歐靜敏，何銀川（廣東南方職業(yè)學(xué)院信息技術(shù)系，江門 529000）

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)技術(shù)研究

歐靜敏，何銀川
（廣東南方職業(yè)學(xué)院信息技術(shù)系，江門 529000）

0　引言

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展與進(jìn)步，我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)方面的發(fā)展逐漸加快，已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)中科學(xué)技術(shù)的主旋律，成為推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、政治、軍事、文化等各方面發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。其中，面向?qū)ο蠹夹g(shù)作為目前應(yīng)用最廣泛的計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)技術(shù)之一，為信息技術(shù)的革新做出了巨大的貢獻(xiàn)。

1　面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)所涉及的技術(shù)簡(jiǎn)述

1.1面向?qū)ο蠹夹g(shù)的概念

自計(jì)算機(jī)誕生以來，社會(huì)發(fā)展迅速，也越來越復(fù)雜，對(duì)計(jì)算機(jī)的要求與需求因此越來越高，在比較復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件、設(shè)計(jì)思想、程序編寫方法便會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計(jì)需求。因此，計(jì)算機(jī)的軟件與硬件的配合程度便隨著時(shí)間的推移越來越低。在此情況下，面向?qū)ο蠹夹g(shù)應(yīng)運(yùn)而生。面向?qū)ο蠹夹g(shù)的程序設(shè)計(jì)的主體思想來源于Simula語言，并基于Simula語言進(jìn)行相關(guān)的優(yōu)化以及完善。主要是通過在再次提高程序代碼應(yīng)用廣泛、可拓展應(yīng)用領(lǐng)域、可再次應(yīng)用、可自動(dòng)生成程序等各方面性能的同時(shí)，提高軟件的性能與壽命，減少軟件運(yùn)行的出錯(cuò)率，從而減少由于維護(hù)系統(tǒng)所花費(fèi)的開銷。因此，面向?qū)ο蟮募夹g(shù)是一種新穎的、能夠在很大程度上有效地解決計(jì)算機(jī)軟件與硬件不匹配的問題的軟件設(shè)計(jì)與構(gòu)造技術(shù)，其主要特點(diǎn)是以對(duì)象為基本的設(shè)計(jì)理念，將程序中涉及到的數(shù)據(jù)與對(duì)數(shù)據(jù)的相關(guān)操作步驟進(jìn)行結(jié)合，集中封裝成為一個(gè)整體，通過利用消息從而對(duì)對(duì)象的相關(guān)程序處理工作的執(zhí)行與否進(jìn)行控制，利用數(shù)據(jù)抽象技術(shù)，以及信息隱蔽技術(shù)，將整個(gè)封裝整體進(jìn)行抽象操作，形成一種新的概念，即為“類”（一種新型的數(shù)據(jù)類型，即指在計(jì)算機(jī)中對(duì)于現(xiàn)實(shí)世界以及思維世界中的實(shí)體所產(chǎn)生的反映，不占有任何內(nèi)存），面向?qū)ο蠹夹g(shù)中需要對(duì)“類”進(jìn)行相應(yīng)的多方面的考量，在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)的過程中亦要了解不同類之間的相互聯(lián)系與區(qū)別，將類的重用性進(jìn)行良好的控制。

1.2面向?qū)ο蠹夹g(shù)的主要特征

面向?qū)ο蠹夹g(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)方法和語言。在目前的幾乎每一種計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)中，都會(huì)或多或少地涉及到面向?qū)ο蠹夹g(shù)的相關(guān)應(yīng)用、原理、程序編寫方式方法，或是面向?qū)ο蠹夹g(shù)的主要思想。其主要原因是面向?qū)ο蠹夹g(shù)具有幾大特點(diǎn)，分別是封裝性、繼承性，以及多態(tài)性。下面分別針對(duì)這三種特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要的闡述。

（1）封裝性：封裝是指將一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)以及與這個(gè)數(shù)據(jù)相關(guān)的一切操作語言 （即描述每一個(gè)對(duì)象的屬性以及其行為的程序代碼）組裝到一起，一并封裝在一個(gè)有機(jī)的實(shí)體中，把它們封裝在一個(gè)“模塊”中，也就是一個(gè)類中，為軟件結(jié)構(gòu)的相關(guān)部件所具有的模塊性提供良好的基礎(chǔ)。在面向?qū)ο蠹夹g(shù)的相關(guān)原理以及程序語言中，封裝的最基本單位是對(duì)象，而使得軟件結(jié)構(gòu)的相關(guān)部件的實(shí)現(xiàn)“高內(nèi)聚、低耦合”的“最佳狀態(tài)”便是面向?qū)ο蠹夹g(shù)的封裝性所需要實(shí)現(xiàn)的最基本的目標(biāo)。對(duì)于用戶來說，對(duì)象是如何對(duì)各種行為進(jìn)行操作、運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)等細(xì)節(jié)是不需要刨根問底了解清楚的，用戶只需要通過封裝外的通道對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行相關(guān)方面的操作即可。大大地簡(jiǎn)化了操作的步驟，使用戶使用起計(jì)算機(jī)來更加高效、更加得心應(yīng)手。

（2）繼承性：繼承性是面向?qū)ο蠹夹g(shù)中的另外一個(gè)重要特點(diǎn)，其主要指的是兩種或者兩種以上的類之間的聯(lián)系與區(qū)別。繼承，顧名思義，是后者延續(xù)前者的某些方面的特點(diǎn)，而在面向?qū)ο蠹夹g(shù)則是指一個(gè)對(duì)象針對(duì)于另一個(gè)對(duì)象的某些獨(dú)有的特點(diǎn)、能力進(jìn)行復(fù)制或者延續(xù)。如果按照繼承源進(jìn)行劃分，則可以分為單繼承（一個(gè)對(duì)象僅僅從另外一個(gè)對(duì)象中繼承其相應(yīng)的特點(diǎn)）與多繼承（一個(gè)對(duì)象可以同時(shí)從另外兩個(gè)或者兩個(gè)以上的對(duì)象中繼承所需要的特點(diǎn)與能力，并且不會(huì)發(fā)生沖突等現(xiàn)象）；如果從繼承中包含的內(nèi)容進(jìn)行劃分，則繼承可以分為四類，分別為取代繼承（一個(gè)對(duì)象在繼承另一個(gè)對(duì)象的能力與特點(diǎn)之后將父對(duì)象進(jìn)行取代）、包含繼承 （一個(gè)對(duì)象在將另一個(gè)對(duì)象的能力與特點(diǎn)進(jìn)行完全的繼承之后，又繼承了其他對(duì)象所包含的相應(yīng)內(nèi)容，結(jié)果導(dǎo)致這個(gè)對(duì)象所具有的能力與特點(diǎn)大于等于父對(duì)象，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于父對(duì)象的包含）、受限繼承、特化繼承。

多態(tài)性：從宏觀的角度來講，多態(tài)性是指在面向?qū)ο蠹夹g(shù)中，當(dāng)不同的多個(gè)對(duì)象同時(shí)接收到同一個(gè)完全相同的消息之后，所表現(xiàn)出來的動(dòng)作是各不相同的，具有多種形態(tài)；從微觀的角度來講，多態(tài)性是指在一組對(duì)象的一個(gè)類中，面向?qū)ο蠹夹g(shù)可以使用相同的調(diào)用方式來對(duì)相同的函數(shù)名進(jìn)行調(diào)用，即便這若干個(gè)具有相同函數(shù)名的函數(shù)所表示的函數(shù)是不同的。

2　面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法研究

2.1面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原理

面向?qū)ο蠹夹g(shù)是對(duì)計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)化方法的深入、發(fā)展和補(bǔ)充，在保障進(jìn)行良好的計(jì)算機(jī)軟件的需求設(shè)計(jì)的同時(shí)，也需要盡可能實(shí)現(xiàn)利用低成本來開發(fā)出高質(zhì)量的應(yīng)用軟件的目標(biāo)。消息是傳遞一個(gè)對(duì)象與另一個(gè)對(duì)象之間的信息，實(shí)現(xiàn)兩者進(jìn)行通信的橋梁，消息鏈負(fù)責(zé)指定功能無條件的執(zhí)行，而計(jì)算機(jī)軟件的主程序則負(fù)責(zé)對(duì)消息進(jìn)行篩選（哪些可以接受、可以執(zhí)行，哪些則需要摒棄，不可帶入），軟件開發(fā)主要由以下幾個(gè)方面組成，分別為需求定義、制定計(jì)劃、軟件的功能設(shè)計(jì)、軟件的功能實(shí)現(xiàn)、驗(yàn)證和確認(rèn)，這五個(gè)方面是最基本的環(huán)節(jié)，缺一不可。

2.2面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)的第一步——需求分析，以及制定計(jì)劃兩個(gè)方面是需要用戶參與的重點(diǎn)階段，設(shè)計(jì)者們需要對(duì)目前的網(wǎng)絡(luò)用戶進(jìn)行普查，調(diào)查內(nèi)容包括廣大用戶對(duì)目前互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的主要看法，預(yù)計(jì)提出相應(yīng)的看法、意見與建議。每一個(gè)計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)與研究開發(fā)都是以實(shí)現(xiàn)用戶的需求為目標(biāo)，如果在需求分析與制定計(jì)劃兩方面出現(xiàn)任何差錯(cuò)，都將會(huì)使得后期的軟件功能的設(shè)計(jì)、功能的實(shí)現(xiàn)，以及驗(yàn)證和確認(rèn)等方面產(chǎn)生很多的矛盾和難題，為設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性、實(shí)用性大大減分。因此，能夠進(jìn)行一個(gè)完善的、全面的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用戶調(diào)查，并依此進(jìn)行相關(guān)計(jì)劃的制定，對(duì)于一個(gè)面向?qū)ο蠹夹g(shù)的設(shè)計(jì)來說是十分重要的。另外，用戶的需求一般不是確定的，而是由于某些原因再進(jìn)行事實(shí)的變動(dòng)的，用戶們很有可能隨時(shí)地、逐步地對(duì)軟件的功能等方面提出新的要求，而在的設(shè)計(jì)好的軟件中，利用從上至下的原始的方法進(jìn)行修改是一件極其困難的事情，90%的情況下，軟件的設(shè)計(jì)最后會(huì)失敗。而在面向?qū)ο蟮能浖O(shè)計(jì)中，由于面向?qū)ο蟮挠?jì)算機(jī)軟件技術(shù)采用的是自底向上的設(shè)計(jì)與開發(fā)方式，因此，在設(shè)計(jì)好的計(jì)算機(jī)軟件中進(jìn)行簡(jiǎn)單的修改相對(duì)來說是比較容易的。與此同時(shí)，當(dāng)用戶對(duì)于軟件的要求與運(yùn)行可能產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)不是十分清楚的時(shí)候，運(yùn)用面向?qū)ο蟮南嚓P(guān)技術(shù)可以為用戶們虛擬一個(gè)軟件中的對(duì)象，從用戶的角度出發(fā)，依據(jù)用戶所提出的要求構(gòu)造一個(gè)虛擬的對(duì)象，為用戶提供可能產(chǎn)生的現(xiàn)象，使用戶能夠?qū)γ恳粋€(gè)要求做到了解透徹，同時(shí)對(duì)軟件設(shè)計(jì)人員的相關(guān)工作的展開與進(jìn)行也可以產(chǎn)生積極的作用。

2.3面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法

面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)是以結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)抽象概念為基礎(chǔ)的，將二者有機(jī)地結(jié)合起來，用數(shù)據(jù)取代了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)操作，作為設(shè)計(jì)的核心對(duì)象，使得數(shù)據(jù)與對(duì)于數(shù)據(jù)的操作是在一個(gè)基本水平上連接的這個(gè)軟件系統(tǒng)中的特點(diǎn)更加鮮明。從生活中的角度來看，面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)應(yīng)該善于利用操作對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)合，為每一組同類的對(duì)象分配一定的規(guī)定動(dòng)作，并且要求不能夠?qū)ν唤M對(duì)象進(jìn)行不同的操作，也不能夠?qū)Σ煌M的對(duì)象進(jìn)行相同的操作。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)為每一種數(shù)據(jù)類型都指定了相應(yīng)的性質(zhì)以及其主要行為，將抽象這個(gè)概念合理地運(yùn)用到計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)中，使人們能夠有效地、確切地了解每一種數(shù)據(jù)類型，可以預(yù)測(cè)到它們的具體責(zé)任與行為是什么。例如，一份文件可以被傳到網(wǎng)絡(luò)中，可以被讀取、修改、保存，一個(gè)自然數(shù)可以進(jìn)行相加、相乘等運(yùn)算，相反，如果將二者進(jìn)行轉(zhuǎn)換，則會(huì)發(fā)生很大的矛盾，因?yàn)橐粋€(gè)自然數(shù)不能夠被傳到網(wǎng)絡(luò)中、可以被讀取、修改或者保存，而一份文件也不能夠進(jìn)行加、減、乘、除等運(yùn)算。

面向?qū)ο笳Z言是根據(jù)當(dāng)今世界上的其他多種計(jì)算機(jī)語言進(jìn)行綜合和轉(zhuǎn)換的。例如，面向?qū)ο笳Z言中的交互式開發(fā)環(huán)境、動(dòng)態(tài)約束的概念，便是由上個(gè)世紀(jì)五十年代問世的一種人工智能語言——LISP語言中引入的；類以及繼承的概念便是由上個(gè)世紀(jì)六十年代的程序仿真語言——Simula語言中引入進(jìn)來的；而數(shù)據(jù)的抽象概念則是由上個(gè)世紀(jì)七十年代最先涉及到周祥概念的語言——CLU語言中引入的。沒什么東西的程序設(shè)計(jì)需要面向?qū)ο笳Z言的大力推進(jìn)，只有掌握牢固面向?qū)ο笳Z言的精髓，才能夠高效率、高質(zhì)量地進(jìn)行軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)，達(dá)到事半功倍的效果。

3　面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的應(yīng)用簡(jiǎn)述

3.1面向?qū)ο虺绦蛟O(shè)計(jì)在C++語言、Delphi以及oracle中的應(yīng)用

在程序進(jìn)行編譯之前，需要提前對(duì)模板進(jìn)行解析，在C++中，編譯程序的模板是十分安全可靠的，C++程序設(shè)計(jì)的最佳模板已經(jīng)被公認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)——STL，從宏觀的角度來說，標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)（STL）可以分為以下三個(gè)類別，分別為：算法類、容器類、迭代器類。其中，容器類是編譯程序的模板的最原始使用方法。在Delphi中，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)主要通過在所涉及的軟件系統(tǒng)與程序中加入關(guān)鍵字 （例如，virtual虛擬的、dynamic動(dòng)態(tài)的，等等），將該方法的模式設(shè)置任意指定為動(dòng)態(tài)的方法，或者虛擬結(jié)構(gòu)的方法，從而為軟件設(shè)計(jì)的多態(tài)性提供相應(yīng)的大力支持。當(dāng)Overload使用時(shí)，Overload的關(guān)鍵字必須出現(xiàn)在每一個(gè)同名的過程中，但是Overload不需要對(duì)方法進(jìn)行設(shè)置；當(dāng)Override使用的時(shí)候，規(guī)定其類型必須要被定義為虛擬方法與動(dòng)態(tài)方法中的一個(gè)。除了動(dòng)態(tài)方法與虛擬方法，另外一個(gè)相對(duì)比較高效的方法就是抽象方法，僅僅在對(duì)已經(jīng)被重載的類與對(duì)象進(jìn)行抽象調(diào)用，才能夠使得抽象方法有意義。由此可見，在Delphi中，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的主要應(yīng)用是為其提供抽象的方法，諸如虛擬方法、動(dòng)態(tài)方法、抽象方法等，其中，抽象方法沒有對(duì)函數(shù)體進(jìn)行定義的功能。在Oracle中，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在其父類型與子類型的繼承關(guān)系中。為了能夠使得子類型在繼承的過程中，對(duì)父類型的特點(diǎn)與功能進(jìn)行全方位的繼承，從而省去了利用主外鍵的關(guān)系來模仿父類型與子類型之間的關(guān)系的繁瑣步驟。在此過程中，需要在子類型的聲明的末尾處，將其定義為“not final”，以防止在缺省情況下將對(duì)象誤認(rèn)為成final，因此，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)為Oracle提供了極大的便利與支持。

3.2面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)在金融信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，信息技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)方面，在金融管理的信息系統(tǒng)中，隨著金融行業(yè)的不斷發(fā)展，企業(yè)的信息技術(shù)的應(yīng)用范圍逐漸拓廣，工作量與任務(wù)量逐漸加大，與此同時(shí)，軟件的智能化、綜合性、高效性的需求越來越明顯。因此，面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)便成為社會(huì)中諸多金融行業(yè)所急需的技術(shù)。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)可以有效地針對(duì)金融行業(yè)中的財(cái)務(wù)管理、人力資源管理、財(cái)務(wù)分析管理等方面進(jìn)行相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)，來滿足企業(yè)中各個(gè)方面的管理需要，從而大大提高金融企業(yè)中的業(yè)務(wù)運(yùn)行效率與質(zhì)量。與此同時(shí)，甚至在金融企業(yè)中的其他應(yīng)用系統(tǒng)，例如相關(guān)部門工資管理情況以及下發(fā)情況、人員出勤情況以及工作表現(xiàn)情況、納稅繳稅情況以及水電費(fèi)的繳費(fèi)情況等各種需求，面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)都可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砼c解決。另外，通過面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)出的成熟的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的金融行業(yè)的相關(guān)管理軟件更可以將企業(yè)內(nèi)部的資金流動(dòng)、人員流動(dòng)、資源流動(dòng)，以及信息流動(dòng)有機(jī)地結(jié)合起來，并對(duì)企業(yè)外部的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的搜集，使得企業(yè)內(nèi)部資源與現(xiàn)狀同企業(yè)外部的相應(yīng)方面的資源與現(xiàn)狀實(shí)現(xiàn)形成一個(gè)整體的供應(yīng)與使用網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于公司的全面、一體化的高效管理。

4　結(jié)語

由本文可以看出，面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)使信息技術(shù)的應(yīng)用更加嚴(yán)謹(jǐn)、廣泛，給人們的生活、工作，以及學(xué)習(xí)都產(chǎn)生了潛移默化的影響，為社會(huì)帶來了極大的革新與改變。

［1］狄博.基于Python語言的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程教學(xué)［J］.計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2014（1）：15～16

［2］鄧勁松，石媛媛，陳利蘇，王珂，祝錦霞.基于近紅外傳感器和面向?qū)ο蠊庾V分割技術(shù)的田間棉株識(shí)別與提?。跩］.光譜學(xué)與光譜分析，2010（7）：12～13

［3］倪楓，王明哲，郭法濱，宋阿妮.基于面向?qū)ο笏枷氲腟oS體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法［J］.系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，2010，（3）：11-12.

［4］譚林平.深入解析面向過程和面向?qū)ο螅跩］.科教文匯，2013（9）：45～46

［5］張磊，楊玲玲，張曉芳.面向?qū)ο笏季S引導(dǎo)過程中的問題求解［J］.計(jì)算機(jī)教育，2014（13）：107～108

Object-Oriented；Programming；System Technology

Research on Object-Oriented Programming and Design Technology

OU Jing-min1，HE Yin-chuan2
（Department of Information Technology，Guangdong Nanfang Vocational College，Jiangmen 529000）

1007-1423（2015）10-0056-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2015.10.016

歐靜敏（1986-），女，廣東吳川人，本科，助教，研究方向?yàn)槊嫦驅(qū)ο?、程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)技術(shù)

2015-02-10

2015-03-11

面向?qū)ο蟮母驹O(shè)計(jì)方法是以對(duì)象為中心，對(duì)實(shí)際生活中的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分類、模擬，以及設(shè)計(jì)。以面向?qū)ο蠹夹g(shù)程序設(shè)計(jì)為主要研究對(duì)象，將面向?qū)ο蠹夹g(shù)的理論知識(shí)與實(shí)際的應(yīng)用相結(jié)合，簡(jiǎn)要介紹面向?qū)ο蠹夹g(shù)的主要原理、相關(guān)理論以及主要特征，隨后對(duì)面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)研究方法與策略以及設(shè)計(jì)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的討論。

面向?qū)ο?；程序設(shè)計(jì)；系統(tǒng)技術(shù)

何銀川（1984-），男，河南周口人，碩士研究生，助教，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)教育、軟件工程、教學(xué)設(shè)計(jì)

The root design method of the object-oriented is based on object-centric，classifies，it simulates and designs the related content in actual life.Focuses on the technology of object-oriented programming，and combines the object oriented technology theoretical knowledge with practical application.Briefly introduces the main principle of object oriented technology，related theory and main characteristics，then discusses the object-oriented programming technology research method，strategy and the application of design in details.