面向对象理论(3)-Encapsulation

面向对象初步
面向对象初步 我们开始讲述和程序设计相关的面向对象理论，主要涉及到消息，封装，继承，多态等内容。

消息
其实我并不喜欢消息这个概念，因为当时我学习面向对象导论的时候，已经有过Windows编程的经验了，而面向对象的消息和Windows的消息机制并无关系。
因为面向对象强调对象的行为和对象之间的相互作用，而这种行为是以消息体现出来的。当某一个对象收到消息的时候，则对象对此做出反应。而实际体现到具体的语言上，则往往是以方法的调用来体现这一概念的。 

obj.function();

我们给对象obj发送某消息，就是用调用对象obj的方法来表明这一概念的。如果有Objective-C的基础，那么理解这个概念将更加容易。
【1】一般有C语言基础的人，更习惯于称方法为函数，这里我统一称其为方法，是因为我觉得方法更多地带有行为的意味，而函数(似乎)更多地强调了数学上多输入，单输出的数学函数的概念。

面向对象的几个重要概念
封装(Encapsulation)，继承(Inheritance)，多态(Polymorphism)是面向对象三个重要的特性。
除此以外，还有许多重要的概念，比如说数据的封装和隐藏，方法的重写，等等。在后面我们将一一进行讲解。

封装(encapsulation)
封装，就是将数据和数据的操作进行封装，这涵盖了数据的封装，数据的隐藏，对象的抽象和描述，封装方法对数据进行操作，等等。
数据的封装
我们依然以Point为例。如果说一个Point的实例就表示了在笛卡尔二维坐标系上的一个点。那么我们说，我们用Point对象刻画了坐标系上的点。而 一个Point对象封装了两个int数据，很显然，二维平面上点，用一个横坐标和一个纵坐标就能唯一确定了。所以我们的代码是这样的。

class Point
{     
    int x;
    int y;
}

类Point封装了两个整型的数据，x和y。 数据的封装，是刻画对象的最基本的一种方式，它反映了has-a的关系。 我们说，对象Point有一个x(横坐标)，也有一个y(纵坐标)。Point对象，和x，y对象就构成了has-a的关系。 据此，我们也可以刻画Rect对象了。

class Rect {
    Point p1;    //Top-left point;
    Point p2;    //Bottom-right point
}

于是，我们有了一个Rect类，它用两个顶点描述了这个矩形。

数据的隐藏(Data Hiding)
【2】通常，Data Hiding被翻译为信息隐藏，而不是数据隐藏。但是我习惯于使用数据隐藏这个词汇。
在讲述数据隐藏之前，我们要先讲述为什么要实现数据隐藏。如果，我们把Point限制为表达屏幕上一点的坐标，那么有如下的规则：
( x >= 0, y >= 0, x <= ScreenWidth, y <= ScreenHeight)
但是，如果数据没有被隐藏，那么下面的代码可能就是一种尴尬。 Point p; p.x = -15; p.y = -30; 显然，这是一个无效的点坐标。我们无法在这个点上进行操作。比如说取得该点的象素值。所以，我们决定不给程序员这样的自由，而把数据封装起来。

class Point {
    private int x;
    private int y;
}

Point p; 
p.x = 5;    //Error, Compile error.

好了，程序员不可以胡作非为了，但是程序员也访问不到它了。
对数据的操作封装

class Point{
    private int x = 0;
    private int y = 0;
    public void setX(int x) {
        if (x >= 0 && x <= ScreenWidth){                    
            this.x = x;
        }     
    }
}

这里，我们给出了方法setX()，它实现了对隐藏的数据的操作，并判断了输入的合法性。那么这就完整地实现了对数据的封装和隐藏。

我们真正要隐藏什么？
例子显示，数据的封装和隐藏，在对数据的操作上，具有防火墙功效，然而这只是最简单的一个方面，究竟我们在隐藏什么呢？实际上数据的封装和隐藏实现了对对象操作复杂性的封装和隐藏。 就 像驾驶汽车一样，在汽车内有着数不清的零部件和子系统，它们都是对象(我是说，它们都可以被看作是对象)，他们都很复杂，而驾驶员只要看仪表，操纵方向盘和离合器什么的，就可以去兜风了。而根本不用去直接操作发动机本身，或者是变速箱什么的。而且，甚至不知道发动机都做了哪些事情，这种复杂性被操纵方向盘等方法给隐藏掉了。

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我们在适当的地方，对前面谈过的内容进行一下总结。

目前为止，我们讲到了数据封装，数据封装是非常容易理解的，就像我们常常看到的一些Java代码，每一个类里面都会有好几个private的成员，相应地，它们还有一些public的set和get方法，此外，还有许多的public方法，它们会去操作那些数据成员。这个就是我们所能看到最基本的封装了(当然了，这其中有很多并不明智的做法)。但是，这仅仅是一个开始，我们暂时还没有苛求一个方法更多的细节。

至少，我们现在，可以考虑的问题，就是给一个对象有【1】哪些成员，添加哪些方法。

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【1】本来，我在这里用到“聚合”一词，但是现在只用“有”一个字。我们还是要好好考量“聚合”、“组合”这两个词语的。... ...<待>

一言以蔽之，聚合和组合，不要从代码形式上去判别，而是从语义上进行分析。