Java
程式設計(二)
：第
五章 物件變數與物件陣列
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第五章 物件變數與物件陣列 5-1 真實環境程式化
5-1-1 真實現象數位化 建構資訊系統主要目的，是要將真實環境可能出現的各種現象數位化，並能儲存於資訊系統內，再依照運作環境所需而編寫處理資料之程式，使其能自動化執行，這就是目前最流行的『電子化系統』，如電子化企業（E-enterprise）、電子化商務（E-commercer）...等。 由此可見，建構電子化系統，最基本的工作即是將所欲處理的『事務』數位化，才可利用資訊系統處理。但這裡所說的『事務』並不一定是有形的真實事務，也有可能虛擬幻象的『抽象』現象。簡單的說，吾人必須想盡辦法將任何可能出現的『人』、『事』、『地』、『物』，且無論是有形或無形的，都要將其數據化，使其可放入資訊系統中處理。 如何將真實環境數位化，基本方法是將該『事物』（或實體，Entity）可能出現的現象，收集成若干個屬性（attribute）。每一種屬性利用一個變數（某種資料型態）儲存該屬性的數值，這些屬性的集合，則是該『事物』現象的數位資料。譬如，如欲描述真實環境中的『汽車』現象，也許會選用廠牌、價錢、車型、排氣量、馬力、門數…等屬性，每一種屬性由一個變數儲存其數值或資料，有了這些數位化資料的格式後，則可將許多類型汽車依照其屬性儲存於資訊系統。如果有很多類型汽車，每種汽車都選用相同屬性但屬性內的資料不同，吾人就可以利用這些資訊來作各廠牌之間汽車效能比較、搜尋所喜歡車種...等等電子化處理程序。 另一方面來講，描述『事物』的屬性越多的話，描述得越仔細，雖然可得到的資訊越正確，但資訊系統則需要更多的資源來處理；如果『屬性』越少的話，系統處理速度可能較快，但可能會不能滿現況所需，或出現處理不周的現象。到底應該如何描述才是最理想，這就考驗程式設計師的能耐了。但最起碼可區分下列兩大重點： （A）同一『現象』不同描述： 當某一種真實『現象』需要不同的處理時，可能會出現不同的描述，每一種描述則需要各種不同的屬性。譬如，真實環境中的『人』就可能出現許多描述的類型，如圖 5-1 所示。建構醫院管理系統時，描述每一個『人』的屬性可能包含姓名、身分證號、病歷代號、地址、電話；而建構銀行信用卡系統時，『人』的信用卡資料可能包含姓名、會員代號、地址、電話、信用等級、所屬銀行；而銀行開戶系統中，銀行可能會需要登錄『人』的姓名、帳戶代號、地址、電話、存款等等。由此可見，同樣的『事物』進入不同系統處理時，所需描述的屬性可能會相差很大。而且就算是相同功能的資訊系統但由不同程式設計師製作時，因個人考量不同，要選擇哪些屬性來描述『現象』也不盡相同，何況是不同應用系統呢？
圖 5-1 同一現象不同描述 （B）相同描述，辨識不同個體： 選定某些『屬性』來描述特定『事物』之後，又如何來辨識相同事物現象之間的不同個體呢？譬如，系統如何在眾多信用卡之中，辨識哪一張是『春嬌』、哪一張是『志明』？簡單的方法是選取某一個能夠辨識不同個體的屬性，如果是『人』的話，可以選用『身分證字號』作為屬性其中之一，因為幾乎不可能出現相同身分證字號的『人』，如果找不到現有可辨識個體的屬性，則可能要自行創立。以圖 5-2 圖書館系統為例，描述書籍則非常有可能出現相同的出版社、書名、作者，為了要能辨識個體，只好加入一個『編號』屬性。基本上，該『編號』屬性與所描述書籍並沒直接關聯，僅為了分辨不同書籍而已，因此，他的內容需由管理員自行編制，但需保證不可以重複。
圖 5-2 相同描述辨識不同個體 5-1-2 被動式描述技巧 – 結構變數 傳統語言描述真實環境的『實體』（Entity，或稱事物）現象，大多利用幾個基本資料型態（int, float, char 等等）所構成的結構變數（如 C 語言的 structure 變數）。亦是，結構變數內包含了若干個元素，每一元素可能由基本資料型態，或另一個結構所產生的變數。基本上，結構是描述實體的結合體，至於會採用元素的多寡，這必須視如何分辨出不同實體之間的差異，與實體的運用範圍。 利用結構變數所描述真實環境，『實體』之間大多是獨立的，很難找出它們之間的關連性。譬如，一般公司員工大略可區分為工作員與經理員兩群組，如利用 C 語言的結構來製作員工資料時，則可能產生兩個獨立分別描述工作員與經理員兩種結構變數，兩者之間也很難找出關連性。其實公司裡的員工許多資料都是相同的，資料型態之間應該有許多相似的地方。譬如，當工作員工升等成經理階層，則他的資料可能需要重新製作。如果改利用物件來宣告，就能輕易地取得兩者之間的連帶關係。另外，某些變數可能會有一些限制，譬如，經理級的薪資可能有最低基本薪額，當我們使用結構變數變更資料時，很難去處理這些特殊限制，但運用物件變數卻很容易達成。 （A） 結構變數描述 吾人用一個簡單範例說明傳統語言描述『實體』的方法。假設某家製造工廠欲建立薪資管理系統，針對某位員工選擇描述的屬性如圖 5-3 所示。以 C 語言為範例，宣告產生『結構變數』與『陣列結構變數』的語法如下：
圖 5-3 結構變數的被動描述 描述工作員的結構變數如下：（C 語言範例）
（B）結構變數可能出現問題 (1) 同一資訊系統內，描述某一『實體』的資料結構於不同應用軟體之間是否能保持一致性。譬如，員工資料當然不會僅出現於薪資管理系統，同一公司的其他系統也會使用到員工資料，可能出現同一員工在相同資訊系統裡出現多種描述結構，而這些描述變數之間沒有任何關聯性，常會造成資料相衝突。 (2) 當資訊系統處理模式變更，需要改變描述實體的結構變數時，也許所有資訊系統的結構變數都需要變更。譬如，期望在每一員工的資料裡加入『電話』，則所有結構變數都必須變更。 (3) 對於描述實體的屬性內容無法管制。譬如，經理級的員工薪資有最低保障薪資、最高加班時數等等；資料本身無法判斷正確與否，必須仰賴程式裡加以限制。也就是，結構變數對於某些較重要的屬性無法隱藏與限制。 當然，物件導向程式語言並非僅針對上述缺點來設計，不只解決了上述問題，更加入許多功能。但無論如何，我們還是由這方面切入探討物件的基本功能，之後再研究他額外增加的功能，如此一來，對於學習物件導向的觀念，也許會較容易。 5-1-3 主動式描述技巧 – 物件變數 在物件導向程式設計下，描述真實現象『實體』的物件，不再僅由若干個基本型態的變數所構成。意即不僅包含某些變數成員，同時也包含處理這些變數的方法成員。方法成員基本運用是作為整個物件的輸入與輸出介面，又稱為『輸入/輸出埠口』，如圖 5-4 所示。當某一物件被引用之後，其內部的方法也可能隨之被呼叫執行，然而執行方法成員時，也可能需要獨立的記憶體空間（譬如，程式執行當中會產生的變數）不可與原主程式記憶體空間相衝突。由此可見，物件是獨立的個體，背負某一特殊任務所構成，因此稱之為『Object』。圖 5-4 為主動式物件變數的概念圖，物件內包含：變數（Variable）與方法（Method）兩種成員。變數成員如同結構變數一般，可用來描述真實環境，某些變數（隱藏式變數，如 ID 變數）必須透過『方法』成員才可處理，但較無關鍵性變數則可直接處理（非隱藏式，如 pay、name 變數）。
圖 5-4 主動式描述
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