物件導向的概念：現代程式設計的基礎 - 第 01 部分

從製程程式設計到物件導向程式設計的演進

過程式設計：基礎（1950 年代-70 年代）

過程式程式設計是一種基本方法，透過依序將問題分解為更小的、獨立的流程或子程式來解決問題。

C 程式語言的早期迭代是過程式設計的例證。 示範此方法的基本 C 程序：

#include <stdio.h>

void calculateTotal() {
    int price1 = 10, price2 = 20, total;
    total = price1 + price2;
    printf("Total: %d\n", total);
}

int main() {
    calculateTotal();
    return 0;
}

雖然對於較小的專案有效，但隨著軟體複雜性的增加，過程式設計遇到了限制。 這些限制包括：

1. 冗餘程式碼：類似的邏輯在程式中經常重複。
2. 維護挑戰：修改通常需要在多個位置進行更改，增加了出錯的可能性。
3. 可擴充性瓶頸：難以適應更大、更複雜的軟體系統不斷增長的需求。
4. 現實世界建模缺陷：資料和操作仍然分離，阻礙了現實世界實體（例如「銀行帳戶」、「車輛」）的準確表示。

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朝向物件導向程式設計 (OOP) 的典範轉移

軟體不斷增加的複雜性暴露了過程式編程的缺點，促使物件導向程式設計（OOP）的出現。 OOP 透過對現實世界的實體進行建模並在稱為物件.

的單一單元內統一資料和行為，徹底改變了軟體開發

核心 OOP 概念

1.封裝？ ️

封裝將資料（屬性）和操作該資料的方法（函數）合併到一個單元中，通常是一個類別。這種捆綁可以促進資料安全性和模組化。

存取說明符（如私人和公用）控制資料存取：

• 私有變數：限制外部存取敏感資料。
• 公共方法：提供與私有資料互動和修改私有資料的受控方法。

封裝的重要性：

• 資料保護：私人存取說明符可防止直接、不受控制的資料修改。
• 模組化：內部變更不會影響與物件互動的外部程式碼。

範例：

電視遙控器完美地說明了封裝。 按鈕提供公共方法，而每個按鈕功能的內部工作原理保持隱藏（私有）。

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2.抽象？

隨著系統複雜性的增加，抽象變得至關重要。 抽象透過隱藏複雜的細節、僅暴露基本特徵來簡化介面。 這降低了使用者和互動物件的複雜性。

範例：

駕駛汽車體現了抽象。 駕駛者無需了解引擎或變速箱的內部機械原理即可使用方向盤、油門、煞車和齒輪。 這些細節被抽象化了。

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在 OOP 中實作抽象

抽象類別：

抽象類別定義通用行為，但允許子類別提供特定的實作。 例如，一個 Shape 類別可能有一個抽象 calculateArea() 方法；然後像 Circle 和 Rectangle 這樣的子類別將提供它們自己的面積計算。

介面：

介面確保類別實作特定行為，而無需指定實作細節。 IPlayable 介面可能需要 play() 和 pause() 方法。 然後像 AudioPlayer 和 VideoPlayer 這樣的類別將單獨實作這些方法。

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程式碼範例（說明性）

#include <stdio.h>

void calculateTotal() {
    int price1 = 10, price2 = 20, total;
    total = price1 + price2;
    printf("Total: %d\n", total);
}

int main() {
    calculateTotal();
    return 0;
}

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結論？

從流程程式設計到物件導向程式設計的轉變引入了強大的概念，例如封裝和抽象，從而產生了更易於管理、可擴展和模組化的軟體。 透過專注於反映現實世界實體的對象，OOP 使程式碼變得更簡潔、更易於維護。 採用 OOP 可以帶來更有效率、更優雅的軟體設計。 ✨

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