面向对象程序设计：封装、继承与多态

"面向对象课程课件，讲解了对象的使用，强调对象的成员包括成员数据和成员函数，并介绍了C++中的面向对象程序设计概念，如对象、类、封装、继承和多态性。" 面向对象编程（Object-Oriented Programming，OOP）是一种重要的程序设计范式，它基于对象的概念，强调数据和对数据的操作应该被一起考虑。C++是一种支持面向对象编程的编程语言，由谭浩强编著的《C++面向对象程序设计》深入浅出地介绍了这一主题。 OOP的基本概念包括： 1. **程序设计方法**：从结构化程序设计（Structured Programming）到面向对象程序设计（Object-Oriented Programming）。结构化程序设计注重功能分解和逐步求精，而面向对象程序设计则将数据和操作数据的函数封装在一起，形成了对象，增强了代码的可重用性和可维护性。 2. **对象与类**：对象是类的实例，具有类定义的属性（成员数据）和行为（成员函数）。类是创建对象的蓝图，定义了一组具有相同属性和行为的对象的模板。 3. **数据的抽象和封装**：抽象是指从具体实现中提取共性，形成抽象的数据类型。封装是面向对象的核心特性之一，它隐藏了对象内部的细节，只对外提供接口进行交互，提高了代码的安全性。 4. **继承性**：继承允许一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法，子类可以扩展或修改父类的功能，实现代码复用和类的层次结构。 5. **多态性**：多态性使得不同对象可以对同一消息做出不同的响应，增强了程序的灵活性。在C++中，多态可以通过虚函数和纯虚函数来实现。 面向过程程序设计的结构特点是将问题分解为一系列处理数据的函数，而面向对象程序设计则将数据和处理数据的函数封装在对象中，形成了数据和操作的紧密关联。程序不再仅仅是数据结构加上算法，而是由对象构成的网络，对象之间通过消息传递进行通信。 例如，一个简单的统计正负整数个数的程序，在面向过程编程中，需要将数据结构（整数数组）和算法（遍历数组，判断正负并计数）分开处理。而在面向对象编程中，可以创建一个包含数据（正负整数计数器）和方法（判断并更新计数）的对象，通过对象间的交互完成任务，这样使得代码更加模块化和易于理解。 总结起来，面向对象编程通过提供封装、继承和多态等机制，解决了结构化编程在处理复杂问题时的局限性，提高了代码的可重用性和可维护性，适应了大型软件开发的需求。