面向对象（Object-Oriented）

一、哲学层：世界观与本体论

面向对象不仅是一种编程方法，更是一种认识世界与管理复杂性的思想。它的核心世界观是：“一切皆对象”。

1. 世界的对象化视角

现实世界由无数“事物”构成，每个事物既有状态（数据），也有行为（方法）。当我们用程序描述世界时，就是在为这些事物建立数字化的“投影”：

class Person {    Date birthday;    int getAge();}

对象是数据与行为的统一体。类是对象的蓝图，是对世界中“共性”的抽象。通过封装接口，隐藏内部变化，实现模块化与解耦。

2. 抽象的本质

抽象不是“省略细节”，而是“聚焦本质”。在复杂系统中，抽象的目标是——隔离变化、控制复杂性、表达语义。

只暴露稳定的接口，让内部变化不影响外部世界。—— 这正是“封装”思想的哲学根基。

二、技术层：OOP的结构与机制

1. 三大特性

（1）封装（Encapsulation）

将数据与操作打包成一个最小可维护单元，屏蔽内部实现。

作用：

• 降低模块间耦合度
• 隐藏实现细节
• 降低变更影响范围
• 提高可维护性与安全性

class Account {    private double balance;    public void deposit(double amount) { ... }    public void withdraw(double amount) { ... }}

（2）继承（Inheritance）

子类继承父类的属性与行为，形成 IS-A 关系。

继承带来复用与抽象，但也可能引发脆弱性。继承应当体现语义上的一致性，而非仅仅为了代码复用。

Animal dog = new Dog();  // 向上转型

✅ 用继承表达概念层次⚠️ 用组合表达行为复用

（3）多态（Polymorphism）

同一接口，不同实现。

• **编译时多态**：方法重载
• **运行时多态**：方法重写 + 动态绑定

多态使得上层依赖抽象，而非具体实现，从而实现扩展而不修改（Open-Closed Principle）。

2. 组合 vs 继承

继承表达“是一种”（is-a），组合表达“拥有一种”（has-a）。在现代设计原则中，组合往往比继承更灵活、更安全：

“优先使用组合，而不是继承。”

class Car {    Engine engine;    void run() { engine.start(); }}

3. 类与协作

类是对象的定义，而对象之间的协作构成系统行为。

确定类的原则

• 找出需求中的名词 → 候选类

• 分析其**状态**与**行为**

  • 有状态有行为 → 概念类
  • 有状态无行为 → 数据类
  • 无状态有行为 → 工具类
  • 无状态无行为 → 可舍弃

三、技术层延伸：UML 类图关系

示例：

classDiagram    Company *-- Department    Computer o-- Mouse    School "1" -- "n" Student    Vehicle ..> MoveBehavior

四、实践层：面向对象分析与设计（OOA/OOD）

1. 面向对象分析（OOA）

目标：从需求到模型，回答“系统要做什么”。

层次结构

• **对象层**：识别问题域中的关键对象
• **特征层**：定义属性与操作
• **关系层**：描述对象间关联（继承、依赖、聚合）

流程

1. 从用例（Use Case）出发，分析需求
2. 识别领域对象与类
3. 定义属性、行为与约束
4. 建立关系与包结构
5. 通过顺序图、状态图描述动态行为
6. 不断原型验证与迭代

2. 面向对象设计（OOD）

目标：从模型到实现，回答“系统应如何实现”。

主要关注：

• 模块划分与接口设计
• 抽象层次的组织
• 可复用结构（框架、组件）
• 持久化与性能优化

子系统划分

• **人机交互层**：强调易用性与容错性
• **控制层**：协调流程逻辑
• **数据管理层**：管理持久化与一致性

面向对象设计的核心任务，是在抽象与实现之间架起桥梁。

3. 面向对象编程（OOP）

当分析与设计模型落实到编程语言中，就形成了 OOP 实践。

程序设计范型演进

OOP语言的好坏标准：

• 支持类与对象的抽象表达
• 支持继承、组合、多态
• 支持消息传递与封装

五、进化层：设计原则与模式

1. 面向对象设计原则

这些原则共同构成了 面向变化设计的哲学基础。

2. DCI 架构思想

DCI：Data（数据） + Context（上下文） + Interaction（交互）

• **Data**：对象的状态与属性
• **Context**：对象在场景中的角色
• **Interaction**：对象之间的行为协作

DCI 强调从“行为视角”理解对象，使系统更贴近人类的思维方式（故事化建模）。

六、总结：从对象到系统的思维闭环

面向对象的精髓，不仅在于“代码的组织”，更在于“思维的组织”。它让我们以对象的视角理解世界、抽象系统、驾驭复杂。