面向对象编程（Object Oriented Programming，OOP，面向对象程序设计）是一种计算机编程架构。OOP 的一条基本原则是计算机程序是由单个能够起到子程序作用的单元或对象组合而成。

基本介绍面向对象（Object Oriented，OO）作为一种新型的程序设计方法，其是以对象模型为基础进行的抽象过程，并在应用过程中形成了描述自己的抽象概念定义，包括对象、类、封装、继承以及多态等。

面向对象编程是使用对象的编程范式——包含数据域、方法以及它们之间的交互来设计应用和程序。其程序设计方法包括数据抽象、封装、通信、模块化、多态和继承。简单来看,我们可以对面向对象编程作出如下几点理解：首先，它必须将数据抽象为模块结构；其次，必须存在某种方式来实现代码的多态执行；最后,它至少能部分压缩代码和函数。

原理面向对象技术是对计算机的结构化方法的深入、发展和补充，在保障进行良好的计算机软件的需求设计的同时，也需要尽可能实现利用低成本来开发出高质量的应用软件的目标。消息是传递一个对象与另一个对象之间的信息，实现两者进行通信的桥梁，消息链负责指定功能无条件的执行，而计算机软件的主程序则负责对消息进行筛选（哪些可以接受、可以执行，哪些则需要摒弃，不可带入），软件开发主要由以下几个方面组成，分别为需求定义、制定计划、软件的功能设计、软件的功能实现、验证和确认，这五个方面是最基本的环节，缺一不可。1

特征（1）封装性：

封装是指将一个计算机系统中的数据以及与这个数据相关的一切操作语言（即描述每一个对象的属性以及其行为的程序代码）组装到一起，一并封装在一个有机的实体中，把它们封装在一个“模块”中，也就是一个类中，为软件结构的相关部件所具有的模块性提供良好的基础。在面向对象技术的相关原理以及程序语言中，封装的最基本单位是对象，而使得软件结构的相关部件的实现“高内聚、低耦合”的“最佳状态”便是面向对象技术的封装性所需要实现的最基本的目标。对于用户来说，对象是如何对各种行为进行操作、运行、实现等细节是不需要刨根问底了解清楚的，用户只需要通过封装外的通道对计算机进行相关方面的操作即可。大大地简化了操作的步骤，使用户使用起计算机来更加高效、更加得心应手。

（2）继承性：

继承性是面向对象技术中的另外一个重要特点，其主要指的是两种或者两种以上的类之间的联系与区别。继承，顾名思义，是后者延续前者的某些方面的特点，而在面向对象技术则是指一个对象针对于另一个对象的某些独有的特点、能力进行复制或者延续。如果按照继承源进行划分，则可以分为单继承（一个对象仅仅从另外一个对象中继承其相应的特点）与多继承（一个对象可以同时从另外两个或者两个以上的对象中继承所需要的特点与能力，并且不会发生冲突等现象）；如果从继承中包含的内容进行划分，则继承可以分为四类，分别为取代继承（一个对象在继承另一个对象的能力与特点之后将父对象进行取代）、包含继承（一个对象在将另一个对象的能力与特点进行完全的继承之后，又继承了其他对象所包含的相应内容，结果导致这个对象所具有的能力与特点大于等于父对象，实现了对于父对象的包含）、受限继承、特化继承。

（3）多态性：

从宏观的角度来讲，多态性是指在面向对象技术中，当不同的多个对象同时接收到同一个完全相同的消息之后，所表现出来的动作是各不相同的，具有多种形态；从微观的角度来讲，多态性是指在一组对象的一个类中，面向对象技术可以使用相同的调用方式来对相同的函数名进行调用，即便这若干个具有相同函数名的函数所表示的函数是不同的。1

优点（1）易学好用。

传统的程序设计技术是面向过程的设计方法，这种方法以算法为核心，把数据和过程作为相互独立的部分，数据代表问题空间中的客体，程序代码则用于处理这些数据。把数据和代码代为分离的实体，反映了计算机的观点，因为在计算机的内部数据和程序是分开存放的。但是，这样做的时候总存在使用错误的数据调用正确的程序模块，或使用正确的数据调用错误的程序模块的危险。使数据和操作保持一致，是程序员一个沉重负担，在多人分工合作开发一个大型软件系统的过程中，如果负责设计数据结构的人中途改变了某个数据的结构而又没有及时通知所有人员，则会发生许多不该发生的错误。面向对象的软件技术为开发者提供了随着对某个应用系统的认识逐步深入和具体化的过程，随着认识深入和具体化再逐步派生出更具体的派生类。这样的开发过程符合人们认识客观世界，解决复杂问题时逐步深化渐进过程。

（2）稳定性好。

传统的软件开发方法以算法为核心，开发过程基于功能分析和功能分解。用传统方法所建立起来的软件系统的结构紧密依赖于系统所要完成的功能，用传统的面向过程方法来实现模块化技术时，一个很大的障碍是无法实现同一模块的多次同时运行，例如，假设一个完成银行日常业务的系统，其中一个小模块专门用来实现队列的功能，包括一些与队列有关的基本操作，如插入一个事物、删除一个事物、检测队列是否已满等。由于队列是一种常用的数据结构，在系统中可能会有多处同时使用，如未划转业务队列，未确认业务队列等。这些队列虽然有相同的操作，遵循相同的规则，但却是相互独立的。这样的要求用面向对象过程方法实现的模块是无法满足的。相反，用面向对象技术中的类来实现模块，用类的实例化，对象块用队列类来实现，类中包含了队列的各种操作。以这个队列为模板可以产生多个队列对象。每个对象都有相同的方法。但却可以独立地同时运行，应用于系统的不同场合，从而方便地解决了这个面向过程开发中颇为棘手的问题。

（3）可重用性。为了能带来可观的商业利益，必须在更广泛范围中运用重用机制，而不是仅仅在程序设计这个层次上进行重用。因此，在OOA、OOD直到OOP中都显示表示问题域语义，其意义是十分深远的。随着时间的推移，软件开发组织既可能重用它在某个问题域内的OOA结果，也可能重用相应的OOD和OOP结果。

（4）维护性好。尽管人们反复强调保持文档与源程序一致的必要性，但是，在实际工作中很难做到交付两类不同的文档，并使它们保持彼此完全一致，特别是考虑到进度、预算、能力和人员等限制因素时，做到两类文档完全一致几乎是不可能的。因此，维护人员最终面对的往往只有源程序本身。2

缺点（1）运行效率较低。

类的大量加载会牺牲系统性能，降低运行速度。虽然CPU速度在提高，内存容量在增加，但这一问题仍会随着系统规模变大而逐渐显示出来，变得越发严重。

（2）类库庞大。

由于类库都过于庞大，程序员对它们的掌握需要一段时间，从普及、推广的角度来看，类库应在保证其功能完备的基础上进行相应的缩减。

（3）类库可靠性。

越庞大的系统必会存在我们无法预知的问题隐患，程序员无法完全保证类库中的每个类在各种环境中百分之百的正确，当使用的类发生了问题，就会影响后续工作，程序员也有可能推翻原来的全部工作。3

本词条内容贡献者为:

徐恒山 - 讲师 - 西北农林科技大学

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