谈谈我对面向对象以及类与对象的理解
对于刚接触JAVA或者其他面向对象编程语言的朋友们来说,可能一开始都很难理解面向对象的概念以及类
和对象
的关系。
面向对象
首先,一言不和先百度,得到如下定义:
一切事物皆对象,通过面向对象的方式,将现实世界的事物抽象成对象,现实世界中的关系抽象成类、继承,帮助人们实现对现实世界的抽象与数字建模。
我们知道,编写程序的目的是为了解决现实生活中的问题,编程的思维方式也应该贴近现实生活的思维方式。面向对象的编程方式就是为了实现上述目的二出现的。它使得编程工作更直观,更易理解。需要注意的是这里说的编程不光是coding还包括了设计的过程也是面向对象的
为什么说面向对象更贴近实际生活
想象一下,当我们向别人描述一样事物时,我们都是怎么说的?”它有像鸭子一样的嘴巴”,”它有4条退”,”爪子里还有蹼”,”它是哺乳动物但却是卵生”。
这种HAS A
和 IS A
的表达方式往往可以简单而高效的描述一样事物。HAS A
描述事物的属性或行为,IS A
则说明了事物的类属。
当我们把这一系列的属性组合
起来便得到的鸭嘴兽这一类
,同时哺乳动物
一词简单精炼的表面了所有哺乳动物的特性而不用一一列出,这是继承
特性的体现,同时卵生
又是多态
的体现。
这就是面向对象的思维特点,抽取(抽象
)有用的属性和行为(抛弃哪些无需关系的)组织(封装
)成一个类。这个过程中你也许会发现很多属性或方法是和另一个类相同的,那么你就可以采用继承
的方式避免重复(当然这个过程也有可能是,当你设计完一个个类后,才发现他们有共同点,然后再抽取出基类)。更重要的是,继承是可以不原样照搬的,我们可以通过重载
实现相同行为或属性的特有实现方式,这种特点称之为多态
,例如同样的生产行为,实现方式由胎生变为卵生。请大声念出,并牢牢记住面向对象的四个特征:
抽象
封装
继承
多态
与早期结构化编程相比
早期结构化编程是面向过程的(功能),换句话说程序是由功能的集合组成,而调用者是作为功能的参数传入的。而在面向对象的程序中,对象是主体,程序是由对象的集合组成。一个对象中包含一系列符合设计的功能供其他对象调用。这么说可能还是比较抽象,
,例如当我们设计一个五子棋游戏时,
面向过程的设计思路就是首先分析问题的步骤:
1、开始游戏,2、黑子先走,3、绘制画面,4、判断输赢,5、轮到白子,6、绘制画面,7、判断输赢,8、返回步骤2,9、输出最后结果。
把上面每个步骤用分别的函数来实现,问题就解决了。
而面向对象的设计则是从另外的思路来解决问题。整个五子棋可以分为:
1、黑白双方,这两方的行为是一模一样的,2、棋盘系统,负责绘制画面,3、规则系统,负责判定诸如犯规、输赢等。
第一类对象(玩家对象)负责接受用户输入,并告知第二类对象(棋盘对象)棋子布局的变化,棋盘对象接收到了棋子的变化就要负责在屏幕上面显示出这种变化,同时利用第三类对象(规则系统)来对棋局进行判定。
随便写点代码,大家看看就好,不要太认真….
/**玩家类**/public class Player { String name; //棋手名称 boolean isFirst; //是否先手 int color_flag; //代表颜色 0-白 1-黑 Table table;//棋盘对象
public Player(String name,boolean isFirst;int color_flag){ this.name=name; this.isFirst=isFirst; this.color_flag=color_flag; }
/** 下棋,x,y为落子坐标 **/ public void play(int x,int y) throws Exception{ if(this.table==null){ throw new IllegalArgumentException("玩家还未注册到棋盘!"); } table.setNewPieces(x,y); }
public void setTable(Table table){ this.table=table; } }/**棋盘类**/public class Table{ List<Player> playerList=new ArrayList<Player>(); Referee referee ; public Table(){ referee =new Referee(this); } /** 注册玩家 **/ public void registPlayer(Player player) throws Exception { //检测棋盘中的玩家是否已满,先手玩家和玩家选色是否冲突。 ....... playerList.add(player); player.setTable(this); }
/** 落子 **/
public void setNewPieces(int x , int y){ //重新绘制棋盘 ...... //调用裁判对象,判断结果 if(referee.isEnd){ End(); } }
public void End(){ ....... }}/**裁判类**/public class Referee(){ Table table; public Referee(Table table){ this.table=table;}
public boolen isEnd(){ //判断输赢 .... return false; }}
然而事实上,通过上述示例代码,我们不难发现,即使我们使用面向对象的方式,上面例子里面向过程中提到的几个下棋过程我们还是都实现了的,只不过程被封装
到了类的方法中。所以说其实面向对象和面向过程并不是编程的区别(需要实现的业务逻辑的量不会产生变化),而是设计的区别!
类与对象
类是抽象的,而对象是具体的
如何理解上面的话呢? 例如鸭嘴兽是类型,具体的鸭嘴兽A、鸭嘴兽B就是对象了。在JAVA中对象是通过new
关键字声明的。 再例如,《红色警戒》中美国大兵是一类
兵种,点击制造后从兵营里出来的那个会开枪的家伙就是对象
了:
类
的定义就是一个模板,它描述的一类对象的属性与行为。类往往是抽象的、没有实体的。哺乳动物是类
的概念,是抽象的,现实中没有哺乳动物这一实体,只有具体的如老虎,狮子等。编程工作中套用这一思维模式,我们将程序中的实例抽象为类,例如一个系统中的用户有张三、李四我们会把他们抽象为Person类,或者称之为一个名为Person的数据类型。
对象
则是根据所属类
模板创造出来的实实在在的事物。在程序中我将这个实实在在的事物称之为实例,我们为它的属性赋上特定的值,让它成为张三或者李四。在内存里来说,对象是表示的就是具体数据。
前面说的都是概念性的东西,下面我们说说实际的运用过程中的理解。
从数据类型来说
以java为例,数据类型分为基本数据类型
和引用数据类型
。
基本数据类型就是byte,short,int,long,double,char,boolean
;其它的,需要用到new
关键字来赋值的都是引用数据类型。 类与对象指的便是引用数据的类型与其值(这里指的类不光是class
,还包括接口、数组、枚举、注解
)。 而引用指的是内存地址的引用,关于这点在后面说的内存时会细说。
看下面的代码:
int a =1; Person b=new Person();
a 和 b 都是本身无意义的变量名。需要关注的是:a的类型是基本数据类型int值为1,而b的类型是Person属于引用类型,其引用的是new Person()这个对象。我们往往会说对象xx,比如这里的对象b。但实际上b只是对象的引用,真正的对象是后面的new Person()!
需要注意的是String也是引用数据类型,只不过因为使用率非常高,所以对于String,jvm支持其可 以像基本数据类型一样使用:String a = “abc”; 同等于 String a = new String(“abc”);
总之呢,简单来说类
指的的引用数据的类型,对象
是具体赋的值。为了更深入理解,我们下面需要解释下这个引用
是如何体现的。
什么是引用(从内存来说)
要深入理解什么是类,什么是对象,什么又是引用,就离不开说说java的内存使用方式。
在java中内存被大致划分为栈(stack)
与堆(heap)
(之所以是大致,是因为还包括其它几部分就不在这细说)。堆栈的介绍可以参考这里。
在这里我们只说一点:java中,基本数据类型以及对象的引用都保存在栈(stack)
,而对象则保存在堆(heap)
中,例如当如下代码:
int a=1;Person p;
内存中的状态大致如下:
int a = 1 是直接在栈中开辟空间,而对于未进行实例化的Person p因为没有有效的内存地址引用它的值是null。而当代码进行如下修改时:
int a =1 ;Person p = new Person();
内存中的状态大致如下:
Person p=new Person();
使得p的值=0x8da23也就是对象new Person();
在堆
中的地址。所以,到这里后就不难理解之前说的对象的引用了,所谓引用其实就是堆内存地址的引用。
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