面向对象编程——OO思想

在面向对象编程时，另一种方式是告诉司机，"请载我去机场"。尽管具体实现在广州、北京或上海等不同城市中是不同的，但在任何城市都可以这么说。因为司机知道怎么去机场，司机对自己的行为负责，并信任司机知道如何执行，这就是职责转移，显然这种方法比功能分解法要容易得多。

由于每个对象都对自己的行为负责，因此必须有方法告诉对象要做什么。而方法都被标识为能够被其它对象调用，这些方法的集合被称为对象的公开接口。其形象的比喻为，"将软件对象看成具有某种职责的人，他要与其他人协作完成工作。"

>>> 4.1.2 OO机制

面向对象的编程是由类（class）这种结构实现的，C++类的概念是对C结构概念扩展。因此表面上看起来这些特征与面向对象编程语言有很大的关联，但实际上能用任何一种语言实现。不管实现语言如何，任何大的软件系统都会以某种形式使用抽象、继承或多态性。

1、封装

封装是OO方法中的一个重要原则，其含义是将封装视为任何形式的隐藏，对外形成一个边界，只暴露有限的对外接口使之与外部发生联系。封装不仅仅是将对象的全部属性和全部操作结合在一起，形成一个不可分割的独立单位（对象），而是发现变化将其封装。

抽象实现封装的分析工具，抽象可以使我们专注于应用程序最本质的方面，同时忽略细节。在确定如何实现功能之前，先关注对象是什么？做了什么？更具体地，抽象是将一类对象的共同特征总结出来创建类的过程，包括数据抽象和行为抽象。

数据抽象是数据和处理方法的结合，即封装数据和函数到类中的能力，因此又将数据抽象称为信息隐藏或封装，信息隐藏是一种软件设计思想。由于不必知道内部结构，因此可以将数据当作黑盒子来操作。即使将来数据结构发生变化，对外部也没有影响。从而避免程序的各个组成部分过于相互依赖，否则很小的变化也会引起巨大的连锁反应。

在结构化的设计中，通常将代码封装到函数和模块中。因此封装不是OO语言所特有的，但它能将数据结构和行为组织在一个实体中，其主要目的是为使用代码的程序员提供一致的接口，这是面向对象编程的突出特点。尽管如此，面向对象和结构化的代码并不是互斥的，实际上不用结构化代码将无法创建对象。因此在构建面向对象的系统时，在设计中依然离不开结构化的技术。

2、继承

虽然结构化程序设计通过编写一个功能块实现重用，但面向对象程序设计实现代码重用的方法是允许定义类之间的关系。而继承是实现该功能的主要手段，其将不同代码中相同的部分提取出来。即抽取不同类的共同属性和行为创建全新的类，实现代码最大限度地重用。

利用类和继承这两个特性，高效地将抽象数据通过类封装起来，即通过类将同一类对象管理起来。因此可以说类是将数据黑盒子化的工具，而继承可以从其它类继承属性，只需要扩展实现或对实现稍作改进，即可支持软件重用。

在经典的Shape（形状）示例中，Circle（圆形）、Square（矩形）和Star（星形）都直接继承自Shape，这种关系通常被称为is-a关系。因为圆是一种形状，矩形也是一种形状，星形也是一种形状，即Circle、Square和Star都是Shape的扩展。当子类继承自父类时，任何父类能做的事情子类都可以做。

3、多态性

当你要求某人画一个形状Shape时，实际上没有人能完成这个任务。因为形状是一个抽象的概念，所以Shape无法提供绘制代码，必须指定一个具体的形状。有了具体形状，就可以为各种具体形状实现各自的绘图代码。

显然，无论画什么形状，其共性是Draw画图方法，每种形状都可以通过函数指针调用各自的绘图代码绘制自己，这就是多态的意义，即多态允许用相同的方法（代码）在运行中，根据对象的类型调用不同的处理函数。

4、组合

组合是指在类中包含一个对象，且该对象是其它类的实例，开发者将责任委托给所包含的对象完成。组合有两种方式：聚合和组合，这些方式表示了对象之间的协作关系。

聚合就是"可聚可散"的意思，被包含的对象如同一个集合。聚合关系是整体与部分的关系，且部分可以离开整体而单独存在。虽然汽车和发动机是整体和部分的关系，但发动机离开汽车仍然可以存在，所以汽车和发动机是聚合关系。

虽然组合关系也是某种形式的整体和部分的聚合，但部分不能离开整体而单独存在，部分对象与整体对象之间具有同生共死的关系。在组合关系中，部分是整体的一部分，且整体可以控制部分的生命周期，即部分的存在依赖于整体。

虽然花瓣不是一种花，但它是花的一部分，因此它们之间存在一种真正的has-a组合