C++-怎样写程序(面向对象)

　　使用编程语言写好程序是有技巧的。

　　主要编程技术：

　　1.　编程风格

　　2.　算法

　　3.　数据结构

　　4.　设计模式

　　5.　开发方法

　　编程风格指的是编程的细节，比如变量名的选择方法、函数的写法等。

　　算法是解决问题的方法。现实中各种算法都已经广为人知了，所以编程时的算法也就是对这些技巧的具体应用。有很多算法，如果单靠自己去想是很难想出来的。比方说数组的排序就有很多的算法，如果我们对这些算法根本就不了解，那么要想做出高速排序程序会很困难。算法和特定的数据结构关系很大。

　　所以有一位计算机先驱曾经说过：“程序就是算法加数据结构。”

　　设计模式是指设计软件时，根据以前的设计经验对设计方法进行分类。算法和数据结构从 广义上来说也是设计模式的一种分类。有名的分类（设计模式）有23种（《《设计模式：可复用面向对象软件的基础》》）。

　　开发方法是指开发程序时的设计方法，指包括项目管理在内的整个程序开发工程。小的软件项目可能不是很明显，在大的软件项目中，随着开发人员的增加，整个软件工程的开发方法 就很重要。

　　面向对象的编程方法

　　下面，我们来看看Ruby的基本原理——面向对象的设计方法。面向对象的设计方法是20世纪60年代后期，在诞生于瑞典的Simula编程语言中最早开始使用的。Simula作为一种模拟语言，对于模拟的物体，引入了对象这种概念。比如说对于交通系统的模拟，车和信号就变成了对象。一辆辆车和一个个信号就是一个个对象，而用来 定义这些车和信号的，就是类。

　　如今，面向对象的设计思想已经相当重要且深入人心了，以后它的地位和重要性也应该不会降低。所以在学习编程语言时，对面向对象设计思想的理解就非常重要。

　　但是，很多程序员觉得面向对象的设计思想很难，不容易理解，那么它的难点在何处?

　　面向对象的难点

　　面向对象的难点在于，虽然有关于面向对象的说明和例子，但是面向对象具体的实现方法却不是很明确。

　　面向对象这个词本身是很抽象的，越抽象的东西，人们就越难理解。并且对于面向对象这个概念，如果没有严密的定义，不同的人就会有不同的理解。

　　我认为面向对象编程语言中最重要的技术是“多态性”。我们就先从多态性说起吧。

　　多态性

　　多态性，英文是polymorphism，其中词头poly-表示复数，morph表示形态，加上词尾-ism，就是复数形态的意思，我们称它为多态性。

　　换个说法，多态就是可以把不同种类的东西当做相同的东西来处理。

　　只从字面上分析不容易理解，举例说明一下。

　　看看图2-1所示的3个箱子。每个箱子都有不同的盖子。一个是一般的盖子，一个是带锁的盖子，一个是带有彩带的盖子。因为箱子本身非常昂贵，所以每个箱子都有专人管理，如果要从箱子里取东西，要由管理人员去做。

　　

　　操作对象是三个箱子，分别是盖着盖子的箱子、加了锁的箱子、系了彩带的箱子

　　打开3个箱子的方法都不同，但如果发出同样的打开箱子的命令，3个人会用自己的方法来打开自己的箱子。因此，3个箱子虽然各有不同，但它们同样“都是箱子，可以打开盖子”。这就是多态性的本质。

　　在编程中，“打开箱子”的命令，我们称之为消息；而打开不同箱子的具体操作，我们称之为方法。

　　在C++中，当类之间存在层次结构，并且类之间是通过继承关联时，就会用到多态。

　　下面的实例中，基类 Shape 被派生为两个类，如下所示：

#include <iostream> 
using namespace std;
 
class Shape {
   protected:
      int width, height;
   public:
      Shape( int a=0, int b=0)
      {
         width = a;
         height = b;
      }
      int area()
      {
         cout << "Parent class area :" <<endl;
         return 0;
      }
};
class Rectangle: public Shape{
   public:
      Rectangle( int a=0, int b=0):Shape(a, b) { }
      int area ()
      { 
         cout << "Rectangle class area :" <<endl;
         return (width * height); 
      }
};
class Triangle: public Shape{
   public:
      Triangle( int a=0, int b=0):Shape(a, b) { }
      int area ()
      { 
         cout << "Triangle class area :" <<endl;
         return (width * height / 2); 
      }
};
// 程序的主函数
int main( )
{
   Shape *shape;
   Rectangle rec(10,7);
   Triangle  tri(10,5);
 
   // 存储矩形的地址
   shape = &rec;
   // 调用矩形的求面积函数 area
   shape->area();
 
   // 存储三角形的地址
   shape = &tri;
   // 调用三角形的求面积函数 area
   shape->area();
   
   return 0;
}

　　当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Parent class area
Parent class area

　　导致错误输出的原因是，调用函数 area() 被编译器设置为基类中的版本，这就是所谓的静态多态，或静态链接 - 函数调用在程序执行前就准备好了。有时候这也被称为早绑定，因为 area() 函数在程序编译期间就已经设置好了。

　　但现在，让我们对程序稍作修改，在 Shape 类中，area() 的声明前放置关键字 virtual，如下所示：

class Shape {
   protected:
      int width, height;
   public:
      Shape( int a=0, int b=0)
      {
         width = a;
         height = b;
      }
      virtual int area()
      {
         cout << "Parent class area :" <<endl;
         return 0;
      }
};

　　修改后，当编译和执行前面的实例代码时，它会产生以下结果：

Rectangle class area
Triangle class area

　　此时，编译器看的是指针的内容，而不是它的类型。因此，由于 tri 和 rec 类的对象的地址存储在 *shape 中，所以会调用各自的 area() 函数。

　　正如您所看到的，每个子类都有一个函数 area() 的独立实现。这就是多态的一般使用方式。有了多态，您可以有多个不同的类，都带有同一个名称但具有不同实现的函数，函数的参数甚至可以是相同的。

　　多态性的优点

　　前面说明了多态性，那么它到底有什么好处呢？
　　首先，各种数据可以统一地处理。多态性可以让程序只关注要处理什么（What），而不是怎么去处理（How）。
　　其次，是根据对象的不同自动选择最合适的方法，而程序内部则不发生冲突。不管调用有锁的箱子，还是系着彩带的箱子，它们都能自动处理，不用担心调用中会发生错误，这样就会减轻程序员的负担。
　　再次，如果有新数据需要对应处理的话，通过简单的追加就可以实现了，而不需要改动以前的程序，这就让程序具备了扩展性。
综上所述，多态性提高了开发效率，所以说，面向对象技术最重要的一个概念应该是多态性。

　　多态性、数据抽象和继承被称为面向对象编程的三原则。这三项原则通常也会有别的称谓。

　　例如，把多态性称为动态绑定，把数据抽象称为信息隐藏或封装，虽然名称不同，但是内容都是相同的。许多人认为这些原则是面向对象程序设计的重要原则。

　　后面我们再谈数据抽象和继承。拜拜！

参考文献：

　　松本幸弘的程序世界

　　菜鸟教程：http://www.runoob.com/cplusplus/cpp-polymorphism.html