淺談面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法

摘要：本文就面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法的基本概念以及其相關(guān)的特性和功能，并將結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法做了一定的比較，并以Windows應(yīng)用程序作為例子詳細(xì)的闡述了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本編程思想。

關(guān)鍵詞：面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)

一、面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法

軟件設(shè)計(jì)有兩種主流設(shè)計(jì)方法：以結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)化軟件設(shè)計(jì)和由面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法導(dǎo)出的面向?qū)ο蟮能浖O(shè)計(jì)， 20世紀(jì)70年代末到80年代初的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法即傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，以區(qū)別于后來(lái)興起的面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法。在軟件設(shè)計(jì)周期中，面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法是一種全新的設(shè)計(jì)和構(gòu)造軟件的方法，它使計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的方式更符合人類(lèi)的解決問(wèn)題的思維方式，更能直接的描述客觀世界，同時(shí)也可以增加的代碼的可重用性，是目前和未來(lái)軟件開(kāi)發(fā)的方向[1]。

面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)在整個(gè)軟件設(shè)計(jì)中占據(jù)著非常重要的部分，面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)也是將分析階段所建立的分析模型轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖O(shè)計(jì)模型，但是面向?qū)ο蠓治龊兔嫦驅(qū)ο笤O(shè)計(jì)之間沒(méi)有明顯的界限，面向?qū)ο蟮姆椒ㄊ腔诔橄蟆⑿畔㈦[藏、功能獨(dú)立和模塊化等重要軟件設(shè)計(jì)概念基礎(chǔ)上的，現(xiàn)階段的軟件設(shè)計(jì)基本上都運(yùn)用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法[2]。面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)支持鼓勵(lì)軟件實(shí)踐中的信息隱藏，數(shù)據(jù)抽象和封裝，可以對(duì)單獨(dú)對(duì)一個(gè)對(duì)象內(nèi)部進(jìn)行隔離修改，那么就使得運(yùn)用面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)的軟件更容易修改、擴(kuò)充和維護(hù)[1]。

對(duì)象和類(lèi)是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基石，其基本的機(jī)制便是方法和消息。消息是要求某個(gè)對(duì)象執(zhí)行類(lèi)中某個(gè)操作的規(guī)格說(shuō)明；方法就是對(duì)象執(zhí)行的操作。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)三個(gè)重要特征：封裝性，繼承性和多態(tài)性。

（一）對(duì)象（Object）和類(lèi)（Clasess）

對(duì)象即指現(xiàn)實(shí)生活中無(wú)所不在、各種各樣的實(shí)體，它可以使具體的事物，也可以是抽象的實(shí)體[2]。從對(duì)象的構(gòu)成和內(nèi)容來(lái)看，設(shè)計(jì)程序時(shí)使用對(duì)象有以下優(yōu)點(diǎn)：對(duì)象是對(duì)物體的直接抽象，這種抽象簡(jiǎn)化了實(shí)際物體的模型，同時(shí)以一種可以操作的形式將實(shí)體表達(dá)出來(lái)。進(jìn)行了數(shù)據(jù)的封裝后，掩蔽了實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性，對(duì)于用戶(hù)使用起來(lái)就更加方便。

在現(xiàn)實(shí)生活中，具有相似性質(zhì)，執(zhí)行相同操作的對(duì)象，稱(chēng)為同一類(lèi)對(duì)象，即類(lèi)是同一種對(duì)象的集合與抽象[2]。例如，在Visual Basic中窗體都是Form類(lèi)的實(shí)體，一個(gè)單獨(dú)的窗體也是一個(gè)類(lèi)。

（二）數(shù)據(jù)封裝（Data Encapsulation）

數(shù)據(jù)封裝是類(lèi)的一個(gè)重要特性。數(shù)據(jù)封裝是把數(shù)據(jù)和相關(guān)的操作設(shè)在一個(gè)包中，那么程序不能直接訪(fǎng)問(wèn)對(duì)象中的變量，只有通過(guò)對(duì)象的方法才能作用于數(shù)據(jù)。

（三）繼承（Inheritance）

我們首先在對(duì)象的基礎(chǔ)上創(chuàng)建對(duì)象，新的對(duì)象就會(huì)繼承原先對(duì)象的所有屬性和特點(diǎn)，同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況也可以選擇和修改父對(duì)象的屬性和功能，這就叫做繼承。利用這點(diǎn)，可以將舊的程序擴(kuò)充為當(dāng)前所需要的，也可以從已知的類(lèi)中派生出新的類(lèi)來(lái)。

（四）多態(tài)性（Polymorphism）

多態(tài)性就是多種表現(xiàn)形式，不同事物具有不同表現(xiàn)形式的能力，具體來(lái)說(shuō)，可以用“一個(gè)對(duì)外接口，多個(gè)內(nèi)在實(shí)現(xiàn)方法”表示。多態(tài)機(jī)制使具有不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的對(duì)象可以共享相同的外部接口，通過(guò)這種方式減少代碼的復(fù)雜度。

二、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)是由算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成，算法指處理數(shù)據(jù)的特定的方法。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)首要想法是如何處理數(shù)據(jù)，然后再選擇最為方便處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，那么重點(diǎn)主要集中在數(shù)據(jù)上了。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的基本思想是：系統(tǒng)按功能要求分解為若干個(gè)子模塊，子模塊再根據(jù)需求進(jìn)一步分解為子模塊，不斷的進(jìn)行分解，從上往下進(jìn)行分解，這樣的形式是自頂向下的“瀑布式”設(shè)計(jì)，僅運(yùn)用了順序、分支和循環(huán)三種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)編碼。

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中，用戶(hù)需要做的事向?qū)ο髠魉拖ⅰ＞幊倘藛T在設(shè)計(jì)過(guò)程中要做的就是向?qū)ο筇幚磉m當(dāng)?shù)南⒁约八膬?nèi)部數(shù)據(jù)，這樣就最大限度了提高了代碼的可重用性，縮短了調(diào)試時(shí)間。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)是相反的，面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)是從下往上的“噴泉式”的設(shè)計(jì)，對(duì)象是數(shù)據(jù)處理方法緊密結(jié)合的整體。

三、Windows及應(yīng)用程序與面對(duì)對(duì)象的程序設(shè)計(jì)

Windows中的圖形用戶(hù)接口包括窗口，下拉式菜單，對(duì)話(huà)框等各種控件，這就使得Windows應(yīng)用程序非常容易使用。我們用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)方法開(kāi)發(fā)Windows應(yīng)用程序非常困難，即使要在屏幕上生成一個(gè)簡(jiǎn)單的窗口或是一個(gè)簡(jiǎn)單的下拉式菜單也要編寫(xiě)幾十條甚至幾百條復(fù)雜的代碼，寫(xiě)這些代碼的前提必須是我們對(duì)Windows具有非常深入的了解。那么在這種情況下，一種開(kāi)發(fā)時(shí)間短、質(zhì)量高、復(fù)用性高等比結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法優(yōu)良的設(shè)計(jì)方法。由于Windows的進(jìn)城的核心也是對(duì)消息的處理，因此Windows程序編程是以消息為核心。消息也是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本機(jī)制，程序的進(jìn)程的核心也是對(duì)消息的處理，因此面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)比結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)更適合于開(kāi)發(fā)Windows應(yīng)用程序。利用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的封裝性可以把Windows應(yīng)用程序的所具有的行為進(jìn)行封裝，形成一個(gè)類(lèi)層次庫(kù)，這樣就為Windows應(yīng)用程序提供一個(gè)一致、直觀和簡(jiǎn)單的與Windows的接口。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)具有繼承性這一特性，Windows的應(yīng)用程序可簡(jiǎn)單、方便的繼承和選擇性的使用Windows特性而不必重寫(xiě)這些代碼，同時(shí)，編程人員也可以借用其他應(yīng)用程序的功能代碼，或是稍作修改，也不必考慮Windows底層的細(xì)節(jié)。那么這樣看來(lái)，類(lèi)層次庫(kù)就大大的降低了Windows程序設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，編程人員也不必一條一條代碼的編寫(xiě)，顯著的減少了創(chuàng)建Windows應(yīng)用程序界面所需的源代碼量，因此面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)在開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序方面顯示出巨大的優(yōu)越性。

四、結(jié)語(yǔ)

面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法是當(dāng)前軟件設(shè)計(jì)的一個(gè)主要潮流，采用這種方法開(kāi)發(fā)出的軟件具有極大的穩(wěn)定性、可維護(hù)性和可重用性，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法運(yùn)用于軟件設(shè)計(jì)中極大的提高的功能代碼的復(fù)用性，大大的提高了工作效率。

參考文獻(xiàn)：

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