面向对象的三个基本特征 和 五种设计原则

一、三个基本特征

面向对象的三个基本特征是:封装、继承、多态。

封装

封装最好理解了。封装是面向对象的特征之一,是对象和类概念的主要特性。

封装,也就是把客观事物封装成抽象的类,并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作,对不可信的进行信息隐藏。

继承

面向对象编程 (OOP) 语言的一个主要功能就是“继承”。继承是指这样一种能力:它可以使用现有类的所有功能,并在无需重新编写原来的类的情况下对这些功能进行扩展。

通过继承创建的新类称为“子类”或“派生类”。

被继承的类称为“基类”、“父类”或“超类”。

继承的过程,就是从一般到特殊的过程。

要实现继承,可以通过“继承”(Inheritance)和“组合”(Composition)来实现。

在某些 OOP 语言中,一个子类可以继承多个基类。但是一般情况下,一个子类只能有一个基类,要实现多重继承,可以通过多级继承来实现。

继承概念的实现方式有三类:实现继承、接口继承和可视继承。

?         实现继承是指使用基类的属性和方法而无需额外编码的能力;

?         接口继承是指仅使用属性和方法的名称、但是子类必须提供实现的能力;

?         可视继承是指子窗体(类)使用基窗体(类)的外观和实现代码的能力。

在考虑使用继承时,有一点需要注意,那就是两个类之间的关系应该是“属于”关系。例如,Employee 是一个人,Manager 也是一个人,因此这两个类都可以继承 Person 类。但是 Leg 类却不能继承 Person 类,因为腿并不是一个人。

抽象类仅定义将由子类创建的一般属性和方法,创建抽象类时,请使用关键字 Interface 而不是 Class。

OO开发范式大致为:划分对象→抽象类→将类组织成为层次化结构(继承和合成) →用类与实例进行设计和实现几个阶段。

多态

多态性(polymorphisn)是允许你将父对象设置成为和一个或更多的他的子对象相等的技术,赋值之后,父对象就可以根据当前赋值给它的子对象的特性以不同的方式运作。简单的说,就是一句话:允许将子类类型的指针赋值给父类类型的指针。

实现多态,有二种方式,覆盖,重载。

覆盖,是指子类重新定义父类的虚函数的做法。

重载,是指允许存在多个同名函数,而这些函数的参数表不同(或许参数个数不同,或许参数类型不同,或许两者都不同)。

其实,重载的概念并不属于“面向对象编程”,重载的实现是:编译器根据函数不同的参数表,对同名函数的名称做修饰,然后这些同名函数就成了不同的函数(至少对于编译器来说是这样的)。如,有两个同名函数:function func(p:integer):integer;和function func(p:string):integer;。那么编译器做过修饰后的函数名称可能是这样的:int_func、str_func。对于这两个函数的调用,在编译器间就已经确定了,是静态的(记住:是静态)。也就是说,它们的地址在编译期就绑定了(早绑定),因此,重载和多态无关!真正和多态相关的是“覆盖”。当子类重新定义了父类的虚函数后,父类指针根据赋给它的不同的子类指针,动态(记住:是动态!)的调用属于子类的该函数,这样的函数调用在编译期间是无法确定的(调用的子类的虚函数的地址无法给出)。因此,这样的函数地址是在运行期绑定的(晚邦定)。结论就是:重载只是一种语言特性,与多态无关,与面向对象也无关!引用一句Bruce Eckel的话:“不要犯傻,如果它不是晚邦定,它就不是多态。”

那么,多态的作用是什么呢?

我们知道,封装可以隐藏实现细节,使得代码模块化;继承可以扩展已存在的代码模块(类);它们的目的都是为了——代码重用。而多态则是为了实现另一个目的——接口重用!多态的作用,就是为了类在继承和派生的时候,保证使用“家谱”中任一类的实例的某一属性时的正确调用。

概念讲解

泛化(Generalization)

图表 1 泛化

在上图中,空心的三角表示继承关系(类继承),在UML的术语中,这种关系被称为泛化(Generalization)。Person(人)是基类,Teacher(教师)、Student(学生)、Guest(来宾)是子类。

若在逻辑上B是A的“一种”,并且A的所有功能和属性对B而言都有意义,则允许B继承A的功能和属性。

例如,教师是人,Teacher 是Person的“一种”(a kind of )。那么类Teacher可以从类Person派生(继承)。

如果A是基类,B是A的派生类,那么B将继承A的数据和函数。

如果类A和类B毫不相关,不可以为了使B的功能更多些而让B继承A的功能和属性。

若在逻辑上B是A的“一种”(a kind of ),则允许B继承A的功能和属性。

聚合(组合)

图表 2 组合

若在逻辑上A是B的“一部分”(a part of),则不允许B从A派生,而是要用A和其它东西组合出B。

例如,眼(Eye)、鼻(Nose)、口(Mouth)、耳(Ear)是头(Head)的一部分,所以类Head应该由类Eye、Nose、Mouth、Ear组合而成,不是派生(继承)而成。

聚合的类型分为无、共享(聚合)、复合(组合)三类。

聚合(aggregation)

图表 3 共享

上面图中,有一个菱形(空心)表示聚合(aggregation)(聚合类型为共享),聚合的意义表示has-a关系。聚合是一种相对松散的关系,聚合类B不需要对被聚合的类A负责。

组合(composition)

图表 4 复合

这幅图与上面的唯一区别是菱形为实心的,它代表了一种更为坚固的关系——组合(composition)(聚合类型为复合)。组合表示的关系也是has-a,不过在这里,A的生命期受B控制。即A会随着B的创建而创建,随B的消亡而消亡。

依赖(Dependency)

图表 5 依赖

这里B与A的关系只是一种依赖(Dependency)关系,这种关系表明,如果类A被修改,那么类B会受到影响。

二、五种设计原则

"面向对象设计五大原则"和良性依赖原则在应付变化方面的作用。

单一职责原则(Single-Resposibility Principle)。"对一个类而言,应该仅有一个引起它变化的原因。"本原则是我们非常熟悉地"高内聚性原则"的引申,但是通过将"职责"极具创意地定义为"变化的原因",使得本原则极具操作性,尽显大师风范。同时,本原则还揭示了内聚性和耦合生,基本途径就是提高内聚性;如果一个类承担的职责过多,那么这些职责就会相互依赖,一个职责的变化可能会影响另一个职责的履行。其实OOD的实质,就是合理地进行类的职责分配。

开放封闭原则(Open-Closed principle)。"软件实体应该是可以扩展的,但是不可修改。"本原则紧紧围绕变化展开,变化来临时,如果不必改动软件实体裁的源代码,就能扩充它的行为,那么这个软件实体设计就是满足开放封闭原则的。如果说我们预测到某种变化,或者某种变化发生了,我们应当创建抽象类来隔离以后发生的同类变化。在Java中,这种抽象是指抽象基类或接口;在C++中,这各抽象是指抽象基类或纯抽象基类。当然,没有对所有情况都贴切的模型,我们必须对软件实体应该面对的变化做出选择。

Liskov替换原则(Liskov-Substituion Principle)。"子类型必须能够替换掉它们的基类型。"本原则和开放封闭原则关系密切,正是子类型的可替换性,才使得使用基类型模块无需修改就可扩充。Liskov替换原则从基于契约的设计演化而来,契约通过为每个方法声明"先验条件"和"后验条件";定义子类时,必须遵守这些"先验条件"和"后验条件"。当前基于契的设计发展势头正劲,对实现"软件工厂"的"组装生产"梦想是一个有力的支持。

依赖倒置原则(Dependecy-Inversion Principle)。"抽象不应依赖于细节,细节应该依赖于抽象。"本原则几乎就是软件设计的正本清源之道。因为人解决问题的思考过程是先抽象后具体,从笼统到细节,所以我们先生产出的势必是抽象程度比较高的实体,而后才是更加细节化的实体。于是,"细节依赖于抽象"就意味着后来的依赖于先前的,这是自然而然的重用之道。而且,抽象的实体代表着笼而统之的认识,人们总是比较容易正确认识它们,而且本身也是不易变的,依赖于它们是安全的。依赖倒置原则适应了人类认识过程的规律,是面向对象设计的标志所在。

接口隔离原则(Interface-Segregation Principle)。"多个专用接口优于一个单一的通用接口。"本原则是单一职责原则用于接口设计的自然结果。一个接口应该保证,实现该接口的实例对象可以只呈现为单一的角色;这样,当某个客户程序的要求发生变化,而迫使接口发生改变时,影响到其他客户程序的可能生性小。

良性依赖原则。"不会在实际中造成危害的依赖关系,都是良性依赖。"通过分析不难发现,本原则的核心思想是"务实",很好地揭示了极限编程(Extreme Programming)中"简单设计"各"重构"的理论基础。本原则可以帮助我们抵御"面向对象设计五大原则"以及设计模式的诱惑,以免陷入过度设计(Over-engineering)的尴尬境地,带来不必要的复杂性。

时间: 2024-10-05 05:11:35

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面向对象的三个基本要素和五个基本设计原则

一.面向对象的三个基本要素: 继承.封装.多态. 二.五个基本原则: 单一职责原则(Single-Resposibility Principle) 开放封闭原则(Open-Closed principle) Liskov替换原则(Liskov-Substituion Principle) 依赖倒置原则(Dependecy-Inversion Principle) 接口隔离原则(Interface-Segregation Principle)

五种设计原则

一 单一职责原则 1.避免系统的职责分散到不同的类中 2.避免一个类承担过多的职责 好处是 可以减少类直接的耦合,提供类的复用性. 二 接口隔离原则 其实就是定制化服务设计原则,使用接口的多重继承实现对不同接口的组合,从而对外提供组合功能,打到按需提供服务. 三 开放-封闭原则 在扩展性方面是开放的,而在更改性方面是封闭的 四 替换原则 针对继承的设计原则 五 依赖倒置原则

面向对象的三个基本特征

最近找了一篇面向对象的介绍,看过后,感觉不错,浅显易懂,所以转载给大家看看!!! 面向对象的三个基本特征(讲解)面向对象的三个基本特征是:封装.继承.多态. 封装封装最好理解了.封装是面向对象的特征之一,是对象和类概念的主要特性. 封装,也就是把客观事物封装成抽象的类,并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作,对不可信的进行信息隐藏. 继承面向对象编程 (OOP) 语言的一个主要功能就是"继承".继承是指这样一种能力:它可以使用现有类的所有功能,并在无需重新编写原来的类的情

面向对象的三个基本特征(转载)

面向对象的三个基本特征(讲解) 面向对象的三个基本特征是:封装.继承.多态. 封装 封装最好理解了.封装是面向对象的特征之一,是对象和类概念的主要特性. 封装,也就是把客观事物封装成抽象的类,并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作,对不可信的进行信息隐藏. 继承 面向对象编程 (OOP) 语言的一个主要功能就是"继承".继承是指这样一种能力:它可以使用现有类的所有功能,并在无需重新编写原来的类的情况下对这些功能进行扩展. 通过继承创建的新类称为"子类"

面向对象的三个基本特征(讲解)(转)

面向对象的三个基本特征是:封装.继承.多态. 封装封装最好理解了.封装是面向对象的特征之一,是对象和类概念的主要特性. 封装,也就是把客观事物封装成抽象的类,并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作,对不可信的进行信息隐藏. 继承面向对象编程 (OOP) 语言的一个主要功能就是"继承".继承是指这样一种能力:它可以使用现有类的所有功能,并在无需重新编写原来的类的情况下对这些功能进行扩展. 通过继承创建的新类称为"子类"或"派生类".

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面向对象的三个基本特征是:封装.继承.多态. 封装 封装最好理解了.封装是面向对象的特征之一,是对象和类概念的主要特性. 封装,也就是把客观事物封装成抽象的类,并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作,对不可信的进行信息隐藏. 继承 面向对象编程 (OOP) 语言的一个主要功能就是“继承”.继承是指这样一种能力:它可以使用现有类的所有功能,并在无需重新编写原来的类的情况下对这些功能进行扩展. 通过继承创建的新类称为“子类”或“派生类”. 被继承的类称为“基类”.“父类”或“超类”.

C++编程之面向对象的三个基本特征

面向对象的三个基本特征是:封装.继承.多态. 封装 封装最好理解了.封装是面向对象的特征之一,是对象和类概念的主要特性. 封装,也就是把客观事物封装成抽象的类,并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作,对不可信的进行信息隐藏. 继承 面向对象编程 (OOP) 语言的一个主要功能就是“继承”.继承是指这样一种能力:它可以使用现有类的所有功能,并在无需重新编写原来的类的情况下对这些功能进行扩展. 通过继承创建的新类称为“子类”或“派生类”. 被继承的类称为“基类”.“父类”或“超类”.

面向对象的七种设计原则

下面的截图:主要讲述了七种设计原则定名称,定义以及使用的频率. ? 原则一:(SRP:Single responsibility principle)单一职责原则又称单一功能原则 核心:解耦和增强内聚性(高内聚,低耦合) 描述: 类被修改的几率很大,因此应该专注于单一的功能.如果你把多个功能放在同一个类中,功能之间就形成了关联, 改变其中一个功能,有可能中止另一个功能,这时就需要新一轮的测试来避免可能出现的问题. 原则二:开闭原则(OCP:Open Closed Principle) 核心思想:

JavaScript里面向对象的继承:构造函数"继承"的五种方法

//现在有一个"动物"对象的构造函数. function Animal(){ this.species = "动物"; } //还有一个"猫"对象的构造函数. function Cat(name,color){ this.name = name; this.color = color; } 怎样才能使"猫"继承"动物"呢? 一. 构造函数绑定 第一种方法也是最简单的方法,使用call或apply方法,将父对