面向对象的基本特性,面向对象和面向过程的区别

众所周知,面向对象的三个基本特征是:封装、继承、多态

oop

一、封装:

封装是实现面向对象程序设计的第一步,封装就是将数据或函数等集合在一个个的单元中(我们称之为类)。被封装的对象通常被称为抽象数据类型。 

封装的意义:

  • 封装的意义在于保护或者防止代码(数据)被我们无意中破坏。在面向对象程序设计中数据被看作是一个中心的元素并且和使用它的函数结合的很密切,从而保护它不被其它的函数意外的修改。
  • 封装提供了一个有效的途径来保护数据不被意外的破坏。相比我们将数据(用域来实现)在程序中定义为公用的(public)我们将它们(fields)定义为私有的(privat)在很多方面会更好。私有的数据可以用两种方式来间接的控制。第一种方法,我们使用传统的存、取方法。第二种方法我们用属性(property)。
  • 使用属性不仅可以控制存取数据的合法性,同时也提供了“读写”、“只读”、“只写”灵活的操作方法。

访问修饰符:

Private:只有类本身能存取.
Protected:类和派生类可以存取.
Internal:只有同一个项目中的类可以存取.
Protected Internal:是Protected和Internal的结合. 
Public:完全存取.

 

 二、继承:

继承主要实现重用代码,节省开发时间。

1、C#中的继承符合下列规则:

  • 继承是可传递的。如果C从B中派生,B又从A中派生,那么C不仅继承了B中声明的成员,同样也继承了A中的成员。Object类作为所有类的基类。
  • 派生类应当是对基类的扩展。派生类可以添加新的成员,但不能除去已经继承的成员的定义。
  • 构造函数和析构函数不能被继承。除此之外的其它成员,不论对它们定义了怎样的访问方式,都能被继承。基类中成员的访问方式只能决定派生类能否访问它们。
  • 派生类如果定义了与继承而来的成员同名的新成员,就可以覆盖已继承的成员。但这并不因为这派生类删除了这些成员,只是不能再访问这些成员。
  • 类可以定义虚文法、虚属性以及虚索引指示器,它的派生类能够重载这些成员,从而实现类可以展示出多态性。

2、new关键字

如果父类中声明了一个没有friend修饰的protected或public方法,子类中也声明了同名的方法。则用new可以隐藏父类中的方法。(不建议使用)

3、base关键字

base 关键字用于从派生类中访问基类的成员:

  • 调用基类上已被其他方法重写的方法。
  • 指定创建派生类实例时应调用的基类构造函数。


三、多态

1、多态:同一操作作用于不同的对象,可以有不同的解释,产生不同的执行结果。在运行时,可以通过指向基类的指针,来调用实现派生类中的方法。

编译时的多态性:

编译时的多态性是通过重载来实现的。对于非虚的成员来说,系统在编译时,根据传递的参数、返回的类型等信息决定实现何种操作。 

运行时的多态性:

运行时的多态性就是指直到系统运行时,才根据实际情况决定实现何种操作。C#中,运行时的多态性通过虚成员实现。 

编译时的多态性为我们提供了运行速度快的特点,而运行时的多态性则带来了高度灵活和抽象的特点。

  2、实现多态:

  1. 接口多态性。
  2. 继承多态性。
  3. 通过抽象类实现的多态性。


  3、override关键字:

重写父类中的virtual修饰的方法,实现多态。

 

面向对象和面向过程的区别:


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i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。

再比如我要把这个五子棋游戏改为围棋游戏,如果你是面向过程设计,那么五子棋的规则就分布在了你的程序的每一个角落,要改动还不如重写。但是如果你当初就是面向对象的设计,那么你只用改动规则对象就可以了,五子棋和围棋的区别不就是规则吗?(当然棋盘大小好像也不一样,但是你会觉得这是一个难题吗?直接在棋盘对象中进行一番小改动就可以了。)而下棋的大致步骤从面向对象的角度来看没有任何变化。

当然,要达到改动只是局部的需要设计的人有足够的经验,使用对象不能保证你的程序就是面向对象,初学者或者很蹩脚的程序员很可能以面向对象之虚而行面向过程之实,这样设计出来的所谓面向对象的程序很难有良好的可移植性和可扩展性。

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