面向对象

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啥是对象?

MDN上这样定义对象:

对象是一个包含相关数据和方法的集合(通常由一些变量和函数组成,我们称之为对象里面的属性和方法)。

MDN-对象基础

对象是一个集合,集合里有属性和方法。属性用来描述对象的特征,方法用来描述对象的行为。

比如说:电脑是一个对象,电脑有尺寸、型号、品牌等这些是电脑的特征。电脑可以用来看电影、打游戏、办公,这些是电脑可以做的事,就是电脑的行为。

面向对象的由来

计算机的本质就是一堆电子元器件的组合。这些电子元器件只认识高低电平,所以最初的程序设计是采用机器语言来编写的,用二进制来表示机器能够识别和执行的指令和数据。

由于机器语言实在是太难编写了,于是就发展出了汇编语言。

汇编语言(符号语言),用助记符代替机器 指令的操作码,用地址符号(Symbol)或标号(Label)代替指令或操作数的地址,。汇编语言由于是采用 了助记符号来编写程序,比用机器语言的二进制代码编程要方便些,在一定程度上简化了编程过程。

汇编语言本质上还是一种面向机器的语言,编写同样困难。

面向过程语言。面向过程的语言已经不再关注机器本身的操作指令、存储等方面,而是关注如何一步一步的解决具体的问题,即:解决问题的过程。

面向过程是一次思想上的飞跃,将程序员从复杂的机器操作和运行的细节中解 放出来,转而关注具体需要解决的问题;

随着计算机硬件的飞速发展,以及应用复杂度越来越高,软件规模越来越大,原有的程序开发方式已经越 来越不能满足需求了。1960 年代中期开始爆发了第一次软件危机,典型表现有软件质量低下、项目无法 如期完成、项目严重超支等,因为软件而导致的重大事故时有发生。

软件危机最典型的例子莫过于 IBM 的 System/360 的操作系统开发。佛瑞德·布鲁克斯(Frederick P. Brooks, Jr.)作为项目主管,率领 2000 多个程序员夜以继日的工作,共计花费了 5000 人一年的工作量,写出将 近 100 万行的源码,总共投入 5 亿美元,是美国的“曼哈顿”原子弹计划投入的 1/4。尽管投入如此巨大, 但项目进度却一再延迟,软件质量也得不到保障。布鲁克斯后来基于这个项目经验而总结的《人月神话》 一书,成了史上最畅销的软件工程书籍。

为了解决问题,在 1968、1969 年连续召开两次著名的 NATO 会议,会议正式创造了“软件危机”一词, 并提出了针对性的解决方法“软件工程”。虽然“软件工程”提出之后也曾被视为软件领域的银弹,但后来事实证明,软件工程同样无法解决软件危机。

差不多同一时间,“结构化程序设计”作为另外一种解决软件危机的方案被提出来了。 Edsger Dijkstra 于 1968 发表了著名的《GOTO 有害论》的论文,引起了长达数年的论战,并由此产生了结构化程序设计方 法。

结构化程序设计的主要特点是抛弃 goto 语句,采取“自顶向下、逐步细化、模块化”的指导思想。结构 化程序设计本质上还是一种面向过程的设计思想,但通过“自顶向下、逐步细化、模块化”的方法,将软 件的复杂度控制在一定范围内,从而从整体上降低了软件开发的复杂度。结构化程序方法成为了 1970 年 代软件开发的潮流。

结构化编程的风靡在一定程度上缓解了软件危机,然而好景不长,随着硬件的快速发展,业务需求越来越复杂,以及编程应用领域越来越广泛,第二次软件危机很快就到来了。

第二次软件危机的根本原因还是在于软件生产力远远跟不上硬件和业务的发展,第二次软件危机主要体现在“可扩展性”、“可维护性”上面。传统的面向过程(包括 结构化程序设计)方法已经越来越不能适应快速多变的业务需求了,软件领域迫切希望找到新的银弹来解决软件危机,在这种背景下,面向对象的思想开始流行起来。

面向对象的思想早在 1967 年的 Simula 语言中就开始提出来了。 面向对象真正开始流行是在 1980s 年代,主要得益于 C++的功 劳,后来的 Java、C#把面向对象推向了新的高峰。

面向对象的特征

  • 继承

实现代码的复用,所有的子类所共有的行为和属性抽取为一个父类,所有的子类继承该类可具备父类的属性和行为,继承具有单一性和传递性。

  • 封装

把描述一个对象的属性和行为封装成一个类,把具体的业务逻辑功能实现封装成一个方法,其次封装的意义还有效的保护属性通过访问修饰符私有化属性(成员变量),公有化方法。

  • 多态

程序中定义的引用类型变量所指向的具体类型和调用的具体方法在程序编译阶段无法确定,而是在运行期才能确定该引用类型变量指向具体哪个对象而调用在哪个类中声明的方法。

多态的表现形式有强制类型转换,向上造型等,多态可分为行为多态和对象多态。

行为多态:同一个run( ){ }方法,不同的对象调用时会有不同的实现,猫调用时是跑,鱼调用时是游,鸟调用时是飞。

对象多态:同一个对象,可以被造型为不同的类型,比如同一个人对象,可以被造型为儿子,父亲,员工等。