面向对象技术的设计目标

引言

劳动是知识的源泉，同样面向对象技术是在软件开发过程中，不断地发现问题和解决问题基础上产生的。了解面向对象技术要解决软件开发中的问题，有助于我们站在面向对象技术的顶端，感悟前人解决问题的思想，实现创新性的学习；同时才能提纲挈领，有助于我们对该项技术的学习。

面向对象技术产生的动机

面向对象出现以前，结构化程序设计是程序设计的主流，结构化程序设计又称为面向过程的程序设计。在面向过程程序设计中，问题被看作一系列需要完成的任务，函数（泛指例程、函数、过程）用于完成这些任务，解决问题的焦点集中于函数。函数是面向过程的，即它关注如何根据规定的条件完成指定的任务。随着软件应用领域越来越广泛，需求不确定性，规定条件的不确定，面向过程的程序设计面临维护性困难、不易扩展等问题。如：
初始需求：一个从键盘读入字符并输出到打印机的程序

void Copy()
{int c;while ((c = RdKbd()) != EOF)WrtPtr(c);
}

一次变化：用户希望Copy程序能从纸带读入机中读入信息，修改为：

bool ptFlag = false;
void Copy()
{int c;while ((c = (ptFlag ? Rdpt() : Rdkbd())) != EOF)WrtPtr(c);
}

需求再此发生变化，客户希望Copy程序有时可以输出到纸带穿孔机上，修改为：

bool ptFlag = false;
bool punchFlag = false;
//remember to reset these flag
void Copy()
{int c;while ((c = (ptFlag ? Rdpt() : Rdkbd())) != EOF)punchFlag ? WrtPunch(c) : WrtPtr(c);
}

存在问题：

僵化：单一的改动会导致有依赖关系模块中的连锁改动脆弱：进行一个改动，程序与之无概念上联系的地方都可能出现问题。
牢固：提出代码进行复用很复杂。
不必要的复杂：包含没有用的代码。
不必要的重复：每个重复的代码体中大体相似，但有细微的差别。
晦涩：模块难以理解。
可以肯定，随着需求的进一步变化，坏味的趋势会更严重，程序会变得混乱不堪。

面向对象技术目标

第二次软件危机的根本原因还是在于软件生产力远远跟不上硬件和业务的发展,相比第一次软件危机主要体现在“复杂性”,第二次软件危机主要体现在“可扩展性”、“可维护性”上面；面向对象技术就是要解决软件的可扩展性、可修改性、可替换性问题而产生的技术。具体解释如下：
可扩展性：新需求可以容易添加到系统中，不会带来新的缺陷。
可维护性：代码修改时不会破坏系统的现有结构，也不会影响到其它的部分。
可替换性：可以将系统中的某些代码替换为相同接口的其它类，不会影响到系统。
因此“好的面向对象设计”是那些可以满足“应对变化，提高复用”的设计，是度量软件设计的好与坏的唯一标准。

面向对象技术概念

就是基于对象概念，以对象为中心，以类和继承为构造机制，充分利用接口和多态提供灵活性，来认识、理解、刻划客观世界和设计、构建相应的软件系统。封装解决可维护性问题；继承解决复用性问题；多态解决扩展性和可替换性问题
面向对象技术解决以上问题的方法：

void Reader
{public:virtual int read() = 0;
};class KeyboardReader : public Reader
{public:virtual int read() {return RdKbd();}
};class TypeReader : public Reader
{public:virtual int read() {return Rdpt();}
};void Copy(reader & reader)
{int c;while ((c = reader.read()) != EOF)WrtPtr(c);
}

依赖于抽象Reader，而不依赖于具体，扩展性好易替换，TypeReader 可以替换KeyboardReader ，不会破坏系统的copy现有结构，也不会影响到其它的部分；易维护、修改TypeReader 中代码既不会影响copy中的代码，也不会影响KeyboardReader中的代码；