2.1 考點精講

根據考試大綱，本章要求考生掌握以下知識點：

1）程序設計方法與風格。

2）結構化程序設計。

3）面向對象的程序設計方法，對象，方法，屬性及繼承與多態性。

2.1.1 程序設計的方法與風格

程序設計風格指一個人編制程序時所表現出來的特點、習慣、邏輯思路等。

在程序設計中要使程序結構合理、清晰，形成良好的編程習慣。對程序的要求不僅是可以在機器上執行，給出正確的結果，而且要便于程序的調試和維護，這就要求編寫的程序不僅自己看得懂，而且也要讓別人能看懂。

隨著計算機技術的發展，軟件的規模擴大了，軟件的復雜性也增強了。為了提高程序的可閱讀性，要形成良好的編程風格。

一般來講，程序設計風格是指編寫程序時所表現出的特點、習慣和邏輯思路。程序是由人來編寫的，為了測試和維護程序，往往還要閱讀和跟蹤程序，因此程序設計的風格總體而言應該簡單和清晰，程序必須是可以理解的。

1.數據說明的方法

1）數據說明順序應規范，使數據的屬性更易于查找，從而有利于測試、糾錯與維護。

2）一個語句說明多個變量時，各變量名按字母排序。

3）對于復雜的數據結構要加注釋，說明在程序實現時的特點。

2.輸入和輸出

無論是批處理的輸入和輸出方式，還是交互式的輸入和輸出方式，在設計和編程時都應該考慮如下原則：

1）輸入操作步驟和輸入格式盡量簡單。

2）應檢查輸入數據的合法性、有效性，報告必要的輸入狀態信息及錯誤信息。

3）輸入一批數據時，使用數據或文件結束標志，而不要用計數來控制。

4）交互式輸入時，提供可用的選擇和邊界值。

5）當程序設計語言對輸入格式有嚴格要求時，應保持輸入格式與輸入語句的一致性。

6）輸出數據表格化、圖形化。

7）應允許默認值。

8）給所有的輸入和輸出加注釋，并設計輸出報表格式。

2.1.2 結構化程序設計

常用的結構化程序設計有以下3種形式。

1.順序結構

順序結構是簡單的程序設計，它是最基本、最常用的結構，所謂順序執行，就是按照程序語句行的自然順序，一條語句一條語句地執行程序，如圖2-1所示。

2.選擇結構

選擇結構又稱為分支結構，它包括簡單選擇和多分支選擇結構。這種結構可以根據設定的條件，判斷應該選擇哪一條分支來執行相應的語句序列，如圖2-2所示。

3.循環結構

循環結構根據給定的條件，判斷是否需要重復執行某一相同的或類似的程序段，利用重復結構可簡化大量的程序行。它分為兩類：一是先執行后判斷，二是先判斷后執行，如圖2-3所示。

2.1.3 面向對象的程序設計

對象是面向對象方法中最基本的概念。對象可以用來表示客觀世界中的任何實體，也就是說，應用領域中有意義的、與所要解決的問題有關系的任何事物都可以作為對象，它既可以是具體的物理實體的抽象，也可以是人為的概念，或者是任何有明確邊界意義的東西。總之，對象是對問題域中某個實體的抽象，設立某個對象就反映軟件系統保存有關它的信息并具有與它進行交互的能力。

面向對象的程序設計方法中涉及的對象是系統中用來描述客觀事物的一個實體，是構成系統的一個基本單位，它由一組表示其靜態特征的屬性和它可執行的一組操作組成。

對象可以做的操作表示它的動態行為，在面向對象分析和面向對象設計中，通常把對象的操作也稱為方法或服務。

屬性即對象所包含的信息，它在設計對象時確定，一般只能通過對象的操作來改變。

操作描述了對象執行的功能，若通過消息傳遞，還可以為其他對象使用。操作過程對外是封閉的，即用戶只能看到這一操作實施后的結果。這相當于事先已經設計好的各種過程，用戶只要調用就可以了，而不必關心這一過程是如何編寫的。事實上，這個過程已經封裝在對象中，用戶也看不到。這一特性即是對象的封裝性。

1.面向對象特點

面向對象具有封裝性、繼承性和多態性。

（1）封裝性

封裝是一種信息隱蔽技術，它體現于類的說明，是對象的重要特性。封裝使數據和加工該數據的方法（函數）封裝為一個整體，以實現獨立性很強的模塊，使得用戶只能見到對象的外特性（對象能接收哪些消息，具有哪些處理能力），而對象的內特性（保存內部狀態的私有數據和實現加工能力的算法）對用戶是隱蔽的。封裝的目的在于把對象的設計者和對象的使用者分開，使用者不必知曉行為實現的細節，只需用設計者提供的消息來訪問該對象即可。

（2）繼承性

繼承性是子類自動共享父類之間數據和方法的機制，它由類的派生功能體現。一個類直接繼承其他類的全部描述，同時可修改和擴充。繼承具有傳遞性，繼承分為單繼承（一個子類只有一個父類）和多重繼承（一個類有多個父類）。類對象是各自封閉的，如果沒繼承性機制，則類對象中的數據、方法就會出現大量重復。繼承不僅支持系統的可重用性，而且還促進系統的可擴充性。

（3）多態性

對象根據所接收的消息而做出動作。同一消息為不同的對象接收時可產生完全不同的行動，這種現象稱為多態性。利用多態性用戶可發送一個通用的信息，而將所有的實現細節都留給接收消息的對象自行決定，同一消息即可調用不同的方法。例如，Print消息被發送給圖或表時調用的打印方法與將同樣的Print消息發送給正文文件而調用的打印方法可能完全不同。多態性的實現受到繼承性的支持，利用類繼承的層次關系，把具有通用功能的協議存放在類層次中盡可能高的地方，而將實現這一功能的不同方法置于較低層次，這樣，在這些低層次上生成的對象就能給通用消息以不同的響應。在面向對象的編程語言中可通過在派生類中重定義基類函數（定義為重載函數或虛函數）來實現多態性。

2.類和實例

類是對象的模板，即類是對一組有相同數據和相同操作的對象的定義。一個類所包含的方法和數據可描述一組對象的共同屬性和行為，將屬性、操作相似的對象歸為類，也就是說，類是具有共同屬性、共同方法的對象的集合。所以，類是對象的抽象，它描述了屬于該對象類型的所有對象的性質，而一個對象則是其對應類的一個實例。

需要注意的是，當使用“對象”這個術語時，既可以指一個具體的對象，也可以泛指一般的對象。但是，當使用“實例”這個術語時，必然是指一個具體的對象。

由類的定義可知，類是關于對象性質的描述，它同對象一樣，包括一組數據屬性和在數據上的一組合法操作。

在UML語言中，類的表示如圖2-4所示。

3.消息

面向對象的世界是通過對象與對象間彼此的相互合作來推動的，對象間的這種相互合作需要一個機制協助進行，這樣的機制稱為“消息”。消息是一個實例與另一個實例之間傳遞的信息，它是對象執行某一處理或回答某一要求的信息，它統一了數據流的控制流。消息的使用類似于函數調用，消息中指定了某一個實例、一個操作名和一個參數表（可為空）。接收消息的實例執行消息中指定的操作，并將形式參數與參數表中相應的值結合起來。在消息傳遞過程中，由發送消息的對象（發送對象）的觸發操作產生輸出結果，作為消息傳送至接收消息的對象（接收對象），引發接收消息對象的一系列的操作。所傳送的消息實質上是接收對象所具有的操作/方法名稱，有時還包括相應參數。

通常，一個消息由以下3部分組成：

1）接收消息的對象的名稱。

2）消息標識符（也稱為消息名）。

3）0個或多個參數。