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1.1. 认识面向对象
在计算机发展初期，计算机主要用于满足某种计算的场景，即指定输入条件，让计算机输出期望的结果，于是函数出现了；随着高级编程语言的产生，人们可以利用计算机做更复杂的事，通过编程语言将要解决的问题拆解成多个步骤，让计算机按流程依次处理每个步骤，于是产生了面向过程的编程思想；继续随着计算机技术的发展，人们通过编程语言来实现更复杂的功能，结构体中出现多个变量和函数，通过对这些方法和函数的分类，产生了各种各样的类，于是产生了面向对象的编程思想。
1.1.1. 什么是面向对象
面向对象编程（Object Oriented Programming，OOP），是一种程序设计思想，其基本思想是一切皆对象。对象泛指现实中一切事物，每种事物都具备自己的属性和行为，对象与对象之间通过紧密协作完成指定任务。以汽车为例，车轮、发动机、方向盘等都可看做对象，车轮有品牌、型号、大小等属性，车轮有前进、后退、转弯等行为，司机通过给发动机下发命令来控制汽车的前进与后退，以完成到达目的地的任务。面向对象是把构成问题分解成各个对象，建立对象的目的不是为了完成一个步骤，而是为了描叙某个事物在整个解决问题的步骤中的具备的行为能力。
1.1.2. 面向过程与面向对象
与面向对象编程对应的是面向过程编程。面向过程就是将要解决的问题分解成若干个步骤（函数），为每个步骤指定条件（输入）和预期结果（输出），通过代码将这些步骤组合在一起，依次执行以完成最终任务。它更关注的是处理问题的步骤，而面向对象更关注的是参与解决问题的角色定义。
以洗衣服为例，按面向过程的思想：
第一步：打开水龙头，往洗衣机里放水
第二步：往洗衣机里放入衣服
第三步：往洗衣机里加入洗衣粉
第四步：启动洗涤按钮，开始洗衣服
第五步：等待洗衣结束
第六步：洗涤完成，将衣服甩干
第七步：晾晒衣服，完成
以面向对象的思想类设计洗衣服这件事情：
第一步：分析参与洗衣服的对象，人 、洗衣机、洗衣粉、水。
第二步：分析每个对象具有的属性和行为。人有姓名、年龄、性别等属性，有操作洗衣机、操作水龙头、晾晒衣服等行为；洗衣机有品牌、尺寸、颜色等属性，有洗涤、脱水、烘干等功能；洗衣服有形状、颜色、气味等属性，有去污、溶水等能力。
第三步：设置对象之间的关联，对象间通信。人点击洗衣机的洗涤功能，通知洗衣机执行洗涤行为；洗涤结束后，洗衣机会发出提示音，提示人洗涤已完成。
由此可以看出，面向过程与面向对象，是两种分析问题、解决问题的方式方法。面向过程重点在于将问题分解成多个可执行的步骤，每个步骤知道要做什么，每个步骤有明确的目的，执行时按照顺序自上而下依次执行。面向对象注重的是对解决问题的参与者进行归纳、分类，明确其职责，通过参与者之间的关联建立程序的逻辑。
正因这种解决问题思想的区别，其优缺点也各不相同。面向过程因没有各种类之间的相互调用，也不需要类的实例化，性能方面会略显优势，但随着代码量的增大，后期的可维护性、可扩展性、复用性等方面会相对较弱；面向对象通过对类的抽象、封装、继承等，在可维护性、可扩展性、复用性等方面更容易，可以是系统更灵活，但类的实例化、类之间调用等行为会在性能方面有一定影响。
1.1.3. 面向对象的常见概念
抽象： 抽象是从众多的事物中抽取出共同的、本质性的特征,而舍弃其非本质的特征。如猫、狗、鸭子、鸟的共同特性是动物，得出“动物”这一概念的过程称为抽象化。
类： 类是对现实世界中具有相同特征和行为的一类事物的抽象，没有具体的指向，如：人、房子、汽车、学校、手机、动物等。类是对象的抽象。
对象： 对象是在现实世界中真实存在的事物，万物皆对象，它是具体的、客观存在的、唯一的，如:你的同学张三、你的房子、清华大学、手里正拿着的手机等。对象是类的实例。
实例化： 用类创建对象的过程叫实例化。
属性： 类的特征，如人的姓名、民族、宗教、身份证号。
方法： 类的行为，如人走路、吃饭、睡觉、洗衣服、打游戏。
1.1.4. 面向对象的特性
面向对象主要有三个特征：封装、继承、多态。
1、封装****
封装是面向对象编程的核心思想，封装就是将数据和对数据的操作放在一起。封装的前提是对具体事物的抽象，将其共同属性和行为提取出来，通过一个“类”来表示这一类事物，而具体的事物又是“类”的实例。封装的目的是为了对外屏蔽对象内部状态和行为的实现细节，对外仅暴露必须的接口与其他对象通信。
现实生活中，我们可以看到很多封装的例子。加油站的机器将内部所有状态和行为屏蔽，仅通过一个操作面板和油枪与“人”和“车”进行交互，工作人员不需要知道油是怎样出来的，只管操作面板对机器下命令即可；我们使用的笔记本也可看做封装的例子，USB、电源、键盘、屏幕等为对外部暴露出来的接口，而内部的主板、磁盘等封装起来，我们只需要插上电源线、打开屏幕、按键盘等与笔记本进行交互，不需要关注其内部的实现细节。
2、继承****
继承是面向对象编程的基石，它允许创建具有等级层级的类，继承就是子类继承父类的特征和行为。继承的目的是为了使子类具有和父类相同的特征和行为，减少重复的代码。
动物是一个类，具有生命、年龄等特征，具有呼吸、吃食物、睡觉等行为；狗是一个类，它具有和动物一样的特征和行为，因此，狗是动物的子类，动物是狗的父类；猫也是一个类，它也具有和动物一样的特征和行为，猫也是动物的子类，动物是猫的父类。因此可以说，狗和猫，都是继承自动物这个类。
3、多态****
多态是面向对象编程的魔法棒，它使得同一个行为具有不同的表现形式。猫和狗都继承自动物，都有“叫”的方法，但猫的叫声和都的叫声却大不相同；打印机既可以打印黑白照片，又可以打印彩色照片，都是“打印”方法，却有两种不同的结果。
