结构化程序设计和面向对象程序设计的主要特征各是什么?

结构化程序设计和面向对象程序设计的主要特征各是什么?,第1张

结构化程序设计(structured programming)是进行以模块功能和处理过程设计为主的详细设计的基本原则。其概念最早由E.W.Dijikstra在1965年提出的。是软件发展的一个重要的里程碑,它的主要观点是采用自顶向下、逐步求精的程序设计方法;使用三种基本控制结构构造程序,任何程序都可由顺序、选择、重复三种基本控制结构构造 。

详细描述处理过程常用三种工具:图形、表格和语言。

图形:程序流程图、N-S图、PAD图

表格:判定表

语言:过程设计语言(PDL)

结构化程序设计的概念是尼克劳斯�6�1沃思Niklaus Wirth在60年代末提出的,其实质是控制编程中的复杂性。结构化程序设计曾被称为软件发展中的第三个里程碑。该方法的要点是:

(1) 没有GOTO语句;//在有资料里面说可以裂誉用,但要谨慎严格控制GOTO语句,仅在下列情形才可使用:

·用一个非结构化的程序设计语言去实现一个结构化的构造。

·在某种可以改善而不是损害程序可读性的情况下。

(2) 一个入口,一个出口;

(3) 自顶向下、逐步求精的分解;

(4) 主程序员组。

其中(1)、(2)是解决程序结构规范化问题;(3)是解决将大划小,将难化简的求解方法问题;(4)是解决软件开发的人员组织结构问题。 所谓面向对象的程序设计,就是把面向对象的思想应用到软件工程中,并指导开发维护软件。

对象是由数据和容许的 *** 作组成的封装体,所谓面向对象,就是基于对象的概念,以对象为中心,类和继承为构造机制,认识了解刻画客观肆局段世界以及开发出相应的软件系统。

面向对象的程序设计(OOP)并不是刚刚提出来的,主要是由于C++和Java这类语言的传播,OOP最近才显得越来越重要了。为什么面向对象的设计如此流行呢?从理论上讲,用面向对象的语言可以处理任何其他计算机语言所能完成的事情。然而当建立基于智能体的模型时,OOP对于开始的程序员和后来的程序读者都表现出了很大的优势。

面向对象的程序设计特点

1.编程模型

所有计算机均由两种元素组成:代码和数据.精确的说,有些程序是围绕着"什么正在发生"而编写,有些则是围绕"谁正在受影响"而编写的.

第一种编程方式叫做"面向过程的模型",按这种模型编写的程序以一系列的线性步骤(代码)为特征,可被理解为作用于数据的代码.如 C 等过程化语言.

第二种编程方式叫做"面向对象的模型",按这种模型编写的程序围绕着程序的数据(对象)和针对该对象而严格定义的接口来组织程序,它的特点是数据控制代码的访问.通过把控制权转移到数据上,面腊兄向对象的模型在组织方式上有:抽象,封装,继承和多态的好处.

2.抽象

面向对象程序设计的基本要素是抽象,程序员通过抽象来管理复杂性.

管理抽象的有效方法是使用层次式的分类特性,这种方法允许用户根据物理含义分解一个复杂的系统,把它划分成更容易管理的块.例如,一个计算机系统是一个独立的对象.而在计算机系统内部由几个子系统组成:显示器,键盘,硬盘驱动器,DVD-ROM,软盘,音响等,这些子系统每个又由专门的部件组成.关键是需要使用层次抽象来管理计算机系统(或其他任何复杂系统)的复杂性.

面向对象程序设计的本质:这些抽象的对象可以被看作具体的实体,这些实体对用来告诉我们作什么的消息进行响应.

/* (我的理解)

*计算机是一个实体,我要输入字符,显示器显示出来,那么

*计算机(对象).输入(键盘属性).显示(显示方法)

*使用分层来引用, *** 作.而不用管计算机内部如何处理.

*只要有计算机对象,它就能响应我的 *** 作,而我敲键盘,

*计算机对象就把这个消息传给屏幕,屏幕显示.

*/

计算机对象包含了它所有的属性,以及 *** 作,这就是面向对象程序设计的三大原则之一:封装.

3.封装

封装是一种把代码和代码所 *** 作的数据捆绑在一起,使这两者不受外界干扰和误用的机制.封装可被理解为一种用做保护的包装器,以防止代码和数据被包装器外部所定义的其他代码任意访问.对包装器内部代码与数据的访问通过一个明确定义的接口来控制.封装代码的好处是每个人都知道怎样访问代码,进而无需考虑实现细节就能直接使用它,同时不用担心不可预料的副作用.

在JAVA中,最基本的封装单元是类,一个类定义着将由一组对象所共享的行为(数据和代码).一个类的每个对象均包含它所定义的结构与行为,这些对象就好象是一个模子铸造出来的.所以对象也叫做类的实例.

在定义一个类时,需要指定构成该类的代码与数据.特别是,类所定义的对象叫做成员变量或实例变量. *** 作数据的代码叫做成员方法.方法定义怎样使用成员变量,这意味着类的行为和接口要由 *** 作实例数据的方法来定义.

由于类的用途是封装复杂性,所以类的内部有隐藏实现复杂性的机制.所以JAVA中提供了私有和公有的访问模式,类的公有接口代表外部的用户应该知道或可以知道的每件东西.私有的方法数据只能通过该类的成员代码来访问.这就可以确保不会发生不希望的事情.

4.继承

继承是指一个对象从另一个对象中获得属性的过程.是面向对象程序设计的三大原则之二,它支持按层次分类的概念.例如,波斯猫是猫的一种,猫又是哺乳动物的一种,哺乳动物又是动物的一种.如果不使用层次的概念,每个对象需要明确定义各自的全部特征.通过层次分类方式,一个对象只需要在它的类中定义是它成为唯一的 各个属性,然后从父类中继承它的通用属性.因此,正是由于继承机制,才使得一个对象可以成为一个通用类的一个特定实例.一个深度继承的子类将继承它在类层次中的每个祖先的所有属性.

继承与封装可以互相作用.如果一个给定的类封装了某些属性,它的任何子类将会含有同样得属性,另加各个子类所有得属性.这是面向对象程序在复杂性上呈线性而非几何增长的一个重要概念.新的子类继承其所有祖先的所有属性.子类和系统中的其他代码不会产生无法预料的交互作用.

5.多态

多态是指一个方法只能有一个名称,但可以有许多形态,也就是程序中可以定义多个同名的方法,用"一个接口,多个方法"来描述.可以通过方法的参数和类型引用.

6.封装,继承,多态的组合使用

在由封装,继承,多态所组成的环境中,程序员可以编写出比面向过程模型更健壮,更具扩展性的程序.经过仔细设计的类层次结构是重用代码的基础.封装能让程序员不必修改公有接口的代码即可实现程序的移植.多态能使程序员开发出简洁,易懂,易修改的代码.例如:汽车

从继承的角度看,驾驶员都依靠继承性来驾驶不同类型(子类)的汽车,无论这辆车是轿车还是卡车,是奔驰牌还是菲亚特牌,驾驶员都能找到方向盘,手刹,换档器.经过一段时间驾驶后,都能知道手动档与自动档之间的差别,因为他们实际上都知道这两者的共同超类:传动装置.

从封装的角度看,驾驶员总是看到封装好的特性.刹车隐藏了许多复杂性,其外观如此简单,用脚就能 *** 作它.发动机,手刹,轮胎大小的实现对与刹车类的定义没有影响.

从多态的角度看,刹车系统有正锁反锁之分,驾驶员只用脚踩刹车停车,同样的接口可以用来控制若干种不同的实现(正锁或反锁).

这样各个独立的构件才被转换为汽车这个对象的.同样,通过使用面向对象的设计原则,程序员可以把一个复杂程序的各个构件组合在一起,形成一个一致,健壮,可维护的程序

c语言是面向伍陵锋过程语言。

面向过程就是分析出解决问题所需要的步骤,然后用函数把腔晌这些步骤一步一步实现,使用的时候一个一个依次调用就可以了。

面向对象是把构成问题事务分解成各个对象,建立对象的目的不是为了完成一个步骤,而是为了描叙某个事物在整个解决问题的步骤中的行为。

可以明显地看出,面向对象是以功能来划分问题,而不是步骤。同样是绘制棋局,这样的行为在面向过程的设计中分散在了总多步骤中,很可能出现不同的绘制版本,因为通常设计人员会考虑到实际情况进行各种各样的简化。

C语言是一种面向过程的编程语言,而C++却是一种面向对象的编程语言。在C++程序里,数据和对数据的处理都被封装在了一个对象里。

在面向对象的世界里,用类一个个的构造出对象来,在主程序里调用的是一个个对象的行为。

(1)对象是人们要进行研究的任何事物,从最简单的整数到复杂的汪慧飞机,以及人等均可看作对象,它不仅能表示具体的事物,还能表示抽象的规则、计划或事件。

(2)对象的状态和行为。

对象具有状态,一个对象用数据值来描述它的状态。

对象还有 *** 作,用于改变对象的状态,对象及其 *** 作就是对象的行为。

对象实现了数据和 *** 作的结合,使数据和 *** 作封装于对象的统一体中

(3)类。

具有相同特性(数据元素)和行为(功能)的对象的抽象就是类。

类具有属性,它是对象的状态的抽象,用数据结构来描述类的属性。

类具有 *** 作,它是对象的行为的抽象,用 *** 作名和实现该 *** 作的方法来描述。因此,对象的抽象是类,类的具体化就是对象,也可以说类的实例是对象,类实际上就是一种数据类型。


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