面向对象技术概要 北京理工大学教授 陈幼松 1993-08-27 今后系统要处理的数据，规模将越来越大，越来越复杂，而且系统还必须适应业务上的动态变化，经常进行修改。这些都是现有的面向过程技术难以胜任的，而要求必须使用面向对象技术。从软件开发的观点看，可以说90年代是面向对象技术的时代，它将导致软件技术的革命。 面向对象技术的发展 60年代人们便提出了面向对象的概念，但几年前面向对象还只和程序设计语言有关，直到最近五、六年才开始真正的研究开发。从操作系统、数据库、用户界面，直到专家系统等所有同软件有关的领域，都有面向对象的产品面世。其中较著名的有1988年美国HP发表的面向对象的操作环境NewWave和美NEXT发表的装有面向对象环境的工作站。后来Apple推出的操作系统System7以及Microsoft新近推出的Windows/NT，也部分采用了面向对象技术。人们期待最大的，还要数1991年IBM和Apple合资成立的Taligent公司正在开发的下一代操作系统“Pink”(开发中暂用代号)，它将从头到尾，都采用面向对象技术。 面向对象的基本概念 所谓面向对象就是指着眼于对象的一种方法，也就是把现实世界模型化。它认为现实世界由许多事物、对象构成，而事物之间系通过互相发出信报(消息)来进行处理的。因此，面向对象技术就是不以控制为中心，而是以事物(对象)的行为为中心，来考虑计算机上的处理体系。 这里的事物不仅包括人、器具等物理实体，还包括“销售表”、“库存表”这类逻辑事物。世界上存在的一切事物，都有其“本身”、“本身能做什么”、“本身能得到什么”这样的意义和功能。把事物的形象(数据)同其功能和意义(过程)一体化，作为处理的基本单位，便是面向对象。 所以在面向对象时，只要给出“执行它”这样的信报，便可完成处理。 以前采用的非面向对象的方法，正好与之相反，系把数据和过程截然分开。因此，即使规定了数据的详细构造，如果未记述一个一个的处理过程，那么什么处理也不能进行。就像事事依赖别人时一样，首先要调查数据，然后进行统计，最后才能指示做什么。而面向对象与之不同，只要给出“想做什么”的信报，便能完成处理。因为对方已经知道工作的内容。 面对对象的四种基本技术 如前文所述,面向对象的基本思想是,通过对象之间交换信报而进行处理。为此，需要采用以下四种基本技术。 封装化 它把数据和过程一体化，制成软件的部件。它是面向对象中基本又基本的方法，所以非常重要。正像在制造硬件时，用不着从设计LSI开始，而只要采用现成的芯片就可以一样，通过封装化，生成软件时也可以使用现成部件。 类/实例 分别表示对象的概念(框架)和实体。如果用以前的程序设计作比方，它相当于变量的类型(文字型、整型等)和变量的值。这对于面向对象的程序设计语言特别重要。因为属于同一类的对象，基本上具有同样方法，因此不必逐个定义其方法，这样就能高效率地生成各类对象。 类、继承 通过它使得上位类定义的内容，下位类可以照样使用。就是说生成新类时，可以只定义同已定义类的不同之处。这就使“差分程序设计”成为可能。当然，在整理对象间的层次关系时，类、继承也是有用的。 信报传递 它是用以指示对象做什么的唯一手段，是和封装化相配对使用的方法。除它之外，其它方法都不能对对象进行访问，是防止对象被错误使用的有效方法，因而可以大大提高可靠性。它同所谓的子程序调用类似但又有所不同，子程序调用要移交对程序的控制，而信报传递仅仅传送信息，这便是它们的差别之处。 面向对象同面向过程的比较 面向对象同目前使用的面向过程技术，在许多方面都不一亲。前者依赖信报传递，后者依赖过程的控制；前者使用实例、类，后者使用数据、数据类型；前者有继承功能，后者则没有；前者由系统决定处理的步骤，后者则由程序员决定处理的步骤。 今以了解各仓库的库存量为例，说明这二者的不同。假定有A、B、C三个仓库，为了了解各仓库的库存，要求编个程序。面向过程时当然要把控制流作为重点，程序员必须详细了解各仓库的管理制度，然后一一编写出了解A、B、C各仓库的库存的情况，确定调拔计划。使用面向对象技术时，只要生成管理各仓库库存的对象，向这一名为“商品管理”的对象，发出“如果库存不足请告知”的信报，系统便会安排处理。这时程序员用不着了解各仓库是如何进行管理的，因为对象自己知道怎么做。就像各仓库负责人用电话互通消息，便可调剂余缺一样，用不着了解对方内部是如何进行管理的。