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OOP三個基本特徵:封裝、繼承、多型

C++程式設計之—面向物件的三個基本特徵

面向物件的三個基本特徵是:封裝、繼承、多型。

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封裝

封裝最好理解了。封裝是面向物件的特徵之一,是物件和類概念的主要特性。

封裝,也就是把客觀事物封裝成抽象的類,並且類可以把自己的資料和方法只讓可信的類或者物件操作,對不可信的進行資訊隱藏。

繼承

面向物件程式設計(OOP)語言的一個主要功能就是繼承。繼承是指這樣一種能力:它可以使用現有類的所有功能,並在無需重新編寫原來的類的情況下對這些功能進行擴充套件。 繼承現有類 + 擴充套件

通過繼承建立的新類稱為“子類”或“派生類”。

被繼承的類稱為基類父類

超類

繼承的過程,就是從一般到特殊的過程。

要實現繼承,可以通過繼承Inheritance)和組合Composition)來實現。

在某些OOP語言中,一個子類可以繼承多個基類。但是一般情況下,一個子類只能有一個基類,要實現多重繼承,可以通過多級繼承來實現。

繼承概念的實現方式有三類:實現繼承、介面繼承和可視繼承。

Ø實現繼承是指使用基類的屬性和方法而無需額外編碼的能力;

Ø介面繼承是指僅使用屬性和方法的名稱、但是子類必須提供實現的能力;

Ø可視繼承是指子窗體(類)使用基窗體(類)的外觀和實現程式碼的能力。

在考慮使用繼承時,有一點需要注意,那就是兩個類之間的關係應該是

屬於關係。例如,Employee是一個人,Manager也是一個人,因此這兩個類都可以繼承Person類。但是Leg類卻不能繼承Person類,因為腿並不是一個人。

抽象類僅定義將由子類建立的一般屬性和方法,建立抽象類時,請使用關鍵字Interface而不是Class

OO開發正規化大致為:劃分物件抽象類將類組織成為層次化結構(繼承和合成) →用類與例項進行設計和實現幾個階段。

多型

多型性(polymorphisn)是允許你將父物件設定成為和一個或更多的他的子物件相等的技術,賦值之後,父物件就可以根據當前賦值給它的子物件的特性以不同的方式運作。簡單的說,就是一句話:允許將子類型別的指標賦值給父類型別的指標。

實現多型,有二種方式,覆蓋,過載。

覆蓋,是指子類重新定義父類的虛擬函式的做法。

過載,是指允許存在多個同名函式,而這些函式的引數表不同(或許引數個數不同,或許引數型別不同,或許兩者都不同)。

其實,過載的概念並不屬於面向物件程式設計,過載的實現是:編譯器根據函式不同的引數表,對同名函式的名稱做修飾,然後這些同名函式就成了不同的函式(至少對於編譯器來說是這樣的)。如,有兩個同名函式:function func(p:integer):integer;function func(p:string):integer;。那麼編譯器做過修飾後的函式名稱可能是這樣的:int_funcstr_func。對於這兩個函式的呼叫,在編譯器間就已經確定了,是靜態的(記住:是靜態)。也就是說,它們的地址在編譯期就綁定了(早繫結),因此,過載和多型無關!真正和多型相關的是覆蓋。當子類重新定義了父類的虛擬函式後,父類指標根據賦給它的不同的子類指標,動態(記住:是動態!)的呼叫屬於子類的該函式,這樣的函式呼叫在編譯期間是無法確定的(呼叫的子類的虛擬函式的地址無法給出)。因此,這樣的函式地址是在執行期繫結的(晚繫結)。結論就是:過載只是一種語言特性,與多型無關,與面向物件也無關!引用一句Bruce Eckel的話:不要犯傻,如果它不是晚邦定,它就不是多型。

那麼,多型的作用是什麼呢?我們知道,封裝可以隱藏實現細節,使得程式碼模組化;繼承可以擴充套件已存在的程式碼模組(類);它們的目的都是為了——程式碼重用。而多型則是為了實現另一個目的——介面重用!多型的作用,就是為了類在繼承和派生的時候,保證使用家譜中任一類的例項的某一屬性時的正確呼叫。

  過載:編譯期確定      多型:執行期才確定(晚繫結)

概念講解

泛化(Generalization

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圖表1泛化

Teacher , Student, Guest  is“a kind of” Person

在上圖中,空心的三角表示繼承關係(類繼承),在UML的術語中,這種關係被稱為泛化(Generalization)。Person()是基類,Teacher(教師)Student(學生)Guest(來賓)是子類。

若在邏輯上BA的“一種”,並且A的所有功能和屬性對B而言都有意義,則允許B繼承A的功能和屬性。

例如,教師是人,TeacherPerson的“一種”(a kind of)。那麼類Teacher可以從類Person派生(繼承)。

如果A是基類,BA的派生類,那麼B將繼承A的資料和函式。

如果類A和類B毫不相關,不可以為了使B的功能更多些而讓B繼承A的功能和屬性。

若在邏輯上BA的“一種”(a kind of),則允許B繼承A的功能和屬性。

聚合(組合)

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圖表2組合

若在邏輯上AB“一部分”(a part of,則不允許BA派生,而是要用A和其它東西組合出B

例如,眼(Eye)、鼻(Nose)、口(Mouth)、耳(Ear)是頭(Head)的一部分,所以類Head應該由類EyeNoseMouthEar組合而成,不是派生(繼承)而成。

聚合的型別分為無、共享(聚合)、複合(組合)三類。

聚合(aggregation

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圖表3共享

上面圖中,有一個菱形(空心)表示聚合(aggregation)(聚合型別為共享),聚合的意義表示has-a關係。聚合是一種相對鬆散的關係,聚合類B不需要對被聚合的類A負責。

組合(composition

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圖表4複合

這幅圖與上面的唯一區別是菱形為實心的,它代表了一種更為堅固的關係——組合(composition)(聚合型別為複合)。組合表示的關係也是has-a,不過在這裡,A的生命期受B控制。即A會隨著B的建立而建立,隨B的消亡而消亡。

依賴(Dependency)

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圖表5依賴

這裡BA的關係只是一種依賴(Dependency)關係,這種關係表明,如果類A被修改,那麼類B會受到影響。