摘自《UML+OOPC嵌入式C語(yǔ)言開發(fā)精講》

11.3? 對(duì)象與函數(shù)

11.3.1 ?函數(shù)的角色

經(jīng)濟(jì)諾貝爾獎(jiǎng)得主H.A.Simon（H.A.Simon，計(jì)算機(jī)人工智能之父）在其1962年的文章《The Architecture of Complexity》中說(shuō)道：“從小系統(tǒng)建造成龐大系統(tǒng)時(shí)，若有穩(wěn)定的中間模塊（Intermediate Module），則龐大的系統(tǒng)穩(wěn)定且發(fā)展快速。”在日常生活中，高樓大廈之所以能夠迅速建造起來(lái)，是因?yàn)槭褂昧舜罅款A(yù)制的中層模塊（如帷窗等）。這些中層模塊較平房常用的磚塊大一些。

在計(jì)算機(jī)軟件上，也適用同樣的觀念。程序的最小模塊是一個(gè)指令，如果一個(gè)程序含有10 000行指令，但未加分組或分類，這樣的程序?qū)⒑軓?fù)雜，難以駕馭。基于Simon的觀念，人們將程序分而治之（Devide and Conque），分為幾個(gè)中間模塊（Module），就是通稱的函數(shù)（Function）、程序（Procedure）、子程序（Subroutine）或段（Paragraph）。如圖11-2所示。

此時(shí)，軟件中的函數(shù)或子程序扮演著模塊的角色，使得人們能快速建造出龐大的軟件系統(tǒng)。函數(shù)如同磚塊，是建造一般房子的中層模塊。至于建造高樓大廈，則適宜采用更大的中層模塊。因此計(jì)算機(jī)軟件人員，必須將函數(shù)分門別類，并組成中上層的模塊——對(duì)象（Object）。

圖11-2

傳統(tǒng)程序直接由函數(shù)或子程序所組成，OOP軟件則將函數(shù)納入對(duì)象中，再由對(duì)象組成龐大程序。函數(shù)隸屬于對(duì)象，與對(duì)象中的數(shù)據(jù)密切聯(lián)系在一起。軟件的建造理念和高樓大廈的建造觀念是一致的。函數(shù)的角色為：

l? 從對(duì)象本身觀之，函數(shù)表達(dá)了對(duì)象的動(dòng)態(tài)行為。

l? 從整個(gè)系統(tǒng)觀之，函數(shù)是支持中層模塊（即對(duì)象）的支架。

在“淚眼問花花不語(yǔ)，亂紅飛過秋千去”的例子中，女主角的行為有“流淚”（Cry）及“問”（Ask），花的行為有“語(yǔ)”（Say）和“飛”（Fly），秋千的行為有“擺蕩”（Swing）。以對(duì)象來(lái)組織這些函數(shù)，如圖11-3所示。

圖11-3

Cry() 和Ask() 是“女主角”對(duì)象內(nèi)的函數(shù)，Say() 和Fly() 是“花”對(duì)象內(nèi)的函數(shù)，而Swing() 為“秋千”對(duì)象內(nèi)的函數(shù)。

11.3.2 ?對(duì)象與類

類是群體（或集合），而對(duì)象是類中的一份子。人們常用“是一個(gè)”（is a）來(lái)表達(dá)對(duì)象與類之間的關(guān)系。例如：

l? 月亮是一個(gè)星球。

l? 嫦娥是一位（個(gè)）美麗的神仙。

l? 畢加索是一個(gè)藝術(shù)家。

l? 畢加索是一個(gè)畫家。

l? 張大千是一個(gè)畫家。

l? 貝多芬是一個(gè)音樂家。

.....

所以“月球”是對(duì)象，屬于“星球”類的一份子。畢加索是對(duì)象，藝術(shù)家是類，同樣地，畫家也是類，其中畫家是藝術(shù)家群體中的小群體（部分集合）。畢加索和張大千同屬于“畫家”類，所以具有共同特點(diǎn)——精于美術(shù)繪畫。

11.3.3 ?類的用途：描述對(duì)象的共同特點(diǎn)

軟件中的對(duì)象為自然界對(duì)象的抽象表示，只表達(dá)了其重要特征與行為，而忽略了細(xì)節(jié)部分。至于哪些是重要特征和行為呢？程序中必須加以說(shuō)明。同類的對(duì)象具有共同的重要特征與行為，因此可由類統(tǒng)一說(shuō)明對(duì)象應(yīng)表達(dá)的那些特征和行為。也就是說(shuō)，類統(tǒng)一說(shuō)明了對(duì)象應(yīng)含哪些“數(shù)據(jù)”（Data）和哪些“函數(shù)”（Function）。例如：

??????? double a = 3.5 + 5;

??????? printf(a);

C語(yǔ)言已定義的double、int等數(shù)據(jù)類型，其變量含有+、-、*、/等基本運(yùn)算（行為），凡double的變量皆能做這些運(yùn)算。同理，如果我們創(chuàng)造了新的數(shù)據(jù)類型（即類）——花，且定義如下：

??????? CLASS(花)

??????? {

?????????? char name[10];

?????????? int color;

?????????? void fly();

?????????? void say();

??????? };

這就是花類的定義，它說(shuō)明了，

花類內(nèi)的對(duì)象（即“花”數(shù)據(jù)類型的變量）皆具兩項(xiàng)共同特征：name和color。

l? 花類的對(duì)象皆具兩項(xiàng)共同行為：fly()和say()。

同類的對(duì)象特征和行為是一致的，所以只須在類定義中統(tǒng)一說(shuō)明，不必對(duì)對(duì)象逐一說(shuō)明。定義好以后，就能借花類來(lái)聲明對(duì)象了，此時(shí)也可以將類視為數(shù)據(jù)類型，則花類的對(duì)象就是花數(shù)據(jù)類型的變量了。花類如圖11-4所示。

圖11-4

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總結(jié)

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