：面向对象程序设计：面向对象程序设计：是在面向过程的程序设计基础上的质的飞是在面向过程的程序设计基础上的质的飞跃。面向对象方法的产生，是计算机科学发展的要求。面向对跃。面向对象方法的产生，是计算机科学发展的要求。面向对象

28、的技术在系统程序设计、数据库及多媒体应用等领域都得到象的技术在系统程序设计、数据库及多媒体应用等领域都得到广泛应用。广泛应用。第16页，此课件共32页哦2.面向对象程序设计面向对象程序设计OOPn n程序程序=对象对象+对象对象+对象对象n n对象对象=算法算法+数据结构数据结构+程序设计语言程序设计语言+语言环境语言环境第17页，此课件共32页哦1.4 1.4 面向对象的基本概念面向对象的基本概念 和面向对象系统的特性和面向对象系统的特性1.4.1 1.4.1 面向对象的基本概念面向对象的基本概念1.1.对象对象(object)(object)(1)(1)具有唯一标识名，可以区别于其他对象。

29、具有唯一标识名，可以区别于其他对象。(2)(2)具有一个状态，由与其相关联的属性值集合所表征。具有一个状态，由与其相关联的属性值集合所表征。(3)(3)有一组操作方法即服务，每个操作决定对象的一种行为。有一组操作方法即服务，每个操作决定对象的一种行为。(4)(4)一个对象的成员仍可以是一个对象。一个对象的成员仍可以是一个对象。(5)(5)模块独立性模块独立性。(6)(6)动态连接性动态连接性(7)(7)易维护性易维护性 从逻辑上看，一个对象是独立存在的模块。从逻辑上看，一个对象是独立存在的模块。模块内部状态不因外界的干扰而改变，也不模块内部状态不因外界的干扰而改变，也不会涉及到其他模块；模块间

30、的依赖性极小或会涉及到其他模块；模块间的依赖性极小或几乎没有；各模块可独立地被系统所组合选几乎没有；各模块可独立地被系统所组合选用，也可被程序员重用，不必担心破坏其他用，也可被程序员重用，不必担心破坏其他模块。模块。客客观观世世界界中中的的对对象象之之间间是是有有联联系系的的，在在面面向向对对象象程程序序设设计计中中，通通过过消消息息机机制制，把把对对象象之之间间动动态态连连接接在在一一起起，使使整整个个机机体体运运转转起起来来，便便称称为为对对象象的的连连接接性性。有有一一组组操操作作（服服务务），每每一一个个操操作作决决定定对对象象的的一一种种功功能或行为。能或行为。第18页，此课件共32

31、页哦2.类类(class)在在面面向向对对象象系系统统中中，并并不不是是将将各各个个具具体体的的对对象象都都进进行行描描述述，而而是是忽忽略略其其非非本本质质的的特特性性，找找出出其其共共性性，将将对对象象划划分分成成不不同同的的类类，这这一一过过程程为为抽抽象象过过程程。类类是是对对象象的的抽抽象象及及描描述述，是是具具有有共共同同属属性性和和操操作作的的多多个个对对象象的的相相似似特特性性的的统统一一描描述述体体。在在类类的的描描述述中中，每每个个类类要要有有一一个个名名字字标标识识，用用以以表表示示一一组组对对象象的的共共同同特特征征。类类中中的的每每个个对对象象都都是是该该类类的的实实

32、例例。类类提提供供了了完完整整的的解解决决特特定定问问题题的的能能力力，因因为为类类描描述述了了数数据据结结构构（对对象象属属性性）、算算法法（服服务务、方方法法）和和外外部部接接口口（消消息息协协议议），是是一一种种用用户户自自定定义义的的数据类型数据类型。第19页，此课件共32页哦 3.消息消息(message)消息是面向对象系统中实现对象间的通信和请求任消息是面向对象系统中实现对象间的通信和请求任务的操作，是要求某个对象执行其中某个功能操作的规务的操作，是要求某个对象执行其中某个功能操作的规格说明。发送消息的对象称为发送者，接受消息的对象格说明。发送消息的对象称为发送者，接受消息的对象称

33、为接收者。对象间的联系，只能通过消息来进行。对称为接收者。对象间的联系，只能通过消息来进行。对象在接收到消息时才被激活。象在接收到消息时才被激活。消息具有消息具有三个性质三个性质：(1)(1)同一对象可接收不同形式的多个消息，产生不同的同一对象可接收不同形式的多个消息，产生不同的响应；响应；(2)(2)相同形式的消息可以送给不同对象，所做出的响相同形式的消息可以送给不同对象，所做出的响应可以是截然不同的；应可以是截然不同的；(3)(3)消息的发送可以不考虑具体的接收者，对象可以响消息的发送可以不考虑具体的接收者，对象可以响应消息，也可以对消息不予理会，对消息的响应并不是必须应消息，也可以对消息

34、不予理会，对消息的响应并不是必须的。的。对象之间传送的消息一般由三部分组成：接受对象对象之间传送的消息一般由三部分组成：接受对象名、调用操作名和必要的参数。名、调用操作名和必要的参数。在面向对象程序设计中，消息分为两类：公有消息在面向对象程序设计中，消息分为两类：公有消息和私有消息。假设有一批消息发向同一个对象，其中一和私有消息。假设有一批消息发向同一个对象，其中一部分消息是由其他对象直接向它发送的，称为公有部分消息是由其他对象直接向它发送的，称为公有（publicpublic）消息；另一部分消息是它向自己发送的，称）消息；另一部分消息是它向自己发送的，称为私有（为私有（privatepriv

35、ate）消息。）消息。第20页，此课件共32页哦4.4.方法（方法（m methodethod）在在面面向向对对象象程程序序设设计计中中，要要求求某某一一对对象象做做某某一一操操作作时时，就就向向对对象象发发送送一一个个相相应应的的消消息息，当当对对象象接接收收到到发发向向它它的的消消息息时时，就就调调用用有有关关的的方方法法，执执行行相相应应的的操操作作。方方法法就就是是对对象象所所能能执执行行的的操操作作。方方法法包包括括界界面面和和方方法法体体两两部部分分。方方法法的的界界面面就就是是消消息息的的模模式式，它它给给出出了了方方法法的的调调用用协协议议；方方法法体体则则是是实实现现某某种种

36、操操作作的的一一系系列列计计算算步步骤骤，也也就就是是一一段段程程序序。消消息息和和方方法法的的关关系系是是：对对象象根根据据接接收收到到的的消消息息，调调用用相相应应的的方方法法；反反过过来来，有有了了方方法法，对对象象才才能能响响应应相相应应的的消消息息。所所以以消消息息模模式式与与方方法法界界面面应应该该是是一一致致的的。同同时时，只只要要方方法法界界面面保保持持不不变变，方方法法体体的的改改动动不不会会影影响响方方法法的的调调用用。在在C+C+语言中方法是通过函数来实现的，称为语言中方法是通过函数来实现的，称为成员函数。成员函数。第21页，此课件共32页哦 1.4.2 1.4.2 面向

37、对象系统的特性面向对象系统的特性（1 1）抽象性抽象性面向对象鼓励程序员以抽象的观点看待程序，即程序是面向对象鼓励程序员以抽象的观点看待程序，即程序是由一组对象组成的。我们可以将一组对象的共同特征进一步由一组对象组成的。我们可以将一组对象的共同特征进一步抽象出来，从而形成抽象出来，从而形成“类类”的概念。抽象是一种从一般的观的概念。抽象是一种从一般的观点看待事物的方法，它要求程序员集中于事物的本质特征，而点看待事物的方法，它要求程序员集中于事物的本质特征，而不是具体细节或具体实现。类的概念来自人们认识自然、认识不是具体细节或具体实现。类的概念来自人们认识自然、认识社会的过程。在这一过程中，人们

38、主要使用两种方法：从特殊社会的过程。在这一过程中，人们主要使用两种方法：从特殊到一般的归纳法和从一般到特殊的演绎法。在归纳的过程中，到一般的归纳法和从一般到特殊的演绎法。在归纳的过程中，我们从一个个具体的事物中把共同的特征抽取出来，形成一个我们从一个个具体的事物中把共同的特征抽取出来，形成一个一般的概念，这就是一般的概念，这就是“归类归类”；在演绎的过程中，我们又把；在演绎的过程中，我们又把同类的事物，根据不同的特征分成不同的小类，这就是同类的事物，根据不同的特征分成不同的小类，这就是“分类分类”。对于一个具体的类，它有许多具体的个体，我们称这。对于一个具体的类，它有许多具体的个体，我们称这些

39、个体叫做些个体叫做“对象对象”。第22页，此课件共32页哦所谓数据封装就是指一组数据和与这组数据有关的操作集所谓数据封装就是指一组数据和与这组数据有关的操作集合组装在一起，形成一个能动的实体，也就是对象。数据合组装在一起，形成一个能动的实体，也就是对象。数据封装就是给数据提供了与外界联系的标准接口，无论是谁，封装就是给数据提供了与外界联系的标准接口，无论是谁，只有通过这些接口，使用规范的方式，才能访问这些数据。只有通过这些接口，使用规范的方式，才能访问这些数据。数据封装是软件工程发展的必然产物，使得程序员在设计数据封装是软件工程发展的必然产物，使得程序员在设计程序时可以专注于自己的对象，同时也

40、切断了不同模块之程序时可以专注于自己的对象，同时也切断了不同模块之间数据的非法使用，减少了出错的可能性。间数据的非法使用，减少了出错的可能性。(2)(2)(2)(2)封装性封装性封装性封装性第23页，此课件共32页哦 从已有的对象类型出发建立一种新的对象类型，使它继从已有的对象类型出发建立一种新的对象类型，使它继承原对象的特点和功能，这种思想是面向对象设计方法承原对象的特点和功能，这种思想是面向对象设计方法的主要贡献。继承是对许多问题中分层特性的一种自然的主要贡献。继承是对许多问题中分层特性的一种自然描述，因而也是类的具体化和被重新利用的一种手段，描述，因而也是类的具体化和被重新利用的一种手段

41、，它所表达的就是一种对象类之间的相交关系。它使得某它所表达的就是一种对象类之间的相交关系。它使得某类对象可以继承另外一类对象的特征和能力。继承所具类对象可以继承另外一类对象的特征和能力。继承所具有的作用有两个方面：一方面可以减少代码冗余；另一有的作用有两个方面：一方面可以减少代码冗余；另一方面可以通过协调性来减少相互之间的接口和界面。方面可以通过协调性来减少相互之间的接口和界面。从继承源上划分从继承源上划分继承可分为单继承（单一继承）和多继承继承可分为单继承（单一继承）和多继承（多重继承）。（多重继承）。从从继继承承内内容容上上继继承承可可分分为为取取代代继继承承、包包含含继继承承、受受限限继

42、继承、特化继承。承、特化继承。（3 3）继承性继承性 (1)(1)取取代代继继承承：例例如如一一个个徒徒弟弟从从其其师师傅傅那那里里学学到到师师傅傅的的所所有有技技术，则在任何需要师傅的地方都可以由徒弟来代替。术，则在任何需要师傅的地方都可以由徒弟来代替。(2)(2)包包含含继继承承：例例如如交交通通工工具具是是一一类类对对象象，汽汽车车是是一一种种特特殊殊的的交交通通工工具具。汽汽车车具具有有了了交交通通工工具具的的所所有有特特征征，任任何何一一辆辆汽汽车车都都是是一一种种交交通通工工具具，这这便便是是包包含含继继承承，即即交交通通工工具包含了汽车的所有特征。具包含了汽车的所有特征。(3)(

43、3)受受限限继继承承：例例如如鸵鸵鸟鸟是是一一种种特特殊殊的的鸟鸟，它它不不能能继继承承鸟鸟会飞的特征。会飞的特征。(4)(4)特特化化继继承承：例例如如教教师师是是一一类类特特殊殊的的人人，他他们们比比一一般般人人具具有更多的特有信息，这就是特化继承。有更多的特有信息，这就是特化继承。第24页，此课件共32页哦4 4多态性多态性(polymorphism)polymorphism)不同的对象接收到相同的消息时产生多种完全不不同的对象接收到相同的消息时产生多种完全不同的行为的现象称为多态性。同的行为的现象称为多态性。C+C+语言支持两种多语言支持两种多态性即编译时的多态性和运行时的多态性。编译

44、时态性即编译时的多态性和运行时的多态性。编译时的多态性通过重载函数实现，而运行时的多态性通的多态性通过重载函数实现，而运行时的多态性通过虚函数实现。使用多态性可以大大提高了我们解过虚函数实现。使用多态性可以大大提高了我们解决复杂问题的能力。决复杂问题的能力。第25页，此课件共32页哦1.5 1.5 面向对象程序设计语言的四大家族面向对象程序设计语言的四大家族(1)LISP(1)LISP家族家族家族家族LISPLISP是是50505050年代开发出来的一种语言，它以表处理为特年代开发出来的一种语言，它以表处理为特色，是一种人工智能语言，色，是一种人工智能语言，7070年代以来，在年代以来，在年代

45、以来，在年代以来，在LISPLISP基础上基础上开发了很多开发了很多LISPLISP家族的面向对象语言。家族的面向对象语言。(2)Simula(2)SimulaSimulaSimulaSimulaSimula语言是语言是语言是语言是6060年代开发出来的，在年代开发出来的，在年代开发出来的，在年代开发出来的，在SimulaSimulaSimulaSimula中引入了几中引入了几中引入了几中引入了几个面向对象程序设计语言中最重要的概念和特性，即数据抽个面向对象程序设计语言中最重要的概念和特性，即数据抽个面向对象程序设计语言中最重要的概念和特性，即数据抽个面向对象程序设计语言中最重要的概念和特性，

46、即数据抽象、类和继承性机制。象、类和继承性机制。象、类和继承性机制。象、类和继承性机制。(3)Smalltalk(3)Smalltalk(3)Smalltalk(3)SmalltalkSmalltalkSmalltalk是第一个真正的面向对象程序设计语言，是第一个真正的面向对象程序设计语言，它体现了纯粹的它体现了纯粹的OOPOOPOOPOOP设计思想，是最纯的设计思想，是最纯的设计思想，是最纯的设计思想，是最纯的OOPOOP语言。它起源语言。它起源语言。它起源语言。它起源于于于于SimulaSimula语言。尽管语言。尽管语言。尽管语言。尽管SmalltalkSmalltalk不断完善，但在那

47、个时不断完善，但在那个时期，面向对象程序设计语言并没有得到广泛的重视，期，面向对象程序设计语言并没有得到广泛的重视，程序设计的主流是结构化程序设计。程序设计的主流是结构化程序设计。第26页，此课件共32页哦 (4)C(4)C家族家族 在在1919世世纪纪8080年年代代，C C语语言言成成为为一一种种极极其其流流行行、应应用用非非常常广广泛泛的的语语言言。C+C+是是在在C C语语 言言 的的 基基 础础 上上 进进 行行 扩扩 充充，并并 增增 加加 了了 类类 似似SmalltalkSmalltalk语语言言中中相相应应的的对对象象机机制制。它它将将“类类”看看作作是是用用户户定定义义类类

48、型型，使使其其扩扩充充比比较较自自然然。C+C+以以其其高高效效的的执执行行效效率率赢赢得得了了广广大大程程序序设设计计员员的的青青睐睐是是一一种种混混合合型型的的面面向向对对象象程程序序设设计计语语言言，由由于于它它的的出出现现，才才使使面面向向对对象象的的程程序序设设计计语语言言越越来来越越得得到到重重视视和和广广泛泛的的应用。应用。面面向向对对象象语语言言可可以以分分为为两两大大类类，纯纯粹粹的的面面向向对对象象语语言言和和混混合合型型的的面面向向对对象象语语言言。在在纯纯粹粹的的面面向向对对象象语语言言中中，几几乎乎所所有有的的语语言言成成分分都都是是“对对象象”，这这类类语语言言强强

49、调调开开发发快快速速原原型型的的能能力力；而而混混合合型型的的面面向向对对象象语语言言，是是在在传传统统的的过过程程化化语语言言中中加加入入了了各各种种面面向向对对象象的的语语言言机机制制，它它所所强强调调的的是是运运行行效效率率。真真正正的的面面向向对对象象程程序序设设计计语语言言提提供供了了特特定定的的语语法法成成分分来来保保证证和和支支持持面面向向对对象象程程序序设设计计，并并且且提提供供了了继继承承性性、多多态态性性和和动动态态链链接机制，使得类和类库成为可重用的模块。接机制，使得类和类库成为可重用的模块。第27页，此课件共32页哦1.6 1.6 面向对象的系统开发方法面向对象的系统开

50、发方法面向对象的开发方法可分为四个阶段：面向对象的开发方法可分为四个阶段：(1)(1)系系统统调调查查和和需需求求分分析析。即即对对应应用用系系统统将将要要实实现现的的功功能能以以及及用用户户对对系系统统开开发发的的需需求求进进行行调调查查研研究究。这这是是所所有有开开发发方法都必须进行的。方法都必须进行的。(2)(2)分分析析问问题题的的性性质质和和求求解解问问题题。在在繁繁杂杂的的问问题题域域中中抽抽象象地地识识别别出出对对象象及及其其行行为为、结结构构、属属性性、方方法法等等。这这一一阶阶段段称称为为面向对象分析，简称为面向对象分析，简称为OOAOOA。(3)(3)整整理理问问题题。即即