面向对象理论概述

转载自：http://my.oschina.net/brucelee80/blog

面向对象与面向过程的区别

面向过程就是分析出解决问题所需要的步骤，然后用函数把这些步骤一步一步实现，使用的时候一个一个依次调用就可以了。面向对象是把构成问题事务分解成各个对象，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行为。

例如五子棋，面向过程的设计思路就是首先分析问题的步骤：

1、开始游戏，

2、黑子先走，

3、绘制画面，

4、判断输赢，

5、轮到白子，

6、绘制画面，

7、判断输赢，

8、返回步骤2，

9、输出最后结果。

把上面每个步骤用分别的函数来实现，问题就解决了。

而面向对象的设计则是从另外的思路来解决问题。整个五子棋可以分为：

1、黑白双方，这两方的行为是一模一样的，

2、棋盘系统，负责绘制画面，

3、规则系统，负责判定诸如犯规、输赢等。

第一类对象（玩家对象）负责接受用户输入，并告知第二类对象（棋盘对象）棋子布局的变化，棋盘对象接收到了棋子的变化就要负责在屏幕上面显示出这种变化，同时利用第三类对象（规则系统）来对棋局进行判定。

可以明显地看出，面向对象是以功能来划分问题，而不是步骤。同样是绘制棋局，这样的行为在面向过程的设计中分散在了总多步骤中，很可能出现不同的绘制版本，因为通常设计人员会考虑到实际情况进行各种各样的简化。而面向对象的设计中，绘图只可能在棋盘对象中出现，从而保证了绘图的统一。

功能上的统一保证了面向对象设计的可扩展性。比如我要加入悔棋的功能，如果要改动面向过程的设计，那么从输入到判断到显示这一连串的步骤都要改动，甚至步骤之间的循序都要进行大规模调整。如果是面向对象的话，只用改动棋盘对象就行了，棋盘系统保存了黑白双方的棋谱，简单回溯就可以了，而显示和规则判断则不用顾及，同时整个对对象功能的调用顺序都没有变化，改动只是局部的。

到这里就可以很明显的看出面向对象和面向过程的区别所在了。

基本概念

抽象、封装、对象、类

面向对象的思想来解决问题，首先要做的是分析该问题包括哪些对象。问题中的实体和概念都可以抽象为对象来考虑。如上面例子中的黑白双方、棋盘系统和规则系统等。

对象具有属性、状态以及行为，状态是属性的值，行为是属性的逻辑操作。对象都属于某个类，而每个对象都是某个类的实例。一个对象就是封装了数据及操作这些数据的逻辑代码的实例。

对具有相同属性和行为的一组对象进行抽象，便成了类，它是对象的模板，而对象是类的实例化，每个对象都对类的属性赋予不同的状态，对象具有唯一性。

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隐藏与访问控制

封装并不只是简单的属性和行为的集结，更重要的是选择性隐藏与访问控制。隐藏和控制那些不想提供对外访问的属性和行为，提供出去的便是这个对象的服务与功能。对使用者而言，隐藏了对象具体的实现，又提供了对象可控的行为。访问控制提高了安全性，也使协作开发有章可循。

组合、继承

现实世界中，类与类之间不是孤立的，它们是有联系的。

组合是指一个类拥有另外一个类（包含关系），将一个类当做它自己的属性。比如班级类，就可以组合学生、老师这两个类，表示班级由学生和老师组成。

继承是指两个类具有父子关系，父类也称为基类或超类，子类也称为导出类、扩展类或派生类。比如动物类是父类，而飞禽类和走兽类则属于子类，表示分禽类和走兽类都是动物类。凡是父类能用在的地方，都可以用子类来替代，因为子类就是父类，父类是子类的再抽象。比如说动物是生物，当然可以替换成飞禽是生物。

父类的属性和行为，子类可以原封不动的继承下来，也可以重写，以实现每个子类之间各自的新特性。

对象分析时，组合和继承到底选哪一个，是抽象分析和封装时需要考虑的，他们各有优缺点。组合和继承提高了对象的可复用性。

接口、抽象类

接口规范了服务提供的约束。比如电脑USB插槽就约束了USB的各种规范，各种厂商生产的带有USB外接功能的数据线，都必须遵循这个接口约束规范。接口不可实例化，只有实现了接口的类才可被实例化成对象。

抽象类则更像是一个半成品，它只实现了部分功能，而其他功能必须是它的子类去完成。比如公司下发一个申报流程，必须先让部门经理签字，再让部门HR签字，这个流程是实现了的，至于每个部门的经理和HR则要每个部门具体实施时才能确定。所以，抽象类（公司申报流程）也不能直接实例化（因为公司申报流程中根本没有具体的审批人），只能是它的子类（部门申报流程）才能被实例化对象并可用。

转型

当类之间有继承关系时，我们就说子类是父类，这个过程其实就是将子类向上转型为父类，从一个专有类转换成一个通用类，这总是很安全的。相反，如果将父类强制转换为子类，称之为向下转型，向下转型需要强制转型，具有不安全性，因为通用类无法访问专有类的专有行为。比如猫类是动物类的子类，猫类可以抓老鼠，但是向下转型成动物可以抓老鼠，显然就说不通；反之，如果说猫类能行走，那么向上转型为动物类能移动，显然是安全的。

多态

多态也叫动态绑定，或后期绑定。绑定是指方法调用和方法主体关联起来。前期绑定是指在编译时就可确定这种关联，而后期绑定必须在程序处于运行态时才能确定。

在Java中，方法调用的默认方式是前期绑定（由编译器和连接程序实现），当方法出现方法的重载和继承时行为的重写时，那么编译期间就无法进行绑定，这就需要动态绑定。动态绑定使得同样的一个方法，可以有多种实现方式。

比如动物类可以进食，当进食的是水时，它就和进食的是固体所表现的行为就不一样了，这种进食行为是动物类行为的重载，是多态的表现。又比如动物类有移动的行为，而子类飞禽类的移动是飞行，子类走兽类的移动是地面上移动，此时，对于动物类的移动行为，就是多态，当动物是飞禽，移动的行为就变成了飞行的行为，如果是走兽，这个行为又变成了地面上移动，而这一切，只有在运行期才知道，因为只有真正运行起来，程序才知道，这个动物到底是飞禽还是走兽。

多态可以提供系统间的松耦合性。

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