OOP

百科解釋

目錄·概述
·基本理論
·OOP名詞釋意
·面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言
·歷史

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的雛形，早在1960年的Simula語(yǔ)言中即可發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)的程序設(shè)計(jì)領(lǐng)域正面臨著一種危機(jī)：在軟硬件環(huán)境逐漸復(fù)雜的情況下，軟件如何得到良好的維護(hù)？面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)在某種程度上通過(guò)強(qiáng)調(diào)可重復(fù)性解決了這一問(wèn)題。20世紀(jì)70年代的SmallTalk語(yǔ)言在面向?qū)ο蠓矫婵胺Q經(jīng)典——以至于30年后的今天依然將這一語(yǔ)言視為面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的基礎(chǔ)。
面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)可以被視作一種在程序中包含各種獨(dú)立而又互相調(diào)用的單位和對(duì)象的思想，這與傳統(tǒng)的思想剛好相反：傳統(tǒng)的面向過(guò)程程序設(shè)計(jì)主張將程序看作一系列函數(shù)的集合，或者直接就是一系列對(duì)電腦下達(dá)的指令。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中的每一個(gè)對(duì)象都應(yīng)該能夠接受數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳達(dá)給其它對(duì)象，因此它們都可以被看作一個(gè)小型的“機(jī)器”，或者說(shuō)是負(fù)有責(zé)任的角色。
目前已經(jīng)被證實(shí)的是，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)推廣了程序的靈活性和可維護(hù)性，并且在大型項(xiàng)目設(shè)計(jì)中廣為應(yīng)用。此外，支持者聲稱面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)要比以往的做法更加便于學(xué)習(xí)，因?yàn)樗軌蜃屓藗兏?jiǎn)單地設(shè)計(jì)并維護(hù)程序，使得程序更加便于分析、設(shè)計(jì)、理解。反對(duì)者在某些領(lǐng)域?qū)Υ擞枰苑裾J(rèn)。

基本理論

一項(xiàng)由 Deborah J. Armstrong 進(jìn)行的長(zhǎng)達(dá)40年之久的計(jì)算機(jī)著作調(diào)查顯示出了一系列面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本理論。它們是：

類
類（Class）定義了一件事物的抽象特點(diǎn)。通常來(lái)說(shuō)，類定義了事物的屬性和它可以做到的（它的行為）。舉例來(lái)說(shuō)，“狗”這個(gè)類會(huì)包含狗的一切基礎(chǔ)特征，例如它的孕育、毛皮顏色和吠叫的能力。類可以為程序提供模版和結(jié)構(gòu)。一個(gè)類的方法和屬性被稱為“成員”。我們來(lái)看一段偽代碼：

<code>類狗
開(kāi)始
私有成員:
孕育
毛皮顏色
公有成員:
吠叫()
結(jié)束
</code>

在這串代碼中，我們聲明了一個(gè)類，這個(gè)類具有一些狗的基本特征。關(guān)于公有成員和私有成員，請(qǐng)參見(jiàn)下面的繼承性一節(jié)。

對(duì)象
對(duì)象（Object）是類的實(shí)例。例如，“狗”這個(gè)類列舉狗的特點(diǎn)，從而使這個(gè)類定義了世界上所有的狗。而萊絲這個(gè)對(duì)象則是一條具體的狗，它的屬性也是具體的。狗有皮毛顏色，而萊絲的皮毛顏色是棕白色的。因此，萊絲就是狗這個(gè)類的一個(gè)實(shí)例。一個(gè)具體對(duì)象屬性的值被稱作它的“狀態(tài)”。
假設(shè)我們已經(jīng)在上面定義了狗這個(gè)類，我們就可以用這個(gè)類來(lái)定義對(duì)象：

定義萊絲是狗
萊絲.毛皮顏色:=棕白色
萊絲.吠叫()

我們無(wú)法讓狗這個(gè)類去吠叫，但是我們可以讓對(duì)象“萊絲”去吠叫，正如狗可以吠叫，但沒(méi)有具體的狗就無(wú)法吠叫。

方法
方法（Method）是一個(gè)類能做的事情，但方法并沒(méi)有去做這件事。作為一條狗，萊絲是會(huì)吠叫的，因此“吠叫()”就是它的一個(gè)方法。與此同時(shí)，它可能還會(huì)有其它方法，例如“坐下()”，或者“吃()”。對(duì)一個(gè)具體對(duì)象的方法進(jìn)行調(diào)用并不影響其它對(duì)象，正如所有的狗都會(huì)叫，但是你讓一條狗叫不代表所有的狗都叫。如下例：

定義萊絲是狗
定義泰爾是狗
萊絲.吠叫()

則泰爾是不會(huì)吠叫的，因?yàn)檫@里的吠叫只是對(duì)對(duì)象“萊絲”進(jìn)行的。

消息傳遞機(jī)制
一個(gè)對(duì)象通過(guò)接受消息、處理消息、傳出消息或使用其他類的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)一定功能，這叫做消息傳遞機(jī)制（Message Passing）。

繼承性
繼承性（Inheritance）是指，在某種情況下，一個(gè)類會(huì)有“子類”。子類比原本的類（稱為父類）要更加具體化，例如，“狗”這個(gè)類可能會(huì)有它的子類“牧羊犬”和“吉娃娃犬”。在這種情況下，“萊絲”可能就是牧羊犬的一個(gè)實(shí)例。子類會(huì)繼承父類的屬性和行為，并且也可包含它們自己的。我們假設(shè)“狗”這個(gè)類有一個(gè)方法叫做“吠叫()”和一個(gè)屬性叫做“毛皮顏色”。它的子類（前例中的牧羊犬和吉娃娃犬）會(huì)繼承這些成員。這意味著程序員只需要將相同的代碼寫(xiě)一次。在偽代碼中我們可以這樣寫(xiě)：

類牧羊犬:繼承狗

定義萊絲是牧羊犬
萊絲.吠叫() /* 注意這里調(diào)用的是狗這個(gè)類的吠叫屬性。 */

回到前面的例子，“牧羊犬”這個(gè)類可以繼承“毛皮顏色”這個(gè)屬性，并指定其為棕白色。而“吉娃娃犬”則可以繼承“吠叫()”這個(gè)方法，并指定它的音調(diào)高于平常。子類也可以加入新的成員，例如，“吉娃娃犬”這個(gè)類可以加入一個(gè)方法叫做“顫抖()”。設(shè)若用“牧羊犬”這個(gè)類定義了一個(gè)實(shí)例“萊絲”，那么萊絲就不會(huì)顫抖，因?yàn)檫@個(gè)方法是屬于吉娃娃犬的，而非牧羊犬。事實(shí)上，我們可以把繼承理解為“是”。例如，萊絲“是”牧羊犬，牧羊犬“是”狗。因此，萊絲既繼承了牧羊犬的屬性，又繼承了狗的屬性。我們來(lái)看偽代碼：

類吉娃娃犬:繼承狗
開(kāi)始
公有成員:
顫抖()
結(jié)束
類牧羊犬:繼承狗

定義萊絲是牧羊犬
萊絲.顫抖() /* 錯(cuò)誤：顫抖是吉娃娃犬的成員方法。 */

當(dāng)一個(gè)類從多個(gè)父類繼承時(shí)，我們稱之為“多重繼承”。多重繼承并不總是被支持的，因?yàn)樗茈y理解，又很難被好好使用。

封裝性
具備封裝性（Encapsulation）的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)隱藏了某一方法的具體執(zhí)行步驟，取而代之的是通過(guò)消息傳遞機(jī)制傳送消息給它。因此，舉例來(lái)說(shuō)，“狗”這個(gè)類有”吠叫()”的方法，這一方法定義了狗具體該通過(guò)什么方法吠叫。但是，萊絲的朋友蒂米并不需要知道它到底如何吠叫。從實(shí)例來(lái)看：

/* 一個(gè)面向過(guò)程的程序會(huì)這樣寫(xiě)： */
定義萊絲
萊絲.設(shè)置音調(diào)(5)
萊絲.吸氣()
萊絲.吐氣()

/* 而當(dāng)狗的吠叫被封裝到類中，任何人都可以簡(jiǎn)單地使用： */
定義萊絲是狗
萊絲.吠叫()

封裝是通過(guò)限制只有特定類的實(shí)例可以訪問(wèn)這一特定類的成員，而它們通常利用接口實(shí)現(xiàn)消息的傳入傳出。舉個(gè)例子，接口能確保幼犬這一特征只能被賦予狗這一類。通常來(lái)說(shuō)，成員會(huì)依它們的訪問(wèn)權(quán)限被分為3種：公有成員、私有成員以及保護(hù)成員。有些語(yǔ)言更進(jìn)一步：Java可以限制同一包內(nèi)不同類的訪問(wèn)；C#和VB.NET保留了為類的成員聚集準(zhǔn)備的關(guān)鍵字：internal（C#）和Friend（VB.NET）；Eiffel語(yǔ)言則可以讓用戶指定哪個(gè)類可以訪問(wèn)所有成員。

多態(tài)性
多態(tài)性（Polymorphism）指方法在不同的類中調(diào)用可以實(shí)現(xiàn)的不同結(jié)果。因此，2個(gè)甚至更多的類可以對(duì)同一消息作出不同的反應(yīng)。舉例來(lái)說(shuō)，狗和雞都有“叫()”這一方法，但是調(diào)用狗的“叫()”，狗會(huì)吠叫；調(diào)用雞的“叫()”，雞則會(huì)啼叫。我們將它體現(xiàn)在偽代碼上：

類狗
開(kāi)始
公有成員:
叫()
開(kāi)始
吠叫()
結(jié)束
結(jié)束

類雞
開(kāi)始
公有成員:
叫()
開(kāi)始
啼叫()
結(jié)束
結(jié)束

定義萊絲是狗
定義魯斯特是雞
萊絲.叫()
魯斯特.叫()

這樣，同樣是叫，萊絲和魯斯特做出的反應(yīng)將大不相同。多態(tài)性的概念可以用在運(yùn)算符重載上，本文不再贅述。

抽象性
抽象(Abstraction)是簡(jiǎn)化復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的途徑，它可以為具體問(wèn)題找到最恰當(dāng)?shù)念惗x，并且可以在最恰當(dāng)?shù)睦^承級(jí)別解釋問(wèn)題。舉例說(shuō)明，萊絲在大多數(shù)時(shí)候都被當(dāng)作一條狗，但是如果想要讓它做牧羊犬做的事，你完全可以調(diào)用牧羊犬的方法。如果狗這個(gè)類還有動(dòng)物的父類，那么你完全可以視萊絲為一個(gè)動(dòng)物。

OOP名詞釋意

編程范型對(duì)于OOP的準(zhǔn)確定義及其本意存在著不少爭(zhēng)論。
通常，OOP被理解為一種將程序分解為封裝數(shù)據(jù)及相關(guān)操作的模塊而進(jìn)行的編程方式。有別于其它編程方式，OOP中的與某數(shù)據(jù)類型相關(guān)的一系列操作都被有機(jī)地封裝到該數(shù)據(jù)類型當(dāng)中，而非散放于其外，因而OOP中的數(shù)據(jù)類型不僅有著狀態(tài)，還有著相關(guān)的行為。OOP理論，及與之同名的OOP實(shí)踐相結(jié)合創(chuàng)造出了新的一個(gè)編程架構(gòu)；OOP思想被廣泛認(rèn)為是非常有用的，以致一套新的編程范型被創(chuàng)造了出來(lái)。（其它的編程范型例如函數(shù)式編程或過(guò)程序編程專注于程序運(yùn)行的過(guò)程，而邏輯編程專注于引發(fā)程序代碼執(zhí)行的斷言）
對(duì)面向模擬系統(tǒng)的語(yǔ)言（如：SIMULA 67）的研究及對(duì)高可靠性系統(tǒng)架構(gòu)（如：高性能操作系統(tǒng)和CPU的架構(gòu)）的研究最終導(dǎo)致了OOP的誕生。
一些專家認(rèn)為Object-Orientation中的Object的本意來(lái)自于其在語(yǔ)法領(lǐng)域的意義，即應(yīng)將其理解為“賓語(yǔ)”或“操作對(duì)象”，而非一般的“對(duì)象”或“對(duì)象”。我們所見(jiàn)到的軟件的運(yùn)行請(qǐng)求通常都是Subject-Oriented的，即“面向主語(yǔ)的”或“面向操作者的”，然而這樣將使得對(duì)操作者對(duì)象的設(shè)計(jì)變得困難而復(fù)雜。有鑒于此，部分研究人員開(kāi)始了對(duì)“面向操作對(duì)象”的思考。這又一次產(chǎn)生了新的編程范型，這是前邊提到的“面向操作者”的思考模式的一項(xiàng)革新。
依照“面向操作對(duì)象”的原則，在程序語(yǔ)句中的動(dòng)詞應(yīng)該被劃分到操作對(duì)象的類型之中，而與該動(dòng)詞請(qǐng)求相關(guān)的邏輯關(guān)系也就因此將在操作對(duì)象中處理。以下是采用“面向操作對(duì)象”的方式翻譯“面向操作者”的一些例子：

面向操作者：銷售系統(tǒng)保存交易記錄。
面向操作對(duì)象：交易記錄在接受到銷售系統(tǒng)的一條請(qǐng)求消息后將自身保存。
面向操作者：銷售系統(tǒng)打印收據(jù)。
面向操作對(duì)象：收據(jù)在接收到銷售系統(tǒng)的一條請(qǐng)求消息后將自身打印。

面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言

支持部分或絕大部分面向?qū)ο筇匦缘恼Z(yǔ)言即可稱為基于對(duì)象的或面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言。
早期，完全面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言主要包括Smalltalk等語(yǔ)言，目前較為流行的語(yǔ)言中有Java、C#、Eiffel等。隨著軟件工業(yè)的發(fā)展，比較早的面向過(guò)程的語(yǔ)言在近些年的發(fā)展中也紛紛吸收了許多面向?qū)ο蟮母拍�，比如C->C++，BASIC->Visual Basic->Visual Basic .NET，Pascal->Object Pascal，Ada->Ada95。

歷史

通信詞典解釋