《面對對象編程基礎(chǔ)》課件

面向?qū)ο缶幊袒A(chǔ)面向?qū)ο缶幊淌且环N強(qiáng)大的編程范式，它以對象為中心，通過封裝、繼承和多態(tài)等機(jī)制構(gòu)建軟件系統(tǒng)。什么是面向?qū)ο缶幊桃詫ο鬄橹行拿嫦驅(qū)ο缶幊虒⒊绦蚩醋魇且唤M相互協(xié)作的對象，而不是一系列的指令。數(shù)據(jù)與操作封裝每個對象包含數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的函數(shù)，并隱藏內(nèi)部細(xì)節(jié)。模塊化設(shè)計對象可以獨立存在并重用，提高代碼可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。信息交互對象通過消息傳遞進(jìn)行通信，實現(xiàn)程序功能。面向?qū)ο蟮娜筇匦苑庋b封裝是指將數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的代碼封裝在一起，形成一個獨立的單元，即類。類可以隱藏內(nèi)部細(xì)節(jié)，對外提供訪問接口。通過封裝，可以保護(hù)數(shù)據(jù)，提高代碼可維護(hù)性和可重用性。繼承繼承是指創(chuàng)建新的類，并繼承已有類的屬性和方法，實現(xiàn)代碼復(fù)用。子類可以擴(kuò)展或修改父類的行為，使代碼更加靈活和可擴(kuò)展。多態(tài)多態(tài)是指同一方法可以根據(jù)調(diào)用者的不同，表現(xiàn)出不同的行為。通過多態(tài)，可以簡化代碼，提高代碼的可擴(kuò)展性。類和對象的概念類：模板類是對象的藍(lán)圖或模板。它定義了對象的屬性和行為，但本身不是具體的實例。對象：實例對象是類的具體實例，擁有類的屬性和行為。例如，汽車是“車輛”類的具體實例。類的定義和屬性類的定義類是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它封裝了數(shù)據(jù)和方法，用于描述一組具有相同屬性和行為的對象。屬性的定義屬性是類中用于存儲數(shù)據(jù)成員的變量，它們描述了對象的特征。屬性的訪問通過對象的引用訪問屬性，例如使用點運算符（.）訪問類的屬性。屬性的類型屬性可以是基本數(shù)據(jù)類型，如整型、浮點型、字符串型，也可以是自定義數(shù)據(jù)類型，例如其他類或數(shù)組。對象的實例化創(chuàng)建對象的過程被稱為實例化。對象是類的具體實例。1定義類創(chuàng)建類模板2創(chuàng)建對象使用類創(chuàng)建實例3初始化對象分配內(nèi)存和設(shè)置初始值例如，我們可以用"Car"類來創(chuàng)建一個名為"myCar"的汽車對象。方法的定義和調(diào)用11.方法定義方法用于封裝代碼塊，實現(xiàn)特定功能。22.方法參數(shù)方法可以接受參數(shù)，以提供必要的輸入信息。33.方法返回值方法可以通過返回值將結(jié)果傳回調(diào)用方。44.方法調(diào)用通過對象名加方法名，并傳入?yún)?shù)，即可執(zhí)行方法。構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)構(gòu)造函數(shù)對象創(chuàng)建時自動調(diào)用，初始化對象狀態(tài)。可帶參數(shù)，方便定制對象。析構(gòu)函數(shù)對象銷毀時自動調(diào)用，釋放資源，例如關(guān)閉文件、釋放內(nèi)存。訪問修飾符控制訪問權(quán)限訪問修飾符用來限制對類成員的訪問權(quán)限。保護(hù)數(shù)據(jù)完整性防止外部代碼意外修改內(nèi)部狀態(tài)。封裝和信息隱藏實現(xiàn)代碼的模塊化和可維護(hù)性。三種類型public:公開訪問private:私有訪問protected:保護(hù)訪問繼承的概念代碼復(fù)用繼承是面向?qū)ο缶幊讨兄匾母拍钪唬试S創(chuàng)建新的類（子類）繼承現(xiàn)有類（父類）的屬性和方法，從而實現(xiàn)代碼的復(fù)用。擴(kuò)展功能子類可以擴(kuò)展父類的功能，添加新的屬性或方法，使其更適合特定的需求。層次結(jié)構(gòu)繼承關(guān)系形成了類的層次結(jié)構(gòu)，可以清晰地描述不同類之間的關(guān)系，提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。單繼承和多繼承單繼承一個子類只能繼承自一個父類。例如，鳥類繼承自動物類，而鳥類不能再繼承其他類。多繼承一個子類可以繼承自多個父類。例如，一個混合動力汽車可以繼承自汽車類和電動汽車類。重寫和重載1方法重寫子類重新定義父類的方法，簽名相同，實現(xiàn)不同。2方法重載同一個類中，方法名相同，參數(shù)列表不同。3重寫實現(xiàn)多態(tài)性，子類具有更具體的行為。4重載提高代碼可讀性和可維護(hù)性，提供靈活的調(diào)用方式。多態(tài)的實現(xiàn)11.方法重寫子類繼承父類并重寫父類的方法，實現(xiàn)不同的行為。22.接口實現(xiàn)不同的類實現(xiàn)同一個接口，實現(xiàn)相同的方法，但具體的實現(xiàn)不同。33.泛型使用泛型可以定義通用的類型，在運行時根據(jù)實際類型進(jìn)行操作。抽象類和接口抽象類抽象類是不能直接實例化的類，它包含抽象方法，需要由子類實現(xiàn)。抽象類可以定義共性方法，子類可以繼承并實現(xiàn)。接口接口定義了一組方法，但不提供實現(xiàn)，由實現(xiàn)接口的類來實現(xiàn)這些方法。接口用于定義規(guī)范，實現(xiàn)多態(tài)性。關(guān)系抽象類和接口可以共同使用，例如，抽象類可以實現(xiàn)接口，接口可以定義抽象類的行為。UML類圖設(shè)計UML類圖是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計中非常重要的可視化工具，能夠直觀地描述類的屬性、方法和關(guān)系。通過類圖，我們可以清晰地了解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和各個類之間的交互關(guān)系，從而更好地理解代碼邏輯和設(shè)計思路。面向?qū)ο蟮脑O(shè)計原則單一職責(zé)原則每個類只負(fù)責(zé)一項功能，避免職責(zé)過多而導(dǎo)致類變得臃腫。開閉原則軟件實體應(yīng)該對擴(kuò)展開放，對修改關(guān)閉，以便在擴(kuò)展時無需修改現(xiàn)有代碼。里氏替換原則子類可以替換父類而不會改變程序的行為，確保代碼的穩(wěn)定性。依賴倒置原則高層模塊不應(yīng)該依賴低層模塊，兩者都應(yīng)該依賴抽象。設(shè)計模式簡介軟件設(shè)計原則設(shè)計模式為常見問題提供可重用解決方案，可提高代碼可讀性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。協(xié)作和溝通設(shè)計模式促進(jìn)團(tuán)隊協(xié)作，為開發(fā)者提供共同語言和理解。代碼可復(fù)用設(shè)計模式提供可復(fù)用的設(shè)計方案，減少重復(fù)代碼，提高代碼效率。單例模式定義單例模式確保一個類只有一個實例，并提供一個全局訪問點。它通過限制實例化操作，使該類只有一個實例。優(yōu)點它可以控制資源使用，并確保數(shù)據(jù)一致性。在需要全局唯一對象的情況下，單例模式是最佳選擇。工廠模式定義工廠模式是一種創(chuàng)建型設(shè)計模式，它提供了一種創(chuàng)建對象的最佳方式，并隱藏了對象創(chuàng)建的復(fù)雜性。優(yōu)點解耦創(chuàng)建者與對象創(chuàng)建過程提供靈活的對象創(chuàng)建機(jī)制易于擴(kuò)展和維護(hù)策略模式定義策略模式定義一系列算法，并將每個算法封裝起來，使它們可以相互替換。優(yōu)點提高代碼靈活性和可維護(hù)性，降低耦合度，方便算法擴(kuò)展。應(yīng)用場景需要在運行時根據(jù)不同的條件選擇不同的算法執(zhí)行。裝飾模式動態(tài)增加功能裝飾模式通過添加新的功能，在不修改原始對象的情況下，擴(kuò)展對象的功能。靈活性和擴(kuò)展性通過裝飾器，可以靈活地為對象添加各種不同的功能，提高代碼的擴(kuò)展性和靈活性。職責(zé)分離裝飾模式將對象的功能和裝飾功能分離，使代碼更易于維護(hù)和擴(kuò)展。代理模式代理模式代理模式為其他對象提供一種代理以控制對該對象的訪問。代理模式代理模式提供了額外的功能，例如：訪問控制、日志記錄和緩存。代理模式代理模式可以實現(xiàn)各種需求，例如遠(yuǎn)程代理、虛擬代理和保護(hù)代理。觀察者模式11.定義主題和觀察者主題對象維護(hù)觀察者列表，觀察者可以注冊或注銷。22.通知機(jī)制當(dāng)主題對象狀態(tài)發(fā)生變化時，會通知所有注冊的觀察者。33.松耦合主題和觀察者之間沒有直接依賴關(guān)系，通過接口進(jìn)行交互。44.應(yīng)用場景適用于多個對象需要對同一個事件進(jìn)行處理。適配器模式連接不同接口適配器模式允許使用不同接口的類一起工作，就像一個插座適配器將不同的插頭連接到同一個插座。解決兼容性問題當(dāng)需要使用現(xiàn)有類但其接口不匹配時，可以使用適配器模式將它們連接起來，避免重新編寫代碼。簡化系統(tǒng)設(shè)計通過適配器模式，可以將不同接口的類統(tǒng)一起來，簡化系統(tǒng)設(shè)計和維護(hù)。橋接模式解耦抽象和實現(xiàn)橋接模式將抽象部分與實現(xiàn)部分分離，使它們可以獨立變化。靈活擴(kuò)展橋接模式允許在運行時動態(tài)選擇實現(xiàn)，提高了系統(tǒng)的靈活性。應(yīng)用場景橋接模式適用于需要將抽象與實現(xiàn)分離的場景，例如圖形庫、數(shù)據(jù)庫連接。面向?qū)ο蟀咐治鱿到y(tǒng)設(shè)計面向?qū)ο缶幊炭蓱?yīng)用于各種系統(tǒng)設(shè)計，例如電子商務(wù)網(wǎng)站、游戲引擎或應(yīng)用程序。圖形界面GUI開發(fā)受益于面向?qū)ο缶幊?，因為它可以組織復(fù)雜的圖形界面元素。數(shù)據(jù)管理對象模型可用于表示現(xiàn)實世界中的實體，從而構(gòu)建強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)編程面向?qū)ο缶幊炭捎糜谠O(shè)計網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和構(gòu)建分布