Java编程思想解析 第1章 对象导论 1.1 抽象过程

1.抽象机制

抽象，就是我们描述环境、表达问题，并展现解决方案的一种机制。在日常生活中，我们解决问题的方式不同，而且对同一环境、同一问题、同一解决方案，不同人的表达方式也可能不同。所有编程语言都提供抽象机制，这是语言的根本，我们选择一门编程语言，就是遵守此语言的抽象机制的相关协定，与计算机交流，与其他此语言的程序员交流，来解决我们的程序设计问题。

人们所能解决的问题的复杂性直接取决于抽象的类别和质量。所谓的类别，指的是“所抽象的是什么？”

（1）汇编语言是对底层计算机的轻微抽象，汇编源码描述的就是类似如下：在某个寄存器中放个2字节的数据；从内存地址0X12345A取个8字节数据传给某接口等等。写汇编程序，就像在计算机元器件（芯片、管脚、电阻）上铺一层控制面板，在此控制面板上操作机器组件。

（2）命令式语言（过程语言），如Basic、C等，是对汇编语言的抽象，把寄存器、内存地址用一个更高层的控制面板盖起来：将数据按自己大小和用途进行分类（类型），给内存地址起个名字（变量名）来表示，等等。这时候，程序员操作的就不是机器组件了，但扔是基于机器本身，需要了解计算机结构，不能很好地基于待解决的问题的结构来编程。编程人员需要在机器模型和实际待解决问题的模型间进行映射，比较费力。学好课程《数据结构》可以一定程度上提升过程语言的抽象层级。

（3）算法语言，如LISP和APL，认为所有问题都是算法，所操作的都是算法，这些算法就是抽象，就是对问题建模，这个时候，程序员就很少考虑机器结构了，重心转到分解问题和表达问题上来了，抽象对象有了质的飞跃。但世上的问题问题五花八门，不仅仅是算法这么简单，一旦换个其他领域，这类语言就力不从心了。

（4）面向对象语言，提供了更多、更强大的表示“问题空间的元素”的工具，根据问题描述问题。通过面向对象语言编程，可以更好地应对、解决更多领域中的问题。代码就是问题的描述、就是问题方案的展现。其本质为：将“操作计算机这个对象”的方式，改为了“操作管理问题空间的各个对象”的方式。

2.第一个成功的面向对象语言Smalltalk的五个特性（Alan Kay总结）

（1）万物皆为对象。

可将对象视为特殊的变量，它可以存储数据，还可让它在自身上执行操作。

（2）程序是对象的集合，它们通过发送消息来告知彼此所要做的。

要想让某个对象执行某个操作，必须给其发送消息，即调用此对象的某个方法（函数），或者我们常说的“调用请求”。

（3）每个对象都有自己的由其他对象所构成的存储。

从对象出发，可以构建其他更大更复杂的对象。反过来，复杂的对象可以分而治之，从小对象开始构建。

（4）每个对象都拥有其类型。

每个对象都是某个类型（type）或类（class）的一个实例。所有的OOP编程语言都用class机制来实现Type概念。从现在开始，类（class）就是类型（type）的同义词。每个类区别于其他类的一个重要特性就是：可以方式什么样的消息给它。

（5）某类型的特定类型的所有对象都可以接收同样的消息。

这就话说得有点拗口，涉及到继承和多态。水果是某类型，橘子是水果的一个特定类型，发送给苹果的消息，也可以发送给橘子类型的所有对象。换句话说，水果类型有某个接口方法，橘子类型也必然也有某个接口方法。接口下节讨论。

如上这些特性体现了纯粹的面向对象程序设计方式。Grady Booch有个更简洁的描述：对象具有状态、行为和标识。

（1）状态：对象拥有内部数据值表示对象当前状态。

（2）行为：调用对象的方法或函数，对象就产生了行为，也可能会改变对象状态。

（3）标识：每个对象都可以唯一的标识，和其他对象区分开来，比如用内存地址、散列码等。

PS：

（1）Alan Kay（阿伦凯），计算机大师，Smalltalk面向对象编程环境语言的发明人之一，也是面向对象编程思想的创始人之一，他还是笔记本电脑最早的构想者和现代Windows GUI的最初尝试者。

（2）Grady Booch（格雷迪 布奇），Booch方法的主创人。Booch方法是在UML出现之前比较普及的一种面向对象的软件设计方法，它包括一个很像UML的图标语言。《面向对象分析与设计》作者。