第十講 物件導向簡介 物件導向的三個基本特徵

2021-06-20 15:36:47 字數 2731 閱讀 4999

物件導向的三個基本特徵是:封裝、繼承、多型。

封裝最好理解了。封裝是物件導向的特徵之一,是物件和類概念的主要特性。

封裝,也就是把客觀事物封裝成抽象的類,並且類可以把自己的資料和方法只讓可信的類或者物件操作,對不可信的進行資訊隱藏。

物件導向程式設計 (oop) 語言的乙個主要功能就是「繼承」。繼承是指這樣一種能力:它可以使用現有類的所有功能,並在無需重新編寫原來的類的情況下對這些功能進行擴充套件。

通過繼承建立的新類稱為「子類」或「派生類」。

被繼承的類稱為「基類」、「父類」或「超類」。

繼承的過程,就是從一般到特殊的過程。

要實現繼承,可以通過「繼承」(inheritance)和「組合」(composition)來實現。

在某些 oop 語言中,乙個子類可以繼承多個基類。但是一般情況下,乙個子類只能有乙個基類,要實現多重繼承,可以通過多級繼承來實現。

繼承概念的實現方式有三類:實現繼承、介面繼承和可視繼承。

ø         實現繼承是指使用基類的屬性和方法而無需額外編碼的能力;

ø         介面繼承是指僅使用屬性和方法的名稱、但是子類必須提供實現的能力;

ø         可視繼承是指子窗體(類)使用基窗體(類)的外觀和實現**的能力。

在考慮使用繼承時,有一點需要注意,那就是兩個類之間的關係應該是「屬於」關係。例如,employee 是乙個人,manager 也是乙個人,因此這兩個類都可以繼承 person 類。但是 leg 類卻不能繼承 person 類,因為腿並不是乙個人。

抽象類僅定義將由子類建立的一般屬性和方法,建立抽象類時,請使用關鍵字 inte***ce 而不是 class。

oo開發正規化大致為:劃分物件→抽象類→將類組織成為層次化結構(繼承和合成) →用類與例項進行設計和實現幾個階段。

多型性(polymorphisn)是允許你將父物件設定成為和乙個或更多的他的子物件相等的技術,賦值之後,父物件就可以根據當前賦值給它的子物件的特性以不同的方式運作。簡單的說,就是一句話:允許將子類型別的指標賦值給父類型別的指標。

實現多型,有二種方式,覆蓋,過載。

覆蓋,是指子類重新定義父類的虛函式的做法。

過載,是指允許存在多個同名函式,而這些函式的參數列不同(或許引數個數不同,或許引數型別不同,或許兩者都不同)。

其實,過載的概念並不屬於「物件導向程式設計」,過載的實現是:編譯器根據函式不同的參數列,對同名函式的名稱做修飾,然後這些同名函式就成了不同的函式(至少對於編譯器來說是這樣的)。如,有兩個同名函式:function func(p:integer):integer;和function func(p:string):integer;。那麼編譯器做過修飾後的函式名稱可能是這樣的:int_func、str_func。對於這兩個函式的呼叫,在編譯器間就已經確定了,是靜態的(記住:是靜態)。也就是說,它們的位址在編譯期就繫結了(早繫結),因此,過載和多型無關!真正和多型相關的是「覆蓋」。當子類重新定義了父類的虛函式後,父類指標根據賦給它的不同的子類指標,動態(記住:是動態!)的呼叫屬於子類的該函式,這樣的函式呼叫在編譯期間是無法確定的(呼叫的子類的虛函式的位址無法給出)。因此,這樣的函式位址是在執行期繫結的(晚邦定)。結論就是:過載只是一種語言特性,與多型無關,與物件導向也無關!引用一句bruce eckel的話:「不要犯傻,如果它不是晚邦定,它就不是多型。」

那麼,多型的作用是什麼呢?我們知道,封裝可以隱藏實現細節,使得**模組化;繼承可以擴充套件已存在的**模組(類);它們的目的都是為了——**重用。而多型則是為了實現另乙個目的——介面重用!多型的作用,就是為了類在繼承和派生的時候,保證使用「家譜」中任一類的例項的某一屬性時的正確呼叫。

泛化(generalization)

圖表1 泛化

在上圖中,空心的三角表示繼承關係(類繼承),在uml的術語中,這種關係被稱為泛化(generalization)。person(人)是基類,teacher(教師)、student(學生)、guest(來賓)是子類。

若在邏輯上b是a的「一種」,並且a的所有功能和屬性對b而言都有意義,則允許b繼承a的功能和屬性。

例如,教師是人,teacher 是person的「一種」(a kind of )。那麼類teacher可以從類person派生(繼承)。

如果a是基類,b是a的派生類,那麼b將繼承a的資料和函式。

若在邏輯上b是a的「一種」(a kind of ),則允許b繼承a的功能和屬性。

聚合(組合)

圖表2 組合

若在邏輯上a是b的「一部分」(a part of),則不允許b從a派生,而是要用a和其它東西組合出b。

例如,眼(eye)、鼻(nose)、口(mouth)、耳(ear)是頭(head)的一部分,所以類head應該由類eye、nose、mouth、ear組合而成,不是派生(繼承)而成。

聚合的型別分為無、共享(聚合)、復合(組合)三類。

聚合(aggregation)

圖表3 共享

上面圖中,有乙個菱形(空心)表示聚合(aggregation)(聚合型別為共享),聚合的意義表示has-a關係。聚合是一種相對鬆散的關係,聚合類b不需要對被聚合的類a負責。

組合(composition)

圖表4 復合

這幅圖與上面的唯一區別是菱形為實心的,它代表了一種更為堅固的關係——組合(composition)(聚合型別為復合)。組合表示的關係也是has-a,不過在這裡,a的生命期受b控制。即a會隨著b的建立而建立,隨b的消亡而消亡。

依賴(dependency)

圖表5 依賴

這裡b與a的關係只是一種依賴(dependency)關係,這種關係表明,如果類a被修改,那麼類b會受到影響。 

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