### 7.1.3 類是類型概念的發展 如上所述，對象可以視為廣義的數據，因此和普通數據一樣屬于某種數據類型。從圖 7.3 可以看出，“人”和“電視機”就屬于兩種完全不同的對象類別，而 John 和 Mary 這兩個“人” 對象則具有完全相同的數據構成和操作，只是各自的數據值不同。 用計算機解決問題時，首先需要明確問題中涉及哪些數據，并在程序中將這些數據用編 程語言提供的數據類型表示出來，然后再去考慮需要對這些數據執行何種操作。為了表示數 據，編程語言一般提供若干基本數據類型（如 Python 的 int、float、str 和 list 等類型），并為 這些基本類型提供相應的基本操作（如 Python 中對 int、float、str 和 list 都提供了+運算，盡 管含義不同）。 然而，實際問題中往往涉及很復雜的數據，不能用基本數據類型直接表示。為了表示復 雜數據，大體有兩種辦法：一種是將復雜數據分解成若干個簡單數據項，以便每個數據項可 以用基本類型表示；另一種是由用戶自定義新的數據類型，以便對復雜數據進行直接的、整 體的表示。例如，如果要表示一個學生的姓名，可以簡單地用一個字符串數據表示；如果要 表示一個學生的年齡，可以簡單地用一個整數數據表示。但如果要整體表示一個“學生”，包 括該學生的姓名、年齡、地址等信息，就沒法用基本數據類型直接表示了。一種解決辦法是 將整體的“學生”分解成姓名、年齡、地址等簡單數據，并通過分別處理這些簡單數據而達 到處理“學生”數據的目的。但這不是好辦法，因為這種表示法丟失了數據的整體性，在維 護姓名、年齡、地址等數據間的聯系時很麻煩。另一種解決辦法是將學生整體視為一個數據 值，并為這種數據值定義新的數據類型（因為編程語言中沒有現成的類型能夠表示該數據）。 假設我們要為“學生”數據定義一個新的數據類型 S，那么 S 應該是由若干更簡單的數 據項構成的（如學號、姓名等），我們稱這些構成 S 的成員數據為 S 的屬性。除了定義 S 類 型數據的屬性，還需要定義能對 S 數據執行什么操作（如修改姓名或年齡、讀取地址等）。 可以利用編程語言提供的基本類型和新類型定義機制來實現 S，例如用 str 類型表示姓名和學 號，用 int 類型表示年齡之類，用函數實現對 S 數據的操作。定義了 S，就好像為編程語言添 加了一個新的數據類型，應用程序就可以像使用整數、字符串等基本類型一樣去使用 S。  圖 7.4 復雜數據類型 S 是多個屬性的組合體 在傳統觀點下，由于數據和操作被視為分離的，因此定義新數據類型時只需定義復雜數據是怎樣構成的，例如將“學生”數據定義成學號、姓名、年齡、地址的組合體①。至于如 何操作這種復雜數據，則需要另行編寫處理代碼，例如寫一個函數 update(s)來實現對 S 型數據的修改，寫另一個函數 get(s)來實現對 S 型數據的讀取等等。總之，數據類型 S 與對這種 類型的數據的操作 update()、get()等是分離的兩件事情，設計也是分離的（如圖 7.4 所示）。 順便提一下，將一些數據組合起來構成更復雜的數據的過程是可以重復進行的，即組合體成 員本身可以是復雜數據，如圖 7.4 中的屬性 address 一樣。而在面向對象觀點下，數據與操作 是不可分離的，是同一實體（即對象）的兩個側面。因此，當用戶為復雜數據定義新的數據 類型 T 時，必須同時描述 T 的值的構成以及對 T 型值的操作。這樣，上面的“學生”類型 S 將被定義成如圖 7.5 所示的樣子： > ① 這種組合體在不同編程語言中有不同術語，如 Pascal 語言的記錄類型和 C 語言的結構類型。  圖 7.5 復雜數據類型 S 是多個屬性及操作的組合體 由此，我們從傳統的數據類型概念發展出了“類”的概念。類（class）是廣義的數據類型，能夠定義復雜數據的特性，包括靜態特性（即數據）和動態特性（即對數據的操作方法）。 正如傳統類型 int 可視為由 3、525 等合法整數值組成的集合一樣，類也規定了它的合法值的 形式和范圍。類的值就是“對象”，也稱為類的實例。例如圖 7.5 中的類 S 的合法值就是每一 個學生。 早期編程語言在創建新類型方面比較弱，但隨著數據類型概念的發展，現代編程語言大 多都提供了強大的自定義數據類型的語言構造。面向對象編程語言中的類定義機制使得自定 義數據類型的能力達到了比較完善的程度。