C++第六讲：从结构化到面向对象程序设计

"本章主要介绍了程序的概念，包括机器语言、汇编语言和高级语言的层次关系，接着详细阐述了结构化程序设计的思想和优缺点，并引出了面向对象程序设计作为解决结构化设计问题的一种方法，最后提到了面向对象的三大特性：封装、继承和多态。" 在计算机科学中，程序是实现特定功能的一系列指令。这些指令可以是低级的机器语言，由二进制0和1组成，直接被计算机硬件理解和执行。为了提高可读性和可编程性，人们发展了汇编语言，它使用助记符来代表机器指令，如ADD表示加法，SUB表示减法。然而，即使是汇编语言，对于人类来说仍不够友好，因此高级语言应运而生，如C++，它允许程序员使用接近自然语言的语法来编写程序，同时抽象掉机器细节，强调逻辑和数据的处理。 结构化程序设计是一种经典的编程范式，它提倡自顶向下的设计方法，即将大问题分解为小问题，每个小问题对应一个独立的模块。这些模块具有单一入口和单一出口，遵循顺序、选择和循环三种基本控制结构。结构化设计强调模块化，有助于程序的管理和维护。然而，随着软件复杂性的增加，结构化程序设计暴露了一些局限性，如程序的可维护性差、数据修改困难以及低重用性等问题。 为了解决这些问题，面向对象程序设计（OOP）被引入。OOP的核心思想是将数据和操作数据的方法封装在一起，形成对象。每个对象都有自己的状态（数据）和行为（方法），并且对象之间的交互构成了整个系统的运行。这样，数据和数据处理紧密结合，增强了代码的内聚性和数据安全性。OOP的三个关键特性是封装、继承和多态： - 封装：隐藏对象的内部细节，只对外提供接口进行交互，保护数据不被非法访问。 - 继承：子类可以继承父类的属性和方法，实现代码复用，减少冗余，同时也方便扩展。 - 多态：允许不同类型的对象对同一消息作出不同的响应，提高了灵活性和可扩展性。 通过面向对象的思维方式，开发者可以更好地模拟现实世界中的问题，提高软件的可维护性和适应性，以应对不断变化的需求。C++作为一门支持面向对象的编程语言，提供了丰富的工具和机制来实现这些概念，使得程序设计更加高效和灵活。