《C++面向对象软件设计及构建》文章翻译：1.4将抽象和分离映射到类和对象,1.4 Mapping Abstraction and Separation to Classes and Objects

软件开发，关注的是，将抽象事物表达 成能够 在软件系统中进行操作的形式。之前 曾介绍过 抽象 ， 即是， 一组属性和行为的集合。 如下图所示，抽象 中的属性，会被映射成一组数据 (变量 、数组、列表、复杂数据结构，等等 ) ，抽象 中的行为， 会被映射成一组方法 ( 也称作操作、函数、动作 ) 。 将抽象事物在软件中表达出来，就是编程过程的隐含目的 ， 不过， 这个目的经常被 一些更机械性的考虑所掩盖。

将抽象事物映射成软件

面向对象编程， 在软件的抽象过程中，引入了一些更高级的结构，即，类（ classes ）和对象（ objects ），以用来表示抽象。 这些新的软件结构允许更容易 、 直接和明确地表示抽象。

类

类 ，为指定的抽象 定义 出 具体 的 结构（它有什么数据和方法，它的方法 是 如何实现 的 ）。类 ， 有一个独特的名称，表达它所代表的抽象的含义。 类 （ class ），这个 术语 ， 表示 的意思是， 它代表 着某 组事件（或 某个分 类 的事物 ）的所有成员。 例如， SalesPerson 类 ， 可能代表 的是， “在汽车经销商处销售汽车的人” 这 组 人物 中的所有个人。 对象 ， 表示此组事物 中 的特定成员。

将接口与实现相分离，这种手段，被用来将类分割成两个部分，即通常所说的私有（ private ）和公有（ public ）部分。数据和方法，按照下图所示的方式映射到类中的两个部分。这种将私有数据和代码与公开可见的方法名字区分开来的形式，是多年的软件工程经验总结出来的。它表明，要保护数据，避 免被软件中别处的那些对该对象进行操作的部分进行意料之外的、错误的访问。这种分离，还有另一个作用，就是，将某个方法背后的算法隐藏起来。

类的一般结构

以下定义，反映了类与抽象和分离之间的关系：

类

一个命名的软件组件，代表着一个 抽象 ， 它将实现和接口分离开。

抽象，和类，这两个术语的定义之间有着明显的相似性。这表明了，类，就是明确直接地用来对真实世界中的实体进行建模的。

值得注意的一点是，有一些面向对象的语言中，并没有类的概念，但它们有着其它的技术，以实现类似的效果。像C++、Java 这样，有类的概念的语言，被称作“基于类的语言”。

对象

类，定义的是，相似事物作为一个整体所具有的结构(例如，任何一个销售人员)。而，对象，代表的是，那个类中的某个特定成员(例如，销售人员John Smith，是一个成交率为 15%的销售人员)。利用类的定义，可以一次性地定义好共有的结构。日后，在创建那些需要这个类所定义的结构的新对象时，就可以进行复用了。对象的属性，就与用来创建它的类所描述的属性一致。

如下所示，对象结构中的关键之处，就反映了用来创建该对象的类的结构。正像在类中那样，对于对象来说，主要的两个部分即是：

• •.实现：在对象内部隐藏起来的数据和对于方法的具体实现，和

• •.接口：在这个对象中，所有能够被外界看到的方法的特征

在下图中，可从对象的外界调用到的那些方法，是以小黑圆点的方式画在对象的边缘的。对于这些方法的实现代码，是该个对象的具体实现细节，因而被隐藏在对象内部。“封装”，这个术语，经常被用来描述这样的做法，即，将对象的具体实现细节隐藏起来；通常的说法是，“一个对象封装了它自己的数据”。封装，其定义是：

封装

指的是，在面向对象编程语言中，对于对象中的数据的访问权限被限制，只有那些定义在该对象的类内部的方法才能访问。

封装这个概念，是一个狠基本的概念，理解了这个，才能理解对象和面向对象编程。

对象的一般结构

将抽象映射到类

实例 化 （ instantiation ），这个术语，表示的就是，以某个类为模板来创建一个对象的过程，这样创建的对象，称作该个类的一个 实例 （ instance ）。对于每个类，可以进行多次实例化，每次都会产生一个唯一的对象。由此得出，对于对象的定义就是：

对象

某个类的一个唯一的实例，它封装了自己的实现细节，在结构上，与该个类的其它实例一致。

这个定义，强调了一点，那就是，对于每个类，它的所有对象在结构上都是一致的：它们内部的数据组织方式是相同的，并且能够对相同的方法调用做出响应。然而，正如下图所示，每个对象，其数据可能会具有不同的值，而且通常也是这样的。在图片中，对于SalesPerson 类，有两个实例。两个对象中都封装了相同类型的数据(名字（name）、成交率（commissionRate）和总销量（totalSales）)。目前，这两个对象，它们的name 和totalSales 两个数据的值互不相同， 而commissionRate 这个数据的值是相同的。这两个对象中，都有两个可被调用的方法：sellCar 和reportSales。

一个类的多个实例

类，和利用这个类所创建的对象，它们之间的关系，类似于，一个工厂和由这个工厂所生产的产品之间的关系。汽车厂，按照自己的方式来生产汽车，Automobile 类，也是以类似的方式来创建Automobile 对象。类似地，Automobile类只能生产Automobile 对象，这跟汽车厂一样，汽车厂只能生产汽车，而无法生产真空吸尘器或火箭飞船。

拟人

开发者们，经常会以一种有生命的、拟人的方式来谈论类和对象：开发者可能会这样说，“这个类，不应当为这件事负责”，或者说，“我预期着这个对象会针对外部的查询回复其当前状态”。开发者甚至可能会假设自己处于那个对象的位置，以便更好地理解它在整个系统的设计中的角色。在这种模式下，开发者可能会问：“我被预期着做出什么行为？”“我该如何完成那件事？”或者，“为什么妳需要知道关于我的那个信息？”。问出这种问题，通常会有助于开发者更直观地理解一个对象，以及它与其它对象之间的关系。

有一个简单且流行的设计技巧，该技巧专注于针对每个对象（或者对象的类）标识出它的 职责 （ responsibilities ） 和 合作关系 （collaborators） 。 这种技巧，与对象的 拟 人 视 图（anthropomorphic）有直观的关系。对 象（或者说类）的职责，指的是， 该对象（或者说类）需要维护 或行使的属性或义务。对象 （或者说类）的合作关系，指的是， 这个指定的对象（或者说类）要与之进行交互的其它对象（或者说类）。职责 和合作关系这两个术语，显然反映了对象 的拟人视图 。

对于对象 的人格化，反映了两点：一方面，开发者看到了真实世界实体与它的抽象之间的对应关系；另一方面，开发者也看到了，类和对象即为它们在软件中的体现。这个视图，也反映了由对象和类的设计者所确定的自治性（autonomy）和封装性（encapsulation）。

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