软件工程课件Ch_6 面向对象基础

6. 多态性（Polymorphism）是指在父类中 定义的属性或服务被子类继承后，可以具 有不同的数据类型或表现出不同的行为。
多态性机制为软件的结构 设计提供了灵活性，减少 了信息冗余，明显提高了 软件的可复用性和可扩充 性。
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知识回顾
软件工程中的形式化方法 面向对象基本概念
类(Class)和对象(Object) 封装(Encapsulation) 继承(Inheritance) 消息(Message) 多态性(Polymorphism)
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内容提纲
• 面向对象方法概述 – 基本思想与发展历史 – 面向对象的软件工程方法 • 面向对象基本概念 – 面向对象基本概念 – 软件模型的类型和作用 • 统一建模语言UML – UML语言概述 – UML语言的基本元素 – 常用的UML图
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6.2.1 面向对象基本概念
1.对象（Object）是系统中用来描述客观事 物的一个实体，它是构成系统的一个基本 单位，由一组属性和对这组属性进行操作 的一组服务组成。
将 OOA 模型直接变成 OOD 模型，并且补充一些与实现有 关的部分，如：人机界面、数据存储、任务管理等。
面向对象编程（ Object Oriented Programming，OOP）
用一种面向对象的编程语言将 OOD 模型中的各个成分编写 成程序，由于从OOA→OOD→OOP实现了无缝连接和平滑 过渡，因此提高了开发工作的效率和质量。
一种基于对真实世界中的概念进行抽象而思考问 题的方法
“面向对象方法”不是
使用面向对象编程语言（ C++, Eiffel, Smalltalk ） 使用面向对象的符号进行设计
软件工程学家Codd和Yourdon认为：
面向对象=对象 + 类 + 继承
+通信
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6.1.1 面向对象方法的发展历史
初始阶段
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6.2.2 软件建模概念
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内容提纲
• 面向对象方法概述 – 基本思想与发展历史 – 面向对象的软件工程方法 • 面向对象基础 – 面向对象基本概念 – 软件模型的类型和作用 • 统一建模语言UML – UML语言概述 – UML语言的基本元素 – 常用的UML图
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6.3.1 什么是UML
- 1960’s: Simula 编程语言 - 1970’s: Smalltalk 编程语言
发展阶段
- 1980’s: 理论基础，许多 OO 编程语言（如 C++, Objective-C 等）
成熟阶段
- 1990’s: 面向对象分析和设计方法（ Booch, OMT, OOSE 等），java语言 - 1997: OMG(Object Management Group) 组织的统一建 模语言（UML） - 逐渐替代了传统的结构化方法
在面向对象的系统分析和设计中，并不需 要逐个对对象进行说明，而是着重描述代 表一批对象共性的类。
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6.2.1 面向对象基本概念
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6.2.1 面向对象基本概念
3. 封装（Encapsulation）是把对象的属性和服务结 合成一个独立的系统单位，并尽可能隐藏对象的内 部细节。 封装的作用
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内容提纲
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6.2.1 面向对象基本概念
7. 对象之间的联系
面向对象软件维护（ Object Oriented Software
Maintenance，OOSM）
在面向对象方法中，各阶段采用的表示是一致的，从而 大大降低了理解的难度，无论是从程序中的错误追溯到 问题域，还是需求的变化需要从问题域追溯到程序，整 个过程都是平坦的。另外，对象的封装性使得一个对象 的修改对其他对象的影响很小，不至于牵一发而动全身。
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6.1.2 面向对象的软件工程方法
面向对象的测试（ Object Oriented Testing，OOT ）
面向对象测试是指对于运用 OO 技术开发的软件，在测 试过程中继续运用 OO 技术进行以对象概念为中心的软 件测试 以类作为基本测试单位，集中检查在类定义之内的属性、 服务和有限的对外接口，大大减少了错误的影响范围。
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6.2.1 面向对象基本概念
消息连接
消息连接是对象之间的通信联系，它表现了对 象行为的动态联系。 一个对象需要另一个对象的服务，便向它发出 请求服务的消息，接收消息的对象响应消息， 触发所要求的服务操作。 消息连接是在具有交互的对象之间的一种基本 联系。
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6.2.2 软件建模概念
模型
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6.1 面向对象方法概述
面向对象模型更接近于问题域
以问题域中的对象为基础建模 • 以对象、属性和操作对问题进行建模
•
反复细化高层模型直到可以实现的程度
• 努力避免在开发过程中出现大的概念跳变
将模型组织成对象的集合
• 真实世界中的具体事物
驾驶执照、信用卡、飞机等
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6.1 面向对象方法概述
将所有信息封装在对象中 “面向对象方法”是
• • • •
分类结构：一般与特殊的关系 组成结构：部分与整体的关系 实例连接：对象之间的静态联系 消息连接：对象之间的通信联系

分类结构
• 分类结构表示的是事物的一般与特殊的关系（“is
•
a”），在面向对象术语中，将一般与特殊的关系称为 泛化（Generalization）联系。 如果在分类结构中存在多继承，将形成一个类的网格 结构。
一个对象向另一个对象发出 消息请求某项服务，接收消息 的对象响应该消息，激发所要 求的服务操作，并将操作结果 返回给请求服务的对象。
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例如：用户通过遥控器转换电视频道 用户发出的消息包括：
接受者：电视机 要求的服务：转换频道 输入信息：转换后的频道序号 应答信息：转换后频道的节目
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6.2.1 面向对象基本概念
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6.2.2 软件建模概念
模型的作用
有助于问题的简化，通过抽象降低复杂性 有助于和其他开发小组成员、各种用户以及系统相关 者进行交流 有助于维护人员了解软件设计的思路和细节，为以后 的维护和升级提供了文档。
模型的类型
数学模型：采用精确的数学公式来描述系统 描述模型：采用自然语言以一种精确的方式描述系统 的某一方面，诸如备忘录、报表、结构化英语、伪码 等。 图形模型：以直观的方式示意性地表示系统的某些方 面。
4. 继承（Inheritance）是指子类可以自动拥 有父类的全部属性和服务。 继承的作用
简化了人们对现实世界的认识和描述 对于软件复用是十分有益
继承的类型
单继承：子类只从一个父类继承 多继承：子类从多个父类继承
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6.2.1 面向对象基本概念
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6.2.1 面向对象基本概念
5. 消息（Message）是对象发出的服务请求， 一般包含提供服务的对象标识、服务标识、 输入信息和应答信息等信息。 说明：
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6.2.1 面向对象基本概念
属性是用来描述对象静态特征的一个数据 项。 服务是用来描述对象动态特征（行为）的 一个操作序列。
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6.2.1 面向对象基本概念
2.类（Class）是具有相同属性和服务的一组 对象的集合，它为属于该类的全部对象提 供了统一的抽象描述，其内部包括属性和 服务两个主要部分。 类代表一个抽象的概念或事物，对象是在 客观世界中实际存在的类的实例。 类体现了人们认识事物的基本思维方法： 分类 问题：类还是对象？
• 使对象形成两个部分：接口（可见）和实现（不可见） • 信息隐藏将所声明的功能（行为）与内部实现（细节）
分离 • 封装可以保护对象，避免用户误用；也可以保护客户端， 其实现过程的改变不会影响到相应客户端的改变。
• 可见性是指对象的属性和服务允许对象外部存取和
引用的程度。
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6.2.1 面向对象基本概念
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6.2.1 面向对象基本概念
组成结构
组成结构表示对象类之间的组成关系(has a)，即部分与 整体关系。 组成结构体现了面向对象方法的聚合（Aggregation）原则 组成结构可以表示出复杂的对象层次结构。
实例连接
实例连接表示对象之间的静态联系，它是通过对象的属 性来表现对象之间的依赖关系。 在面向对象术语中，对象之间的实例连接称为链接 （Link），存在实例连接的对象类之间的联系称为关联 （Association）
UML 可以描述开发所需要的各种视图
概念的：业务过程和系统功能 具体的：程序中的类、数据库模式、可重用的 软件构件。
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6.3.1 什么是UML
可视的(Visualizing)
UML 提供一组具有明确语义的图形符号，可以 建立清晰的模型便于交流，所有开发人员都可 以无歧义地解释这个模型。 UML 代替了传统的“边想边写”开发方式
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面向对象技术(Object Oriented Technology)比较自然地模拟了人类认识 客观世界的方式,成为当前软件工程学中的 主流方法。是一种抽象思维方式。
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驾驶执照 Joe Smith 信用卡 Joe 的第一次作业
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6.2.1 面向对象基本概念