OOP 简介

理论

§1. 基本原理

面向对象编程 (OOP) 是一种基于对象概念的编程范式，对象彼此交互以执行程序功能。每个对象都可以通过状态和行为来表征。对象的当前状态由其字段，对象的行为由其 方法.

§2. OOP的基本原理

OOP 有四个基本原则。它们是： 封装, 抽象, 遗产， 和 多态性.

• 封装 确保将数据和操作该数据的方法捆绑（=封装）到单个单元中。它还指对象隐藏其属性和方法的内部结构的能力。
• 数据抽象 意味着对象应该提供其实现的简化、抽象版本。其内部工作的细节通常对用户来说不是必需的，因此无需表示它们。抽象还意味着仅呈现对象最相关的特性。
• 遗产 是定义类之间的父子关系的机制。对象通常非常相似，因此继承允许程序员重用通用逻辑，同时将独特的概念引入类中。
• 多态性 字面意思是“具有多种形式”，是与继承相关的概念。它允许程序员为同一方法定义不同的实现。因此，名称（或接口）保持不变，但执行的操作可能不同。例如，想象一个发布三种主要文本类型的网站：新闻、公告和文章。它们有些相似，因为它们都有标题、一些文本和日期。在其他方面，它们是不同的：文章有作者，新闻简报有来源，公告有日期，之后它们就变得无关紧要了。编写一个包含所有出版物的一般信息的抽象类很方便，以避免每次都复制它，并将不同之处存储在适当的派生类中。

这些是 OOP 的关键概念。每种面向对象语言都以自己的方式实现这些原则，但其本质在不同的语言中是相同的。

§3. 对象

OOP 的关键概念自然是 目的。您周围有很多现实世界的物体：宠物、建筑物、汽车、计算机、飞机等等。甚至计算机程序也可以被视为一个对象。

我们可以识别现实世界中对象的一些重要特征。例如，对于建筑物，我们可以考虑楼层数、建造年份和总面积。另一个例子是飞机，它可以容纳一定数量的乘客并将您从一个城市运送到另一个城市。这些特征构成了对象的属性和方法。属性表征对象的状态或数据，方法表征其行为。

§4. 类

通常，许多单个物体具有相似的特征。我们可以说这些物体属于同一个 类型 或者班级.

类是 OOP 的另一个重要概念。类描述了类似对象的通用结构：它们的字段和方法。它可以被视为类似对象的模板或蓝图。对象是单独的 实例 属于一类。

按照上面提到的封装原则，任何类都应被认为是一个黑盒子，即类的使用者应该只看到和使用该类的接口部分，即声明的属性和方法列表，而不应深入研究内部实现。

我们来看以下一些例子。

例 1. 建筑类

抽象建筑，用于将建筑描述为一种对象（类）

每座建筑都具有相同的属性：

• 楼层数（整数）；
• 面积（浮点数，平方米）；
• 建造年份（整数）。

建筑类型的每个对象具有相同的属性，但不同的值。

例如：

• 1号楼：层数=4，面积=2400.16，建造年份=1966；
• 2号楼：层数=6，面积=3200.54，建造年份=2001。

确定建筑物的行为非常困难，但这个例子很好地展示了属性。

例 2. 飞机类

与建筑物不同，飞机的行为很容易定义：它可以飞行并将您运送到地球上的两点之间。

用于将所有平面描述为一种对象类型（类）的抽象平面

每个平面均具有以下属性：

• 名称（字符串，例如“Airbus A320”或“Boeing 777”）；
• 载客量（整数）；
• 标准速度（整数）；
• 当前坐标（导航所需）。

此外，它还有一个行为（方法）：将乘客从一个地理位置转移到另一个地理位置。此行为会改变飞机的状态，即其当前坐标。

§5. 对象和类

在 OOP 中，一切都可以视为对象；例如，类也是对象。程序由相互交互的不同对象组成。对象状态和行为通常是结合在一起的，但情况并非总是如此。有时我们会看到没有状态或方法的对象。当然，这取决于程序的用途和对象的性质。

例如，有一种东西叫做接口。它不是用户界面，而是一个类，它只用于继承，以保证其后代类有一个接口。它是一个无状态的类。由于历史原因，C++ 中存在结构。现在 C++ 中的结构也是一个类，但曾几何时，结构只有属性，没有任何方法——一种用于存储数据的类型，没有其他任何东西。这些都是特殊情况，有时很有用。

§六，结论

简而言之，您应该记住以下几点：

• 面向对象的程序由一组相互作用的对象组成。
• 根据封装原则，对象的内部实现是用户不可访问的。
• 一个对象可能具有特征：字段和方法。
• 对象是类（类型）的一个实例；
• 类是一个比单个对象更抽象的概念；它可以被视为描述一组类似对象的共同结构的模板或蓝图。

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实践任务及答案

给出了任务和答案选项。正确选项以 蓝色的 颜色。

№1. 面向对象程序的单元

问题： 每个面向对象的程序本质上都由一组...组成

从列表中选择一个选项：

• 相互作用的物体 ✔
• 交互方法
• 互动课程
• 相互作用的变量

№2. 基本原则

问题： 面向对象编程基于 4 个原则。找出解释错误的一个：

从列表中选择一个选项：

• 抽象就是只向用户提供对象最相关的特征。
• 多态就是定义同一方法的不同逻辑。
• 封装就是向世界隐藏对象的内部数据。
• 继承是一种以传统方式命名变量的方式。✔

№3. 状态和行为

问题： 状态和行为可以表征什么？

从列表中选择一个选项：

• 方法
• 班级
• 对象 ✔
• 字段（或属性）

№4. 交互对象

问题： 通常，对象通过...相互作用。

从列表中选择一个选项：

• 遗产
• 类
• 方法✔
• 字段

№5. 对象属性

问题： 下面哪些选项可以作为 Car 类对象的属性？请选择所有正确的选项。

从列表中选择一个或多个选项：

• 驾驶
• 价格✔
• 路标
• 看地图
• 载客量✔
• 汽车品牌✔

№6. 什么是蓝图

问题： 类是用于创建...的模板（或蓝图）...

从列表中选择一个选项：

• 方法
• 类型
• 场地
• 对象 ✔

№7. 匹配主要概念

问题： 将概念与相应的定义进行匹配。

匹配左列和右列的项目：

• 类别——对象的类型。
• 字段——对象的状态。
• 方法——对象的行为。
• 对象——某个类的单个实例。

№8. 声明

问题： 选择关于类和对象的所有正确的陈述。

从列表中选择一个或多个选项：

• 类描述了一组对象的通用结构。✔
• 字段存储对象的状态。✔
• 通常来说，一个对象的内部状态是向全世界开放的。
• 一个对象总是有字段。

№9. 方法

问题： 让我们讨论一下方法。我们对它们了解多少？

找出一個錯誤的表述！

• 一个对象可能具有特征：字段和方法。
• 对象通过调用方法相互交互。
• 一个对象可能根本没有方法
• 对象的状态由其方法表示。✔

№10. 对象和类

问题： 类和对象有何关系？

找出所有正确的陈述。

从列表中选择一个或多个选项：

• 对象是某个类的实例。✔
• 每个类只有一个对象。
• 类用于创建对象。✔
• 类是某个对象的实例。

№11. 对象方法

问题： 下面哪些选项可以作为 Airplane 类对象的方法？请选择所有正确的选项。

从列表中选择一个或多个选项：

• 淹没
• 走
• 起飞 ✔
• 前往太空
• 进近着陆 ✔

№12. 对象的行为是什么

问题： 对象的行为由其...来表示。

从列表中选择一个选项：

• 方法✔
• 字段（或属性）
• 班级
• 源代码
• 朋友们

№13. 对象状态的存储位置

问题： 对象的状态存储在其...

从列表中选择一个选项：

• 班级
• 朋友们
• 字段（或属性）✔
• 源代码
• 方法