1.4 面向对象的程序设计技术

C++称为“带类的C”，就是在C语言的基础上引入面向对象的机制而形成的一门程序设计语言，而C语言是面向过程的程序设计语言。C++几乎继承了C语言的所有特点，同时添加了面向对象的特征。C++既支持面向过程的程序设计，又支持面向对象的程序设计。面向过程的程序设计语言是基于功能分析的，以算法为中心的程序设计方法；面向对象的程序设计语言是基于结构分析的，以数据为中心的程序设计方法。面向对象的程序设计方法具有三大特征：封装性、继承性和多态性，其基本思想是尽可能模拟人类的自然思维方式来构造软件系统，不仅可以提高对用户需求的适应性，而且支持软件复用。掌握面向对象的程序设计方法，首先要了解面向对象是C++的主要概念。

1. 对象

对象是一个实体，可以是现实世界中具体的物理实体或概念化的抽象实体。一个学校是对象，桌、椅是对象，规章制度也是对象。对象是一个封装数据（属性，静态特征）和操作（服务，动态特征）的实体，是构成系统的基本单元。

2. 类

类是具有相同属性和相同操作的对象的集合，是抽象数据类型的实现。类是创建对象的模板，给出了属于该类的全部对象的抽象定义。对象的抽象是类，类的实例是对象。在客观世界存在的是类的实例，即对象。

3. 封装

封装是指把对象属性和操作结合在一起，构成独立的单元，它的内部信息对外界是隐蔽的，不允许外界直接存取对象的属性，只能通过有限的接口与对象发生联系。类是数据封装的工具，对象是封装的实现。类的访问控制机制体现在类的成员中可以有公有成员、私有成员和保护成员。对于外界而言，只需要知道对象所表现的外部行为，而不必了解内部实现细节。封装体现了面向对象方法的“信息隐蔽和局部化原则”。

4. 继承

继承指子类（派生类）可以自动拥有父类（基类）的全部属性和服务。父类和子类是一般与特殊的关系。在定义一个子类时，可以把父类所定义的内容作为自己的内容，并加入若干新的内容。继承是面向对象语言的重要特性，提高了软件的可重用性。继承分为单重继承和多重继承。单重继承时，一个子类只有一个父类；多重继承时，一个子类可以有多个父类。单重继承构成的类之间的关系是树状结构，多重继承构成的类之间的关系是网状结构。

5. 消息

消息指对象之间在交互通信中所传送的信息。消息由三部分构成：消息名、接收消息的对象标识和参数。一个对象向另一个对象发送消息请求某项服务，接收消息的对象响应该消息，进行所要求的服务，并把操作的结果返回给请求服务的对象。

6. 多态性

多态性是指在基类中定义的属性和服务被子类继承后，可以具有不同的数据类型和表现出不同的行为。当一个对象接收到一个请求进行某项服务的消息时，将根据对象所属的类，动态地选用该类中定义的操作。不同的类对消息按不同的方式解释。多态性机制不但为软件设计提供了灵活性，减少信息冗余，而且显著提高了软件的可复用性和可扩充性。