其实这个观点对我们来说并不完全陌生。通过第 2 章介绍的数据类型的概念,我们已经 意识到:特定的数据值与能对该数据执行的操作是密切关联的。对于数值型数据,合法的操 作不外乎加减乘除之类;对于字符串数据,合法的操作不外乎查找串中字符或子串、改变字 母大小写之类。脱离数据的类型来考虑操作是没有意义的,例如在 Python 中单独的一个操作 符“+”的意义是不确定的,因为数值、字符串和列表类型的数据都能施加意义不同的“+” 操作。即使是对同为数值型的整数和浮点数数据,除法操作“/”也有不同的含义。

    除了语言本身提供的基本数据类型,对于复杂数据类型同样可以说明数据与操作的密切 关联。例如,圆形是一种复杂的数据类型,对圆形可以施加求面积、移动位置等操作;而对 于一个由姓名、年龄、考试成绩等多个简单数据项组合而成的学生数据,可以施加查询姓名、 计算平均绩点等操作,绝不会提出计算学生面积的要求。

    图 7.2 对象是数据和操作的结合体 可以将对象视为广义的“数据”,因为对象里确实存储着数据。但与传统数据不同的是,对象自己掌控对自己存储的数据的处理方法,而不是由外部来决定如何处理。外部如果想对 某个对象存储的数据进行操作,只能向对象发送一个表示操作请求的消息(message),然后由对象来响应这个请求,执行被特定的操作,并将结果告知请求者。显然,对象并不是对什 么消息都能做出响应,对象能够响应的消息由该对象能够执行的操作决定。对象将它能响应 的消息对外公布,就像一个服务机构对外公布服务项目,这些消息(可执行的操作)构成了 对象与外部进行交互的界面(interface,也称接口),外部只能通过这个界面与对象打交道。 基于对象概念来分析问题和设计解法,这就是 面向对象编程 ( object-orientation programming,简称 OOP)。通过 OOP 所得到的程序是一个由很多对象组成的系统,可以向 对象发送消息来实现对数据的处理,全体对象通过相互协作来完成程序的数据处理功能。而 传统的面向过程编程,得到的程序是一组对数据进行操作的过程,通过按顺序执行这些过程来实现程序功能。 面向对象是强大的分析问题、解决问题的思维工具,因为“对象”这个概念可以用来抽象、描述现实世界的几乎一切事物,例如人、电视机、汽车等等。可以说,世界是由各种对 象组成的,每个对象都具有一些数据特性和一些操作行为,了解了对象的数据特性和操作行 为就认识了对象。作为例子,我们来看“人”为什么可视为“对象”:第一,每个人都具有自 己的数据,如姓名、出生日期、身高、体重等;第二,每个人对他的数据都有自己的操作方 法,例如通过计算当前日期与出生日期的差值来得到年龄、通过公式“标准体重 =(身高- 100)× 0.9)”来判断自己是否超重等。而且每个人都能响应外部发来的消息(如询问年龄 的消息),也就是执行相应的数据操作。再看一个例子,“电视机”也可视为“对象”:第一, 每台电视机都具有自己的数据,如型号、尺寸、频道数目等;第二,每台电视机都有自己的 数据操作,例如开机、关机、调频道、调音量等。而且电视机能够响应外部发来的消息并执 行相应的操作,如按下遥控器上的某个按键就能让电视机执行执行调频道的操作。图 7.3 中 给出了两个“人”对象和一个“电视机”对象的示意图。

    7.1.2 面向对象观点 - 图3

    图 7.3 两个“人”对象和一个“电视机”对象

    综上所述,我们将数据和对数据的操作融为一体,形成具有静态信息和动态行为的对象。 以面向对象的观点去描述现实世界,就是要将现实世界刻画成由各种对象组成,并且各对象之间进行交互、协作的系统。