面向对象的概念：现代编程的基础 - 第 01 部分

从过程编程到面向对象编程的演变

过程式编程：基础（1950 年代-70 年代）

过程式编程是一种基本方法，通过按顺序将问题分解为更小的、独立的过程或子例程来解决问题。

C 编程语言的早期迭代是过程式编程的例证。 演示此方法的基本 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;
}

虽然对于较小的项目有效，但随着软件复杂性的增加，过程式编程遇到了限制。 这些限制包括：

1. 冗余代码：类似的逻辑在程序中经常重复。
2. 维护挑战：修改通常需要在多个位置进行更改，增加了出错的可能性。
3. 可扩展性瓶颈：难以适应更大、更复杂的软件系统不断增长的需求。
4. 现实世界建模缺陷：数据和操作仍然分离，阻碍了现实世界实体（例如“银行账户”、“车辆”）的准确表示。

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向面向对象编程 (OOP) 的范式转变

软件不断增加的复杂性暴露了过程式编程的缺点，促使面向对象编程（OOP）的出现。 OOP 通过对现实世界的实体进行建模并在称为对象.

的单个单元内统一数据和行为，彻底改变了软件开发

核心 OOP 概念

1.封装？️

封装将数据（属性）和操作该数据的方法（函数）合并到一个单元中，通常是一个类。这种捆绑可以促进数据安全性和模块化。

访问说明符（如私有和公共）控制数据访问：

• 私有变量：限制外部访问敏感数据。
• 公共方法：提供与私有数据交互和修改私有数据的受控方法。

封装的重要性：

• 数据保护：私有访问说明符可防止直接、不受控制的数据修改。
• 模块化：内部更改不会影响与对象交互的外部代码。

示例：

电视遥控器完美地说明了封装。 按钮提供公共方法，而每个按钮功能的内部工作原理保持隐藏（私有）。

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2.抽象？

随着系统复杂性的增加，抽象变得至关重要。 抽象通过隐藏复杂的细节、仅暴露基本特征来简化界面。 这降低了用户和交互对象的复杂性。

示例：

驾驶汽车体现了抽象。 驾驶员无需了解发动机或变速箱的内部机械原理即可使用方向盘、油门、制动器和齿轮。 这些细节被抽象掉了。

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在 OOP 中实现抽象

抽象类：

抽象类定义通用行为，但允许子类提供特定的实现。 例如，一个 Shape 类可能有一个抽象 calculateArea() 方法；然后像 Circle 和 Rectangle 这样的子类将提供它们自己的面积计算。

接口：

接口确保类实现特定行为，而无需指定实现细节。 IPlayable 接口可能需要 play() 和 pause() 方法。 然后像 AudioPlayer 和 VideoPlayer 这样的类将单独实现这些方法。

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代码示例（说明性）

#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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结论？

从过程编程到面向对象编程的转变引入了强大的概念，例如封装和抽象，从而产生了更易于管理、可扩展和模块化的软件。 通过关注反映现实世界实体的对象，OOP 使代码变得更简洁、更易于维护。 采用 OOP 可以带来更高效、更优雅的软件设计。 ✨

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