浅析从结构化程序设计到面向对象程序设计的发展思路

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面向对象程序设计成为软件开发方法的主流，相对以往的结构化程序设计有了很大的变革和改进。面向对象的概念和应用已超越了程序设计和软件开发范畴。

面向对象 结构化程序设计 软件开发

在早期的计算机程序开发中用的比较多的方法即是结构化程序设计，因此也出现了一批优秀的结构化程序设计的语言，如C语言、Pascal等。但是随着计算机软硬件的不断发展，传统的的程序设计方法出现的弊端：结构化方法开发的软件，其稳定性、可修改性和可重用性都比较差，这是因为结构化方法的本质是功能分解，从代表目标系统整体功能的单个处理着手，自顶向下不断把复杂的处理分解为子模块，这样一层一层的分解下去，直到仅剩下若干个容易实现的子模块功能为止，然后用相应的工具来描述各个最低层的处理。因此，结构化方法是围绕实现处理功能的整个过程来构造系统的，我们又称其为面向过程程序设计。

由于结构化程序设计存在一定的问题，因此势必有一个新的程序设计思路来完善，这就是面向对象程序设计出现和发展的必然。

一、结构化程序设计存在的问题

1.软件的重用性差

重用性是指同一事物不经修改或稍加修改就可多次重复使用的性质。软件重用性是软件工程追求的目标之一。如果软件的重用性较差那么软件的造价就相对高。

2.软件的可维护性差

软件工程强调软件的可维护性，强调文档资料的重要性，规定最终的软件产品应该由完整、一致的配置成分组成。在软件开发过程中，始终强调软件的可读性、可修改性和可测试性是软件的重要的质量指标。实践证明，用传统方法开发出来的软件，维护时其费用和成本仍然很高，其原因是可修改性差，维护困难，导致可维护性差。

3.开发出的软件不能真正满足用户需要

结构化方法开发大型软件系统涉及各种不同领域的知识，在开发需求模糊或需求动态变化的系统时，所开发出的软件系统往往不能真正满足用户的需要。

二、面向对象程序设计的思想

从现实世界中客观存在的事物（我们称为对象）出发来构造软件系统，并在系统构造中尽可能运用人类的自然思维方式，强调直接以现实世界中的事物为中心来思考问题，认识问题，并根据这些事物的本质特点，把它们抽象地表示为系统中的对象，作为系统的基本构成单位。这可以使系统直接地映射问题域，保持问题域中事物及其相互关系的本来面貌。

面向对象方法是以认识论为基础，用对象来理解和分析问题空间，并设计和开发出由对象构成的软件系统的方法。简言之，面向对象就是面向事情本身，面向对象的分析过程就是认识客观世界的过程。面向对象方法从对象出发，发展出对象，类，消息，继承等概念。 面向对象方法的主要优点是：符合人们通常的思维方式，从分析到设计再到编码采用一致的模型表示具有高度连续性，软件重用性好。

面向对象的程序设计语言必须有描述对象及其相互之间关系的语言成分。这些程序设计语言可以归纳为以下几类：系统中一切皆为对象；对象是属性及其操作的封装体；对象可按其性质划分为类，对象成为类的实例；实例关系和继承关系是对象之间的静态关系；消息传递是对象之间动态联系的唯一形式，也是计算的唯一形式；方法是消息的序列。现在用的比较多的面向对象的程序设计语言有Java，C#等。

三、面向对象程序设计的实现过程

1.选择面向对象语言

采用面向对象方法开发软件的基本目的和主要优点是通过重用提高软件的生产率。因此，应该优先选用能够最完善、最准确地表达问题域语义的面向对象语言。

在选择编程语言时，应该考虑的其他因素还有：对用户学习面向对象分析、设计和编码技术所能提供的培训操作；在使用这个面向对象语言期间能提供的技术支持；能提供给开发人员使用的开发工具、开发平台，对机器性能和内存的需求，集成已有软件的容易程度。

2.类的实现

在开发过程中，类的实现是核心问题。在用面向对象风格所写的系统中，所有的数据都被封装在类的实例中。而整个程序则被封装在一个更高级的类中。在使用既存部件的面向对象系统中，可以只花费少量时间和工作量来实现软件。只要增加类的实例，开发少量的新类和实现各个对象之间互相通信的操作，就能建立需要的软件。

一种方案是先开发一个比较小、比较简单的来，作为开发比较大、比较复杂的类的基础。

3.应用系统的实现

应用系统的实现是在所有的类都被实现之后的事。实现一个系统是一个比用过程性方法更简单、更简短的过程。有些实例将在其他类的初始化过程中使用。而其余的则必须用某种主过程显式地加以说明，或者当作系统最高层的类的表示的一部分。

4.面向对象测试

把各个子系统组装成完整的面向对象软件系统，在组装过程中同时进行测试。

从事面向对象编程的人按照分工来说，可以分为“类库的创建者”和“类库的使用者”。使用类库的人并不都是具备了面向对象思想的人，通常知道如何继承和派生新对象就可以使用类库了，然而我们的思维并没有真正的转过来，使用类库只是在形式上是面向对象，而实质上只是库函数的一种扩展。

面向对象是一种思想，是我们考虑事情的方法，通常表现为我们是将问题的解决按照过程方式来解决呢，还是将问题抽象为一个对象来解决它。很多情况下，我们会不知不觉的按照过程方式来解决它，而不是考虑将要解决问题抽象为对象去解决它。

由于面向对象的程序设计还是有待发展和改进的，我们势必对它有一个期待，结构化程序设计的思路我们也不是全部都要丢弃，因为面向对象里面也有过程的东西，不过面向对象的程序设计思路是程序开发的一个主流的方面，也是对结构化程序设计的一个发展的新思路。

参考文献：

[1]王申康，朱晓云.面向对象程序设计导论.浙江大学出版社，1995.

[2]赵雷，朱晓旭.面向对象程序设计基础.机械工业出版社，2003.