类与对象的概念

4．1　类与对象的概念

现实世界中的任何事物都是对象。它可以是具体的物体，例如电视机、洗衣机、计算机、桌子、椅子等；也可以是抽象的事情，例如一个计划、一项活动、一个工艺流程等。

所有的事物都有它的属性和行为。属性表示事物的静态特征，在某个时刻各个属性的取值反映事物的状态；行为表示事物的动态特征，一个行为可能会影响或改变事物的状态。例如一台电视机有品牌名、频道、音量、功率、体积、重量等属性，还有开关、选台、调音量大小等功能，即行为。选台、调音量、开关可改变电视机频道、音量、功率的大小，即状态。

人们通过属性和行为来区分事物。例如，电视机和洗衣机是两类不同的事物，洗衣机有水位、洗涤重量等属性以及洗涤、漂洗、甩干等功能，而电视机和它不一样，所以很容易通过这些属性和行为来区分它们。而如果都是电视机，他们都有品牌名、频道、音量、功率、体积、重量等属性以及开关、选台、调音量大小等功能。但是不同品牌的电视机，属性结构和功能结构不完全相同；即便是同一型号的电视机（属性结构和功能结构完全相同），不同电视机的属性值也不同。因此，不同的电视机可以通过属性和行为彼此区分开来。

上述观点在面向对象的思想中可概括为：“Anything is an Object”，即“万事万物皆为对象”。图4－1通过一个例子说明：在计算机中，如何将现实世界的事物表示为对象。

现实生活中有张三、李四、王五、陈六等人，他们各不相同，有各自独特的特征和行为。从认识论角度讲，人的认识是通过这些特征和行为的表象发现其本质（即与其他事物相区别的特征和行为），在人大脑中形成概念“人”。概念“人”有以下特点：

（1）它是人脑中的一个概念，不是现实世界中某个具体的人。它由属性和行为组成。

（2）它具有现实世界中所有人的本质属性（性别、年龄、身高、体重等）和共同行为（直立行走、会说话、能劳动等）。可依此来判断现实世界的某个对象是否为“人”对象。例如，张三具有概念“人”的所有属性和行为，因此，可称他为人。猫不能直立行走，不能劳动，不具有概念“人”的属性和行为，因此，它不是人。

图4－1　现实世界、概念世界和计算机世界之间的抽象与映射的关系

我们把从现实世界中具体的人（如张三、李四）在人脑中形成概念“人”的过程称为抽象（抽象为概念“人”）。抽象的目的是从这些丰富复杂的属性和行为中提炼出能够与其他对象相区别的本质属性和共同行为，或为解决实现问题所需要的属性和行为。

在计算机中，将人脑中的概念“人”映射（表示）为类“人”，其中，属性映射（表示）为变量；行为映射（表示）为方法。这样，类“人”是由变量和方法组成的。它是所有人的本质属性和行为在计算机中的反映（表示）。

在计算机中，可以通过确定性别、年龄、身高、体重和方法来描述张三的特征和行为，这些数据和方法的整体称为对象张三。因此，对象是由数据（变量值）和方法组成。数据对应属性值，表示对象张三的状态；方法是行为的实现，表示对象张三所具有的操作或所能提供的服务。对象张三是现实世界中张三的软件模型，它可以理解成：将现实世界中的张三描述成计算机世界中的对象张三；也可以理解成：在计算机中使用类“人”创造出对象张三。同理，可以创造出对象李四、对象王五、对象陈六。

总之，在计算机世界中，类是人脑概念世界的软件模型，由变量和方法组成，它定义了对象的本质属性和共同行为，是创造对象的“模板”。对象是对现实世界中实体的描述，是现实世界中事物的软件模型，由数据（变量值）和方法组成。并且通过对类的实例化产生对象，进而引用对象。简而言之，类是对象的模板，对象是类的实例。