面向?qū)ο蟾Y(jié)構(gòu)化的區(qū)別與分析

按我的理解，所謂的面向?qū)ο缶褪蔷褪窃诔绦蛟O(shè)計中按類來對系統(tǒng)進行設(shè)計。舉個例子，要發(fā)廣告郵件，廣告郵件列表存在數(shù)據(jù)庫里面。倘若用C來寫的話，一般會這樣思考，先把郵件內(nèi)容讀入，然后連接數(shù)據(jù)庫，循環(huán)取郵件地址，調(diào)用本機的qmail的sendmail命令發(fā)送。
　　然后考慮用Java來實現(xiàn)，既然是OOP，就不能什么代碼都塞到main過程里面，于是就設(shè)計了三個類：
    一個類是負責(zé)讀取數(shù)據(jù)庫，取郵件地址，調(diào)用qmail的sendmail命令發(fā)送；

　　一個類是讀郵件內(nèi)容，MIME編碼成HTML格式的，再加上郵件頭；

　　一個主類負責(zé)從命令讀參數(shù)，處理命令行參數(shù)，調(diào)用發(fā)email的類。

仔細的分析一下，就會發(fā)現(xiàn)這樣的設(shè)計完全是從程序員實現(xiàn)程序功能的角度來設(shè)計的，或者說，設(shè)計類的時候，是自低向上的，從機器的角度到現(xiàn)實世界的角度來分析問題的。因此在設(shè)計的時候，就已經(jīng)把程序編程實現(xiàn)的細節(jié)都考慮進去了，企圖從底層實現(xiàn)程序這樣的出發(fā)點來達到滿足現(xiàn)實世界的軟件需求的目標(biāo)。類與類之間是通過發(fā)送和接收消息相聯(lián)系的，接收消息的對象通過調(diào)用類的方法來實現(xiàn)相應(yīng)的操作。訪問限制符Private、protected和public將類分成三個部分：私有部分、保護部分和公有部分。使數(shù)據(jù)具有不同的隱蔽程度。類定義可包含一組構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)，構(gòu)造函數(shù)保證了在聲明類的對象時對其自動初始化，而析構(gòu)函數(shù)則保證對類的對象正常地清除。從已有的類還可以派生瓣的類，前者稱為基類，后者稱為派生類，OO方法中繼承的原則在這里得以體現(xiàn)。能夠突破類的私有部分，禁止其它函數(shù)直接訪問限制的友員機制，以及由運算符重載、函數(shù)名重載和虛函數(shù)構(gòu)成的多形性，使程序員能以更自然、方便的表達方式實現(xiàn)對象的操作。

    當(dāng)然萬事萬物皆為對象，而對象又是類的實例，因此在面向?qū)ο蟮木幊讨?，就如上面的例子，我們可以在分析三個大類的前提下，定義這些類的對象。大家都知道任何對象都會有

屬性，方法，過程，函數(shù)，事件等，且類與類之間又可以繼承，子類繼承父類，子類間有多態(tài)性。類也可以先進行封裝，再使用。這些都是面向的特性，當(dāng)然它還有一個代碼可重復(fù)使用的特性。也是因為如此，在程序設(shè)計中如果采用面向?qū)ο蟮木幊谭绞娇梢愿玫囊匀祟惖恼Ｋ季S進行分析。至于具體的分析，到后面將用俄羅斯方塊來分析。相比之下，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計則采用另外一種編程方式，它是采用按模塊功能進行系統(tǒng)分析的，下面附出結(jié)構(gòu)化方法的大概流程圖。圖略
 

結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的主要思想是功能分解并逐步求精，當(dāng)一些任務(wù)十分復(fù)雜以至無法描述時，可以將它拆分為一系列較小的功能部件，直到這些自完備的子任務(wù)小到易于理解的程度。例如，計算一個公司中每一個職員的平均工資是一項較為復(fù)雜的任務(wù)?？梢詫⑵洳鸱譃橐韵碌淖尤蝿?wù)

（1）       找出一個人的收入

（2）       計算總共有多少職員

（3）       計算工資總額

（4）       用職員人數(shù)去除工資總額

而計算工資總額本身又可以分為一系列子任務(wù)：

（1）       找出每個職員的檔案

（2）       讀出工資數(shù)額

（3）       把工資加到部分和上

（4）       讀出下個職員的檔案

類似地，讀出每個職員檔案的記錄又可以分解為一系列子任務(wù)

（1）       打開職員的檔案

（2）       找出正確記錄

（3）       從磁盤讀取數(shù)據(jù)

具體看來結(jié)構(gòu)化程序具有以下幾個特征：自頂向下，逐步細化，模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)化編碼

從軟件工程發(fā)展的歷史來看，早期的軟件開發(fā)量小，結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計在成功地為處理復(fù)雜問題提供了有力的手段。然而到80年代末，它的一些缺點越來越大。比如當(dāng)數(shù)據(jù)量增大時，數(shù)據(jù)與處理這些數(shù)據(jù)的方法之間的分離使程序變得越來越難以理解。對數(shù)據(jù)處理能力的需求越強，這種分離所造成的負面影響越顯著。并且對于每一種老問題的新方法都要帶來額外的開銷，與可重用性相比，這種編程思想顯得落后許多。面向?qū)ο缶褪窃谶@種情況產(chǎn)生了，相信在未來十年內(nèi)，面向?qū)ο筮€將繼續(xù)發(fā)展。

    介紹完了兩者大致的定義后，接下來用俄羅斯方塊來分析一下兩種編程思想具體的不同

對于結(jié)構(gòu)化程序的方法，在這里用腳本語言javascript來描述，而面向?qū)ο髣t采用如日中天的java來分析。

首先按結(jié)構(gòu)化編程方式來完成俄羅斯方塊的話，我們會對問題按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行模塊化的分解，本程序?qū)⒂靡韵聨讉€模塊來完成：

（1）       開始游戲（function beginGame()）

（2）       俄羅斯方向鍵的控制（function keyControl()）

（3）       塊的消除（function decline()）

（4）       面板的移動（function moveBar()）

（5）       暫停游戲（function pauseGame()）

（6）       游戲重新開始（function replayGame()）

（7）       方塊的顯示（function randBar()）

在分解這幾個模塊后，就已經(jīng)大致完成了對程序的整體分析了。這是對程序中問題的描述，接下來則是具體的算法分析，也是結(jié)構(gòu)化當(dāng)中的解決問題了。要解決本程序中最主要的一個算法一一方塊的顯示算法，在本程序中采用四維數(shù)組的方式來表達方塊，比如：

1,0,0,0

1,0,0,0

1,0,0,0

1,1,1,1

這樣則表示方塊中的L形狀態(tài)，其他則不在一一列出。其他算法的則略過。還是把重點轉(zhuǎn)移到面向?qū)ο笾衼怼?/span>

在面向?qū)ο笾惺滓鉀Q的是本程序中要分為幾大類來完成最基本的系統(tǒng)設(shè)計。這個俄羅斯方塊放在網(wǎng)頁中，也就是采用applet小程序的形式，但由于java跨平臺性，它可以在windows,linux,unix等操作系統(tǒng)中使用。本程序大致分為三個大類：Tetrisapplet,Brick3D,Board。下面是TerisApplet的UML圖：
 

（2）       initcomponent()：初始化窗口以及窗口中的組件

（3）       minewGameActionPerformed()：當(dāng)選擇菜單或者工具欄上的“開始游戲”命令后，開始新游戲。

（4）       miEndGameActionPerformed()：當(dāng)選擇或者工具欄上上的“結(jié)束游戲”命令后，結(jié)束游戲。

2．Brick3D，以下是UML圖







  

 略，看word




從圖中可以看出,Brick3D定義主要有reset(),getShapeIno(),getAngle(),getShape(),rotate()和paint()方法。其中getshapeInfo(),getAngle(),getShape()用于獲取磚塊的形狀信息，矩陣、角度和形狀值。Totate()方法用于旋轉(zhuǎn)磚塊，paint()方法用于在指定的地點給制磚塊
  
 

3．Board

Board類實現(xiàn)俄羅斯方塊的主要大部分功能，下面是它的UML圖

 略

從建模圖中可以看出:Board實現(xiàn)的方法有drop()、move()、reset()、newGame()、endGame()、run()、paint()、createNewBrick()、checkRow()、processKeyEvent()、processMouseEvent()、processMouseWheelEvent()等方法，這些方法的功能定義如下。

（1）       drop()：磚塊的下落函數(shù)。

（2）       move()：移動磚塊，1表示向右移動，-1表示向左移動

（3）       reset()：初始化board_info數(shù)組

（4）       newGame()：開始執(zhí)行線程（游戲）

（5）       endgame()：停止執(zhí)行線程（游戲）

（6）       run()：線程運行的函數(shù)

（7）       paint()：繪制背景，邊界和磚塊

（8）       createNewBrick()：創(chuàng)建下一個新的磚塊形狀、角度和顏色，角度、形狀和顏色隨機產(chǎn)生

（9）       checkrow()：檢查是否可以消行，并計算分數(shù)

（10）   processKeyEvent()：處理鍵盤事件，控制磚塊的移動和旋轉(zhuǎn)

（11）   processMouseEvent()：處理鼠標(biāo)事件，控制旋轉(zhuǎn)和左右移動

（12）   processMouseWheelEvent()：處理鼠標(biāo)滾輪事件，當(dāng)向下滾動時，控制塊向下移動

分析完后，本程序用了三個主要的類：Brick3D對象、Board對象和TerisApplet對象，分別對應(yīng)Brick3D.java,Board.java和TetrisApplet.java三個文件，在實例中還包括了一個Html文件。

  雖然用面向?qū)ο髮懙拇a更多，看似面向?qū)ο蟾鼮槁闊?，但實際上面向?qū)ο蟾芙鉀Q現(xiàn)在的軟件工程問題，而結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的方法只對小型的軟件設(shè)計適合。未來十年內(nèi)面向?qū)ο筮€是軟件開發(fā)的主流。