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= 面向对象编程 =

面向对象编程（Object-Oriented Programming，简称OOP）是一种基于"对象"概念的编程范式，它将数据（属性）和操作数据的方法（行为）封装在一起，形成对象。OOP的核心概念包括封装、继承和多态，这些特性使得程序更易于理解、维护和扩展。

== 基本概念 ==

=== 类与对象 ===
'''类'''是创建对象的蓝图或模板，定义了对象的属性和方法。'''对象'''是类的实例，具有类定义的属性和行为。

<syntaxhighlight lang="cpp">
// 定义一个Person类
class Person {
private:
    std::string name;  // 属性
    int age;
public:
    // 方法
    void introduce() {
        std::cout << "我叫" << name << "，今年" << age << "岁。" << std::endl;
    }
};
</syntaxhighlight>

=== 封装 ===
封装是将数据和行为绑定在一起，并隐藏内部实现细节的过程。通过访问修饰符（public、private、protected）控制对类成员的访问。

=== 继承 ===
继承允许一个类（派生类）基于另一个类（基类）创建，继承其属性和方法，同时可以添加新的特性或覆盖现有行为。

<syntaxhighlight lang="cpp">
class Student : public Person {
private:
    int studentId;
public:
    void study() {
        std::cout << "正在学习..." << std::endl;
    }
};
</syntaxhighlight>

=== 多态 ===
多态允许不同类的对象对同一消息做出不同的响应，通常通过虚函数和函数重载实现。

<syntaxhighlight lang="cpp">
class Animal {
public:
    virtual void makeSound() = 0;  // 纯虚函数
};

class Dog : public Animal {
public:
    void makeSound() override {
        std::cout << "汪汪汪" << std::endl;
    }
};

class Cat : public Animal {
public:
    void makeSound() override {
        std::cout << "喵喵喵" << std::endl;
    }
};
</syntaxhighlight>

== 设计原则 ==

=== SOLID原则 ===
* '''单一职责原则'''（Single Responsibility Principle）：一个类应该只有一个引起变化的原因
* '''开闭原则'''（Open-Closed Principle）：软件实体应对扩展开放，对修改关闭
* '''里氏替换原则'''（Liskov Substitution Principle）：派生类必须能够替换其基类
* '''接口隔离原则'''（Interface Segregation Principle）：客户端不应被迫依赖它们不使用的接口
* '''依赖倒置原则'''（Dependency Inversion Principle）：高层模块不应依赖低层模块，两者都应依赖抽象

== 优势与劣势 ==

=== 优势 ===
* 提高代码复用性
* 增强代码可维护性
* 提高开发效率
* 便于团队协作
* 更接近现实世界的建模

=== 劣势 ===
* 性能开销（如虚函数调用）
* 学习曲线较陡
* 过度设计风险
* 可能增加代码复杂性

== 实际应用 ==

=== 图形用户界面(GUI)开发 ===
OOP非常适合GUI开发，其中窗口、按钮等都可以表示为对象。

<syntaxhighlight lang="cpp">
class Button {
private:
    std::string label;
    int x, y, width, height;
public:
    void draw() {
        // 绘制按钮的代码
    }
    void onClick() {
        // 点击事件处理
    }
};
</syntaxhighlight>

=== 游戏开发 ===
游戏中的角色、物品、场景等都可以自然地建模为对象。

<syntaxhighlight lang="cpp">
class GameObject {
protected:
    float x, y;
public:
    virtual void update() = 0;
    virtual void render() = 0;
};

class Player : public GameObject {
public:
    void update() override {
        // 处理玩家输入
    }
    void render() override {
        // 渲染玩家角色
    }
};
</syntaxhighlight>

== 与其他范式的关系 ==

* '''过程式编程'''：关注过程和函数调用，而非对象
* '''函数式编程'''：强调无状态和纯函数
* '''泛型编程'''：关注算法和数据结构的通用性

许多现代语言如[[C++]]、[[Java]]和[[Python]]都支持多种编程范式，包括OOP。

== 历史发展 ==

OOP的概念可以追溯到1960年代的Simula语言，但真正流行是在1980年代Smalltalk和C++出现之后。1990年代Java的兴起进一步推动了OOP的普及。

== 参见 ==
* [[C++]]
* [[Java]]
* [[设计模式]]
* [[软件工程]]
* [[计算机程序设计语言]]

[[Category:编程范式]]
[[Category:面向对象编程]]
[[Category:软件设计]]