面向对象编程——类与对象

值是一段数据，属性描述了类的每个对象都拥有的一个值，可以这样类比——对象之于类如同值之于属性。比如，name、birthdate和weight都是Person对象的属性，color、modelYear和weight都是Car对象的属性。对于每个对象，每个属性都有一个值，比如，对象ZhangSan的属性birthdate的值是"21 October 1983"，也就是说，ZhangSan生于1983年10月21日。对于一个特定的属性，不同的对象可能会有相同或不同的取值。在一个类中，虽然每个属性的名字都是唯一的，但在所有的类中不一定是唯一的，比如，类Person和类Car都可能有一个名为weight的属性。

下面将介绍一种通过属性详细描述类的UML建模语言，一种用于可视化表示、指定、构造和描述软件密集系统中部件的图形化语言，它提供了一种以图形化方式表示和管理面向对象软件系统的方法。其不仅是系统设计的表示，而且是一种有助于完成系统设计的工具。类图定义了3个不同的部分，即类名、属性和方法，用于解释所构建的类。当用UML创建对象模型时，尽可能不要在类图中包含太多的信息，这样就能集中注意力于整体设计，而不会将重点放在细节上。

如图 4.1所示展示了类建模表示法，显示了一个类（左图）和它所描述的对象（右图），对象ZhangSan和LiMing都是类Person的实例。对象的UML表示法是一个方框，方框里面是对象名后加冒号和类名，对象名和类名都有下划线，并约定用黑体字表示对象名和类名。类的UML表示法也是一个方框，也约定用黑体字表示类名，将名字放在方框的正中央，首字符大写，且用单数名词表示类名。类Person有属性name和birthdate，name是string（字符串），birthdate是date（日期）。类Person中一个对象的名字取值是"Zhang San"，生日取值是"21 October 1983"；另一个对象的名字取值是"Li Ming"，生日取值是"16 March 1950"。

图 4.1 属性和值的UML表示法

UML表示法会在框的第二格里列举属性，每个属性后面都可以有可选项，比如，类型和默认值。在类之前有一个冒号，在默认值之前有一个等号。约定以常规字体显示属性名，方框中的名称左对齐，首字母使用小写。在对象方框的第二格里，也可能会包含属性值，其表示法是列出每个属性名，之后跟着等号和取值，同样属性值也是左对齐，使用常规字体。虽然有些实现要求对象有唯一的标识符，但这些标识符在类模型中是隐含的，即不需要也不应该显式地将它们列举出来，比如，PersonID:ID。因为大多数OO开发语言会自动生成标识符，可以使用这些标识符来引用对象；反之，则可能需要显式地列举出来，否则无法引用对象。但是不要将内部标识符和现实世界的属性混淆了，内部标识符纯粹是一种便于实现的做法，没有应用意义。相反，纳税人编号、汽车牌照号码和电话号码都不是内部标识符，因为它们在实现世界有真实的意义，属于合法的属性。

（2）操作与方法

操作是一个函数或过程，比如，open和close都是Windows类的操作，类中所有的对象都共享相同的操作，因此将对象能够做什么的行为称为操作，通常将相同的操作应用于许多不同的类称为多态。

方法是对操作的实现，其表现为OOP某个类的成员函数。比如，类Validator有一个操作validate，其校验过程是通过validate调用不同的函数实现的。比如，范围值校验和奇偶校验。虽然这些方法在逻辑上都执行相同的任务——数据校验，但是每种方法的实现代码会有所不同。

如图 4.2所示RangeValidator类有min和max属性，以及validate操作，min、max和validate都是RangeValidator的特征。特征是描述属性或操作的类属词汇，类似地OddEvenValidator有isEven属性和validate操作。

图 4.2 操作的UML表示法

注意，validate()省略了括号中的输入参数，即"validate(pThis:void *, value:int):bool"。validate的一个参数是pThis，其类型是void *；它的另一个参数value，其类型是int。当一项操作在几个类上都有方法时，这些方法都要有相同的签名，即相同的参数数量和类型，以及返回值的类型。

UML的方框表示类，最多有三格，从上到下每个格里分别包含了类名、属性列表和操作列表。类方框中的属性和操作的框格可以选择显示或隐藏，缺少属性说明没有指定属性，缺少操作框说明没有指定操作。相反，空框格意味着属性是指定的，只是没有显示属性而已。

操作列表约定用常规字体列出操作名，左对齐，首字母小写。比如，参数列表和操作结果的类型，用括号将参数列表括起来，并用逗号分隔参数。结果类型之前有一个冒号，除非