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面向?象程序??

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   「 OOP 」重定向至此。?于其他用法，??「 OOP (消??) 」。
「面向?象程序??」的各地常用名稱
中?大陸 面向?象程序??
臺灣 物件導向程式設計
港澳 物件導向程式設計

物件導向程式設計 （英語： Object-oriented programming ， ?? ： OOP ）是種具有 物件 ?念的 程式設計典範 ，同?也是一?程式??的抽象方?。?可能包含 資料 、 特性 、 程式碼 與 方法 。?象則指的是 類別 （class）的?例。?? ?象 作? 程序 的基本?元，?程序和 ?据 封? 其中，以提高?件的重用性、?活性和?展性，物件裡的程序可以訪問及經常修改物件相關連的資料。在物件導向程式編程裡，電腦程式會被設計成彼此相關的物件 [1] [2] 。

面向?象程序??可以看作一?在程序中包含各??立而又互相?用的?象的思想，????的思想?好相反：??的程序??主??程序看作一系列 函? 的集合，或者直接就是一系列???下?的指令。面向?象程序??中的每一??象都??能?接受?据、?理?据???据???其??象，因此??都可以被看作一?小型的“机器”，??象。目前已?被??的是，面向?象程序??推?了程序的?活性和可??性，?且在大型?目??中???用。此外，支持者??面向?象程序??要比以往的做法更加便于??，因??能??人?更??地?????程序，使得程序更加便于分析、??、理解。反?者在某些?域?此予以否?。

?我?提到面向?象的?候，?不?指一?程序??方法。?更多意?上是一?程序??方式。在?一方面，我?必?了解更多?于 面向?象系?分析 和 面向?象?? （Object Oriented Design，??OOD）方面的知?。許多流行的程式語言是物件導向的，?們的風格就是會透由物件來創出實例。

重要的物件導向程式語言包含 Common Lisp 、 Python 、 C++ 、 Objective-C 、 Smalltalk 、 Delphi 、 Java 、 Swift 、 C# 、 Perl 、 Ruby 、 JavaScript 與 PHP 等。

特徵 [ ?? ]

物件導向程式編程的定義是使用「物件」來做設計，但?非所有的程式語言都直接支援「物件導向程式編程」相關技術與結構。?于OOP的准?定?及其本意存在着不少??。通常，OOP被理解?一??程序分解?封??据及相?操作的模?而?行的?程方式。有?于其??程方式，OOP中的?某?据?型相?的一系列操作都被有机地封?到??据?型?中，而非散放于其外，因而OOP中的?据?型不?有着??，?有着相?的行?。

面向?象的?建要素由三?部分?成，?例、?和元?据，元?据?存??建所需要的一切信息。??系上看，???例?一?多?系，?和元?据?一?一?系，?例?指向?，??指向元?据，???系最??成了所有面向?象的基?( object )。

OOP理?，及?之同名的OOP??相?合?造出了新的一??程架?；OOP思想被?泛??是非常有用的，以致一套新的 ?程范型 被?造了出?。（其?的 ?程范型 例如函?式?程或?程式?程?注于程序?行的?程，而???程?注于引?程序代??行的?言）。?面向模?系?的?言（如：SIMULA 67）的?究及?高可?性系?架?（如：高性能操作系?和CPU的架?）的?究最??致了OOP的?生。其中由 Deborah J. Armstrong ?行的??40年之久的?算机著作??中，?示出了一系列面向?象程序??的基本理?。物件導向程式特徵被條列如下 [3] [4] [5] [6]

分享非物件導向程式前身語言 [ ?? ]

物件導向程式設計通常共享高階編程語言的低階功能。可用於建構一個程序的基本工具包括：

類與?象 [ ?? ]

支持面向?象編程語言通常利用 繼承 其他類達到代碼重用和可擴展性的特性。而類有兩個主要的?念：

  • 類 （Class）：定義了一件事物的抽象特點。類的定義包含了數據的形式以及對數據的操作。
  • ?象 （Object）：是類的實例（Instance）。

其中 ? （Class）定?了一件事物的抽象特点。?的定?包含了?据的形式以及??据的操作。?例??，“犬”????包含犬的一切基?特征，?所有“犬”都共有的特征或行?，例如?的品?、毛皮?色和吠叫的能力。?可以?程序提供模版和??。一??的方法和?性被??“ 成? ”。 我??看一段 ?代? ： 

?
犬

?始
　　公有成?:
　　　　吠():
　　私有成?:
　　　　毛色:
　　　　品?:
?束

在?串代?中，我??明了一??，???具有一些犬的基本特征。?于 公有成? 和 私有成? ，???下面的?承性的?容。

?象 （Object）是?的 ?例 。物件有時會對應到現實世界中的事物，?例來說，一個圖形程式可能有圓形、矩形與?面等物件，一個線上購物系統可能有購物車、顧客與?品等類別。 [7] 。有時?象會表示更抽象的實體，比如一個被開?的?案或是一個提供美國慣用量測轉換的服務。每個?象就是一個特定類別的實例（例如，名稱是“李?”的物件可能是類別雇員的一個實例）。程序在面向?象編程當中被視?方法，變數被視?成員或屬性。例如，“犬”???列?犬的特点，?而使???定?了世界上所有的犬。而大????象?是一?具?的犬，?的?性也是具?的。犬有毛色，而大?的毛色是?色的。因此，大?就是犬???的一??例。一?具??象?性的?被?作?的“ ?? ”。（系???象分配?存空?，而不???分配?存空?。??好理解，?是抽象的，系?不可能?抽象的?西分配空?，而?象?是具?的。）

假?我?已?在上面定?了犬???，我?就可以用????定??象： 

定?
大?
是
犬

大?.毛色 : ?
大?.吠()

我?无法?犬???去吠，但是我?可以??象“大?”去吠，正如狗可以吠，但?有具?的狗就无法吠。

?和?象就好比是“?型”和“1.23”，“?型”是一??据的?型，而“1.23”是一??正的“??”（??象）。所有的“??”都具有“?型”所描?的特征，如“??的大小”，系??分配?存?“??”存?具?的??。

動態配置與訊息傳遞機制 [ ?? ]

定義上 動態配置 是指方法會隨著實例動態的改變。而 訊息傳遞機制 （Message Passing）是指一個物件通過接受訊息、處理訊息、傳出訊息或使用其他類別的方法來實作一定功能。如： 大? 可以通? 吠 引起 人 的注意，?而?致一系列的事?生。

封裝性 [ ?? ]

具備 封裝性 （Encapsulation）的物件導向程式設計隱藏了某一方法的具體執行步驟，取而代之的是通過訊息傳遞機制傳送訊息給?。封裝是通過限制只有特定類別的物件可以存取這一特定類別的成員，而?們通常利用介面實作訊息的傳入傳出。??例子，接口能?保幼犬?一特征只能被?予犬?一?。通常來說，成員會依?們的存取權限被分?3種： 公有成員 、 私有成員 以及 保護成員 。有些語言更進一步： Java 可以限制同一包內不同類別的存取； C# 和 VB.NET 保留了?類別的成員聚集準備的關鍵字：internal（C#）和Friend（VB.NET）；Eiffel語言則可以讓使用者指定?個類別可以存取所有成員。

因此，?例??，“犬”???有“吠()”的方法，?一方法定?了犬具??通?什?方法吠。但是，大?的朋友?不知道?到底是如何吠的。

??例?看： 

/* 一?面向?程的程序????： */
定?
大?

大?.定音(442)
大?.吸?()
大?.吐?()

/* 而?狗的吠叫被封?到?中，任何人都可以??地使用： */
定?
大?
是
犬

大?.吠()

?承 [ ?? ]

?承性 （Inheritance）是指，在某?情?下，一???有“ 子? ”。子?比原本的?（?? 父? ）要更加具?化。例如，“ 犬 ”???可能?有?的 子? “ 中?田?犬 ”和“ 牧羊犬 ”。在??情?下，“大?”可能就是中?田?犬的一? ?例 。子???承父?的 ?性 （ 英? ： Attribute (computing) ） 和 行? ，?且也可包含??自己的。我?假?“犬”???有一? 方法 （行?）叫做“吠()”和一??性叫做“毛色”。?的子?（前例中的中?田?犬和牧羊犬）??承?些成?。?意味着程序?只需要?相同的代??一次。

在?代?中我?可以???： 

?
中?田?犬
 : ?承
犬


定?
大?
是
中?田?犬

大?.吠()    /* 注?：注意?里?用的是狗???的吠叫方法。*/

回到前面的例子，“中?田?犬”???可以?承“毛色”???性，?指定其??色。而“牧羊犬”?可以?承“吠()”??方法，?指定?的音?。子?也可以加入新的成?，例如，“牧羊犬”???可以加入一?方法叫做“放牧()”。?若用“中?田?犬”???定?了一??例“大?”，那?大?就不?放牧，因???方法是?于牧羊犬的，而非中?田?犬。事?上，我?可以把?承理解?“是”或“?于”。大?“是”中?田?犬，中?田?犬“?于”犬?。因此，大??得到了中?田?犬的?性，又?承了犬的?性。 我??看?代?： 

?
牧羊犬
 : ?承
犬

?始
　　公有成?:
　　　　放牧()
?束
?
中?田?犬
 : ?承
犬


定?
大?
是
中?田?犬

大?.放牧()    /* 注?：??：放牧是牧羊犬的成?方法。 */

?一???多?父??承?，我??之?“ 多重?承 ”。如一只狗?是中?田?犬又是牧羊犬。多重?承?不?是被支持的，因????理解，又??被好好使用。

多型 [ ?? ]

多型 （Polymorphism）是指由?承而?生的相?的不同的?，其?象?同一消息?做出不同的?? [8] 。例如，狗和?都有“叫()”?一方法，但是?用狗的“叫()”，狗?吠叫；?用?的“叫()”，???啼叫。 我?????在?代?上： 

?
犬

?始
　　公有成?:
　　　　叫()
　　　　?始
　　　　　　吠()
　　　　?束
?束

?
?

?始
　　公有成?:
　　　　叫()
　　　　?始
　　　　　　啼()
　　　　?束
?束

定?
大?
是
狗

定?
?帽
是
?

大?.叫()
?帽.叫()

??，?然同?是做出 叫 ?一?行?，但大?和?帽具?做出的表?方式?大不相同。多?性的?念可以用在 ?算符重? 上，可以根据需求?看相?界面。

抽象性 [ ?? ]

抽象 （Abstraction）是?化??的????的途?，?可以?具????到最恰?的?定?，?且可以在最恰?的?承??解???。?例?明，大?在大多??候都被?作一?狗，但是如果想要??做中?田?犬做的事，?完全可以?用中?田?犬的方法。如果狗????有 ?物 的父?，那??完全可以?大???物。

?史 [ ?? ]

面向?象程序??的?形，早在1960年代的 Simula ?言中?可??，??的 程序?? ?域正面?着一?危机：在?硬件?境逐???的情?下，?件如何得到良好的??？面向?象程序??在某?程度上通?强? 可重?性 解?了?一??。20世?70年代的 Smalltalk?言 在面向?象方面堪??典??以至于30年后的今天依然??一?言??面向?象?言的基?。

?算机科?中?象和?例?念的最早萌芽可以追溯到 麻省理工?院 的 PDP-1 系?。?一系?大?是最早的基于容量架?（capability based architecture）的??系?。?外1963年Ivan Sutherland的 Sketchpad ?用中也?含了同?的思想。?象作??程??最早是于1960年代由 Simula 67 ?言引入思?。Simula?一?言是 奧利-約翰·達爾 和 克利斯登·奈加特 在 ?斯? 的 ?威?算中心 （ 英? ： Norwegian Computing Center ） ?模??境而??的。（据?，他?是?了模?船只而??的???言，?且?不同船只??性的相互影?感?趣。他??不同的船只???不同的?，而每一??象，基于?的?，可以定??自己的?性和行?。）???法是分析式程序的最早?念??。在分析式程序中，我????世界的?象映射到抽象的?象，?叫做“模?”。Simula不?引入了“?”的?念，??用了?例?一思想???可能是?些?念的最早?用。

20世?70年代 施? PARC?究所?明的 Smalltalk ?言?面向?象程序??的?念定??，在基??算中，? ?象 和 消息 的?泛?用。 Smalltalk 的?建者深受Simula 67的主要思想影?，但 Smalltalk 中的?象是完全??的????可以被?建、修改??毁，??Simula中的???象有所??。此外， Smalltalk ?引入了 ?承性 的思想，?因此一?超越了不可?建?例的程序??模型和不具??承性的Simula。此外，Simula 67的思想亦被?用在?多不同的?言，如 Lisp 、 Pascal 。

面向?象程序??在80年代成?了一?主?思想，?主要??功于 C++ ?? C?言 的?充版。在 ?形用?界面 （GUI）日??起的情?下，面向?象程序???好地适?了潮流。GUI和面向?象程序??的?密??在Mac OS X中可?一斑。Mac OS X是由 Objective-C ?言?成的，?一?言是一?? Smalltalk 的C?言?充版。面向?象程序??的思想也使 事件?理 式的程序??更加?泛被?用（?然?一?念?非?存在于面向?象程序??）。一??法是，GUI的引入?大地推?了面向?象程序??的?展。

?黎世?邦理工?院 的尼克?斯·??特和他的同事??抽象?据和模?化程序???行了?究。 Modula-2 ??些都包括了?去，而 Oberon ?包括了一?特殊的面向?象方法??不同于 Smalltalk ? C++ 。

面向?象的特性也被加入了????流行的?言： Ada 、 BASIC 、 Lisp 、 Fortran 、 Pascal 以及??。由于?些?言最初??有面向?象的??，故而???合常常??致兼容性和??性的??。?之相反的是，“?正的”面向?象?言却缺乏一些程序???以生存的特性。在?一大?境下，??新的?言成?了??之急。作?先行者， Eiffel 成功地解?了?些??，?成?了???受?迎的?言。

在?去的?年中， Java?言 成?了???用的?言，除了?? C 和 C++ ?法上的近似性。Java的可移植性是?的成功中不可磨?的一步，因??一特性，已吸引了?大的程序?群的投入。

在最近的?算机?言?展中，一些?支持面向?象程序??，又支持 面向?程程序?? 的?言?然浮出水面。??中的??者有 Python 、 Ruby 等等。

正如 面向?程程序?? 使得 ??化程序?? 的技?得以提升，?代的面向?象程序??方法使得? 設計模式 的用途、 契約式設計 和 建模語言 （如 UML ）技?也得到了一定提升。

物件導向編程語言 [ ?? ]

支持部分或?大部分面向?象特性的?言?可??基于?象的或面向?象的?言。 Simula (1967)被視?第一個具有物件導向特性的語言。早期，完全面向?象的?言主要包括 Smalltalk 等?言，目前??流行的?言中有 Java 、 C# 、 Eiffel 等。?着?件工?的?展，比?早的程序導向的?言在近些年的?展中也??吸收了?多物件導向的?念，比如 C → C++ ，C→ Objective-C ， BASIC → Visual Basic → Visual Basic .NET ， Pascal → Object Pascal ， Ada → Ada95 。「純粹」的物件導向語言, 因?所有的東西都是由物件所組成，例如： Eiffel , Emerald , [9] JADE , Obix , Ruby , Scala , Smalltalk , Self .

?本中的OOP [ ?? ]

近年來，面向?象的程序??越?越流行于 脚本?言 中。 Python 和 Ruby 是建立在OOP原理的脚本語言， Perl 和 PHP 亦分別在Perl 5和PHP 4時加入物件導向特性。

參見 [ ?? ]

參考文獻 [ ?? ]

  1. ^ Kindler, E.; Krivy, I. Object-Oriented Simulation of systems with sophisticated control. International Journal of General Systems: 313?343. 2011.  
  2. ^ Lewis, John; Loftus, William. Java Software Solutions Foundations of Programming Design 6th ed. Pearson Education Inc. 2008. ISBN  0-321-53205-8 .   , section 1.6 "Object-Oriented Programming"
  3. ^ Deborah J. Armstrong. The Quarks of Object-Oriented Development . A survey of nearly 40 years of computing literature which identified a number of fundamental concepts found in the large majority of definitions of OOP, in descending order of popularity: Inheritance, Object, Class, Encapsulation, Method, Message Passing, Polymorphism, and Abstraction.
  4. ^ John C. Mitchell , Concepts in programming languages , Cambridge University Press, 2003, ISBN 0-521-78098-5 , p.278. Lists: Dynamic dispatch, abstraction, subtype polymorphism, and inheritance.
  5. ^ Michael Lee Scott, Programming language pragmatics , Edition 2, Morgan Kaufmann, 2006, ISBN 0-12-633951-1 , p. 470. Lists encapsulation, inheritance, and dynamic dispatch.
  6. ^ Pierce, Benjamin. Types and Programming Languages . MIT Press. 2002. ISBN  0-262-16209-1 .   , section 18.1 "What is Object-Oriented Programming?" Lists: Dynamic dispatch, encapsulation or multi-methods (multiple dispatch), subtype polymorphism, inheritance or delegation, open recursion ("this"/"self")
  7. ^ Booch, Grady. Software Engineering with Ada . Addison Wesley. 1986: 220 [ 2016-03-06 ] . ISBN  978-0805306088 . （原始?容 存? 于2021-05-14）. Perhaps the greatest strength of an object-oriented approach to development is that it offers a mechanism that captures a model of the real world.  
  8. ^ ?浩强 ：《C++面向?象程序??》，??大?出版社，2006年1月第一版。 ISBN 978-7-302-12315-6
  9. ^ The Emerald Programming Language . 2011-02-26 [ 2016-03-06 ] . （原始?容 存? 于2021-04-21）.  

延伸閱讀 [ ?? ]

外部連結 [ ?? ]

?基?? 上的 Object-orientation??
維基學院 中的 Topic:Object-Oriented Programming 相關?究或學習資源： 面向?象程序??
維基?科書 中的相關電子?程： Object Oriented Programming
?算机科? 的主要?域
注：?模板大致遵循 ACM ??分?系? 。
?算机硬件
系?架? ??
??
?件??
?件符? 和 工具
?件??
?算理?
算法
?算??
信息系?
安全
人机交互
??性
人工智能
机器??
?算机?形?
?用?算
??
各地
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