對(duì)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思考

毛紅粉 陳蘭蘭 郝珂麗 孫新杰

摘 要：隨著近些年來計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)的大眾化，面向?qū)ο蟮乃枷氤蔀榱艘粋€(gè)迅速發(fā)展起來并逐漸被更多人所需要的思想研究領(lǐng)域。面向?qū)ο蟮乃枷雽?duì)于我們計(jì)算機(jī)系的學(xué)生來說，是我們必須要掌握的一項(xiàng)基本的學(xué)科技能。在一個(gè)學(xué)期的面向?qū)ο缶幊虒W(xué)習(xí)過程中，綜合了面向?qū)ο蟮娜齻€(gè)特點(diǎn)，探討了如何準(zhǔn)確掌握面向?qū)ο笏枷搿?/p>

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)軟件;思想研究;面向?qū)ο?/p>

1 面向?qū)ο蟮奶匦?/p>

1.1 繼承性

設(shè)計(jì)語言中的繼承主要指鏈接類的層次模型，它允許并鼓勵(lì)類的重用。[1]一個(gè)基類A（也稱作父類）它派生出了B類（子類），對(duì)于基類A來說，它有可供子類繼承的部分，也有屬于自己的不能被子類所繼承的部分。這就類似于遺傳方面，例如一個(gè)孩子和她父母都是大眼睛雙眼皮，這就是說這個(gè)孩子繼承了他父母的可供子類繼承的部分;而例如當(dāng)馬和驢雜交產(chǎn)生騾子時(shí)，馬和驢都是可育的，但是騾子卻不具備這種能力，這就是說父類有屬于自己的不能被子類進(jìn)行繼承的部分。繼承可以從兩個(gè)大方面進(jìn)行探討，一種是單繼承，一種是多繼承。如下圖所示，就很好的解釋了繼承關(guān)系。

在上圖中，生物均具有會(huì)呼吸的特性，水生生物和陸生生物均繼承了生物會(huì)呼吸的特性，這屬于單繼承;與此同時(shí)水生生物又具有會(huì)游泳的特性，魚是水生生物，它繼承了水生生物的特性，同時(shí)它還擁有生物的特性，會(huì)游泳會(huì)呼吸，這屬于多繼承;鯨魚和鯉魚均屬于魚類，繼承他們父類魚的特性，但是鯨魚用肺呼吸，鯉魚用鰓呼吸;馬和驢雜交產(chǎn)生騾子時(shí)，馬和驢都是可育的，但是騾子卻不具備這種能力;青蛙屬于水陸兩棲動(dòng)物，繼承自水生生物和陸生生物。

總而言之，繼承是傳遞的，子類繼承自父類，我們稱之為間接繼承。

1.2 封裝性

封裝是很容易理解的，它類似于我們現(xiàn)實(shí)生活中的打包，將每個(gè)成員所共有的封裝起來然后定義其中一個(gè)成員的時(shí)候，在調(diào)出我們已經(jīng)封裝了的數(shù)據(jù)，對(duì)它進(jìn)行重定義。一個(gè)類它可以分為三種屬性：公有屬性，私有屬性，保護(hù)屬性，即有三種成員函數(shù)：公有，私有和保護(hù)。舉個(gè)例子，一個(gè)班級(jí)里有50個(gè)學(xué)生，在這個(gè)學(xué)生類中，我們可以把學(xué)生學(xué)號(hào)，姓名定義為學(xué)生類的私有成員，它不可被子類進(jìn)行訪問;對(duì)于年齡來說，作為每個(gè)成員所共有的，我們就可以將它單獨(dú)封裝起來，在結(jié)合每個(gè)成員不同的需求對(duì)他進(jìn)行重定義。這種可以用友元函數(shù)來實(shí)現(xiàn)，以下面程序?yàn)槔?/p>

#include

using namespace std;

class beta;

class alpha

{

private：

int data;

public：

alpha（）：data（5）{ }

friend int frifunc（alpha，beta）;

};

class beta

{

private：

int data;

public：

beta（）：data（7）{ }

friend int frifunc（alpha，beta）;

};

int frifunc（alpha a，beta b）

{ ?return（a.data + b.data）; }

int main（）

{

alpha aa;

beta bb;

cout << frifunc（aa，bb）<< endl;

return 0;

}

運(yùn)行結(jié)果為：12

在上述程序中，定義了兩個(gè)類一個(gè)為beta類，一個(gè)為alpha;在alpha中定義了其私有成員整型的data，及其公有構(gòu)造函數(shù)和一個(gè)友元函數(shù)frifunc，并給構(gòu)造函數(shù)賦初值為5;在beta中也定義了其私有成員整型的data，及其公有構(gòu)造函數(shù)和一個(gè)友元函數(shù)frifunc，并給構(gòu)造函數(shù)賦初值為7;接著對(duì)于友元函數(shù)重定義，讓它返回a.data與b.data之和，并將這個(gè)結(jié)果在主函數(shù)中輸出。一個(gè)類的友元可以存取該類的私有成員，節(jié)省了成員函數(shù)調(diào)用的開銷，[2]封裝可以使得編程更加簡便，其在面向?qū)ο缶幊讨杏胁豢苫蛉钡淖饔谩?/p>

1.3 多態(tài)性

多態(tài)在面相對(duì)象中指的是在同一個(gè)方法中，一段程序能夠被多種類型對(duì)象使用，從而產(chǎn)生不同的結(jié)果。使用多態(tài)，不僅可以解決方法同名的問題，還可以使程序變得更加靈活，從而使程序的可擴(kuò)展性和維護(hù)性得到了有效地提高。

2 基于面向?qū)ο蟮陌l(fā)展趨勢(shì)

面向?qū)ο笫菑?0世紀(jì)90年代發(fā)展起來的，而且很快的應(yīng)用在各個(gè)層面，目前它的發(fā)展日趨成熟，而且面向?qū)ο蟮男阅芎蛢?yōu)勢(shì)也更有利于人們接受。面向?qū)ο髴?yīng)用在軟件方面，使得軟件的功能、靈活性、透明性日益增強(qiáng)。

2.1 人工智能語言

面向?qū)ο蟮募夹g(shù)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人工智能語言方面，在人工智能語言方面面向?qū)ο蟮募夹g(shù)和分析方法的優(yōu)勢(shì)更容易的展現(xiàn)在人工智能應(yīng)用的各個(gè)層次。在將來，面向?qū)ο髮?huì)更加會(huì)應(yīng)用在各個(gè)系統(tǒng)。

2.2 數(shù)據(jù)庫

面向?qū)ο蠹夹g(shù)在數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用使得數(shù)據(jù)庫的共享更加便利。雖然面向?qū)ο笤跀?shù)據(jù)庫方面使得數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，但是他的理解更加便于人們接受，而且面向?qū)ο笫沟脭?shù)據(jù)庫有了許多特點(diǎn)，例如代碼共享、模塊性、更加易于設(shè)計(jì)等諸多方面的特征，更加使面向?qū)ο笤跀?shù)據(jù)庫的應(yīng)用日益成熟。

2.3 并行處理

什么是并行處理呢，簡單來說并行處理其實(shí)也是并發(fā)處理的具體化。并行處理和并發(fā)處理他們都是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的處理方式，并行處理使用面向?qū)ο笾械南⒑筒⑿刑幚碜约合⑵鋵?shí)是有點(diǎn)不同的，但是并行處理應(yīng)用到對(duì)象的消息其實(shí)使得并行處理在計(jì)算機(jī)內(nèi)部更加快捷。應(yīng)用面向?qū)ο蟮牟⑿刑幚矸绞綍?huì)在今后的發(fā)展更加成熟。

2.4 軟件工程

目前有許多軟件工程的開發(fā)都應(yīng)用了對(duì)象，而使用對(duì)象讓軟件的發(fā)展更進(jìn)一步，雖然目前有許多語言都應(yīng)用了對(duì)象，例如C++等，但是對(duì)象的應(yīng)用使得人們對(duì)其他語言進(jìn)行重新開發(fā)，例如Cabol、Basic等語言。面向?qū)ο蟮膽?yīng)用讓軟件工程的開發(fā)更上一層樓。

3 大學(xué)生如何準(zhǔn)確掌握面向?qū)ο蟮乃枷?/p>

對(duì)于我們計(jì)算機(jī)系的學(xué)生來說，面向?qū)ο蟮乃枷胧俏覀儗W(xué)科學(xué)習(xí)中需要學(xué)生們掌握的一項(xiàng)基本的思想。準(zhǔn)確掌握面向?qū)ο蟮乃枷耄兄谖覀兙幊棠芰Φ奶岣摺?duì)于學(xué)生來說，無論學(xué)習(xí)那一方面的知識(shí)都離不開上課認(rèn)真聽，下課多練習(xí)。關(guān)于大學(xué)生如何準(zhǔn)確掌握面向?qū)ο蟮乃枷胛覀兎至巳齻€(gè)方面來討論：

3.1 課前預(yù)習(xí)

基于C++的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)是從C語言的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其本質(zhì)與C語言還是有很多的相似之處，在有了C語言程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之下，理解C++不算太困難;但是C++程序設(shè)計(jì)又不像JAVA程序設(shè)計(jì)一樣是一個(gè)單純的面向?qū)ο蟮膶W(xué)科，所以在進(jìn)行C++程序設(shè)計(jì)時(shí)要求我們處理好面向過程和面向?qū)ο蟮年P(guān)系;在我們預(yù)習(xí)的時(shí)候，可以先將書本上的程序敲下來，這樣面向?qū)ο蟮乃枷刖蜁?huì)在我們的腦海里形成一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。

3.2 課上練習(xí)

在課堂上，我們應(yīng)該從學(xué)習(xí)算法開始，盡可能早些掌握面向?qū)ο蟮母拍睿褜W(xué)與用結(jié)合起來，學(xué)生能立即體會(huì)到類概念對(duì)可視化編程和軟件的再利用的重要性。在課前預(yù)習(xí)時(shí)，我們會(huì)遇到各種問題，而且也只是對(duì)面向?qū)ο蟪绦蛘Z言設(shè)計(jì)有一個(gè)初步的了解，但并深刻，所以這個(gè)時(shí)候，在課堂上，盡可能地通過老師的講解來理解課前遇到的各種專業(yè)問題，并進(jìn)一步的對(duì)面向?qū)ο蟮念悺?gòu)造函數(shù)等各個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深刻理解。認(rèn)真聽課，解決課前預(yù)習(xí)的問題，在老師講課的同時(shí)，要了解面向?qū)ο蟮腸++課程，教師的代碼要理解每個(gè)代碼的含義，也可以寫出程序的知識(shí)。

3.3 課后復(fù)習(xí)

當(dāng)我們接觸一個(gè)新的事物的時(shí)候，不可能一下子全部掌握，所以需要在課后勤加練習(xí)，爭取達(dá)到學(xué)以致用的目的。我們學(xué)習(xí)面向?qū)ο蟮乃枷耄菫槲覀兙幊棠芰Φ奶岣叽蚧A(chǔ)的。這就要求我們需要深入的了解面向?qū)ο蟮乃枷耄@的關(guān)鍵就是我們能否從客觀的事物中抽象出類來。只有從客觀事物中抽象出合理的、實(shí)用的類來，才有可能實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)。在課后，我們要講課堂上老師講的知識(shí)點(diǎn)并重新消化，如果不進(jìn)行，我們所學(xué)到的將只會(huì)是一些比較容易理解的，而那些難的知識(shí)點(diǎn)我們是不會(huì)理解的，所以在課下要復(fù)習(xí)課堂上的，同時(shí)也要對(duì)書上的代碼多編寫幾遍，以便于我們掌握的更加透徹。

4 結(jié)語

在面向?qū)ο蟮膶W(xué)習(xí)過程中，我們對(duì)于面向?qū)ο蟮母拍睢⑻匦浴l(fā)展趨勢(shì)以及目前應(yīng)用方面有了更多的熟知。而面向?qū)ο蟮乃枷雽?duì)于我們計(jì)算機(jī)系的學(xué)生來說，是我們必須要掌握的一項(xiàng)基本的學(xué)科技能。繼承性、多態(tài)性和封裝性讓面向?qū)ο笤谟?jì)算機(jī)等各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用更多，在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，不單單只有面向?qū)ο笠环N程序設(shè)計(jì)，還有面向過程等方法的程序設(shè)計(jì)，多方法的程序設(shè)計(jì)讓計(jì)算機(jī)、人工智能等領(lǐng)域的發(fā)展更快。不同方法的程序設(shè)計(jì)才能早就計(jì)算機(jī)、人工智能等領(lǐng)域的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]米文麗.探究C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考[J].福建電腦，2016，32（03）：149+127.

[2]張學(xué)文，章長釤，劉宇.C++語言的封裝性[J].微計(jì)算機(jī)信息，1998（04）：67-69.

基金：六盤水師范學(xué)院大學(xué)生科研項(xiàng)目（LPSSYDXS18018）