文档介绍：第六章 C++面向对象程序设计
六年前,我刚热恋“面向对象”(Object-Oriented)时,一口气记住了近十个定义。六年后,我从几十万行程序中滚爬出来准备写点心得体会时,却无法解释什么是“面向对象”,就象说不清楚什么是数学那样。
软件工程中的时髦术语“面向对象分析”和“面向对象设计”,通常是针对“需求分析”和“系统设计”环节的。“面向对象”有几大学派,就象如来佛、上帝和真主用各自的方式定义了这个世界,并留下一堆经书来解释这个世界。
有些学者建议这样找“对象”:分析一个句子的语法,找出名词和动词,名词就是对象,动词则是对象的方法(即函数)。
当年国民党的文人为了对抗毛泽东的《沁园春·雪》,特意请清朝遗老们写了一些对仗工整的诗,请蒋介石过目。老蒋看了气得大骂:“娘希匹,全都有一股棺材里腐尸的气味。”
我看了几千页的软件工程资料,终于发现自己有些“弱智”,无法理解“面向对象”的理论,同时醒悟到“编程是硬道理。”
面向对象程序设计语言很多,如Smalltalk、Ada、Eiffel、Object Pascal、Visual Basic、C++等等。C++语言最讨人喜欢,因为它兼容C语言,并且具备C语言的性能。近几年,一种叫Java的纯面向对象语言红极一时,不少人叫喊着要用Java革C++的命。我认为Java好比是C++的外甥,虽然不是直接遗传的,但也几分象样。外甥在舅舅身上玩耍时洒了一泡尿,俩人不该为此而争吵。
关于C++程序设计的书藉非常多,本章不讲C++的语法,只讲一些小小的编程道理。如果我能早几年明白这些小道理,就可以大大改善数十万行程序的质量了。
C++面向对象程序设计的重要概念
早期革命影片里有这样一个角色,他说:“我是党代表,我代表党,我就是党。”后来他给同志们带来了灾难。
会用C++的程序员一定懂得面向对象程序设计吗?
不会用C++的程序员一定不懂得面向对象程序设计吗?
两者都未必。就象坏蛋入党后未必能成为好人,好人不入党未必变成坏蛋那样。
我不怕触犯众怒地说句大话:“C++没有高手,C语言才有高手。”在用C和C++编程8年之后,我深深地遗憾自己不是C语言的高手,更遗憾没有人点拨我如何进行面向对象程序设计。我和很多C++程序员一样,在享用到C++语法的好处时便以为自己已经明白了面向对象程序设计。就象挤掉牙膏卖牙膏皮那样,真是暴殄天物呀。
人们不懂拼音也会讲普通话,如果懂得拼音则会把普通话讲得更好。不懂面向对象程序设计也可以用C++编程,如果懂得面向对象程序设计则会把C++程序编得更好。本节讲述三个非常基础的概念:“类与对象”、“继承与组合”、“虚函数与多态”。理解这些概念,有助于提高程序的质量,特别是提高
“可复用性”与“可扩充性”。
类与对象
对象(Object)是类(Class)的一个实例(Instance)。如果将对象比作房子,那么类就是房子的设计图纸。所以面向对象程序设计的重点是类的设计,而不是对象的设计。
类可以将数据和函数封装在一起,其中函数表示了类的行为(或称服务)。类提供关键字public、protected和private用于声明哪些数据和函数是公有的、受保护的或者是私有的。这样可以达到信息隐藏的目的,即让类仅仅公开必须要让外界知道的内容,而隐藏其它一切内容(“信息隐藏”)。我们不可以滥用类的封装功能,不要把它当成火锅,什么东西都往里扔。
类的设计是以数据为中心,还是以行为为中心?
主张“以数据为中心”的那一派人关注类的内部数据结构,他们****惯上将private类型的数据写在前面,而将public类型的函数写在后面,(a)所示。
主张“以行为为中心”的那一派人关注类应该提供什么样的服务和接口,他们****惯上将public类型的函数写在前面,而将private类型的数据写在后面,(b)所示。
Class A
{
private:
int i, j;
float x, y;
…
public:
void Func1(void);
void Func2(void);
…
}
class A
{
public:
void Func1(void);
void Func2(void);
…
private:
int i, j;
float x, y;
…
}
(a) (b)以行为为中心的书写风格
很多C++教课书主张在设计类时“以数据为中心”。我坚持并且建议读者在设计类时“以行为为中心”,即首先考虑类应该提供什么样的函数。Microsoft 的接口就相当于类的公有函数[Rogerson 1999]。在程序设计方面,咱们不要