3面向对象的设计
面向对象设计之3_基于UML的图书管理系统的分析与设计
基于UML的图书管理系统的需求分析与设计摘要：本文对面向对象的概念、UML产生的背景及其基本内容进行了阐述，在对图书馆图书管理系统进行功能描述和需求分析的基础上，结合软件工程和面向对象需求分析，设计了基于UML的用例图、包图和顺序图，状态图等语言机制的图书馆图书管理系统模型。
关键词：UML；建模语言；面向对象；需求分析；图书管理系统1关于面向对象面向对象是一种的程序设计方法，或者说它是一种程序设计类型，其基本思想是使用对象，类，继承，封装，消息等基本概念来进行程序设计。
它是从现实世界中客观存在的事物（即对象）出发来构造软件系统，并在系统构造中尽可能运用人类的自然思维方式，强调直接以问题域（现实世界）中的事物为中心来思考问题，认识问题，并根据这些事物的本质特点，把它们抽象地表示为系统中的对象，作为系统的基本构成单位（而不是用一些与现实世界中的事物相关比较远，并且没有对应关系的其它概念来构造系统）。
这可以使系统直接地映射问题域，保持问题域中事物及其相互关系的本来面貌。
它可以有不同层次的理解：（1）从世界观的角度可以认为：面向对象的基本哲学是认为世界是由各种各样具有自己的运动规律和内部状态的对象所组成的；不同对象之间的相互作用和通讯构成了完整的现实世界。
因此，人们应当按照现实世界这个本来面貌来理解世界，直接通过对象及其相互关系来反映世界。
这样建立起来的系统才能符合现实世界的本来面目。
（2）从方法学的角度可以认为：面向对象的方法是面向对象的世界观在开发方法中的直接运用。
它强调系统的结构应该直接与现实世界的结构相对应，应该围绕现实世界中的对象来构造系统，而不是围绕功能来构造系统。
（3）从程序设计的角度来看，面向对象的程序设计语言必须有描述对象及其相互之间关系的语言成分。
这些程序设计语言可以归纳为以下几类：系统中一切皆为对象；对象是属性及其操作的封装体；对象可按其性质划分为类，对象成为类的实例；实例关系和继承关系是对象之间的静态关系；消息传递是对象之间动态联系的唯一形式，也是计算的唯一形式；方法是消息的序列。
面向对象的程序设计的基本特征
面向对象的程序设计的基本特征面向对象的程序设计的基本特征面向对象的程序设计，指的是将现实世界的实体抽象为对象，把对象和对象之间的交互关系作为程序实现的主要元素。
面向对象的程序设计是当代程序设计领域的重要研究方向，它的主要特征可以按类划分为以下几个方面。
一、封装性封装性是面向对象程序设计中的基本特征之一，它指的是将数据和方法封装起来，对外部不可见。
通过封装，我们可以将类内部的数据和函数保护起来，确保程序的稳定性和安全性。
二、继承性继承性是指一个类可以从另一个类继承属性和方法。
继承是面向对象程序设计的重要特性之一，通过继承，我们可以减少代码的重复，提高程序的可维护性和可扩展性。
同时，继承也可以实现多态性，即在不同的情况下，同一函数可以实现不同的功能。
三、多态性多态性是指同一函数在不同的对象中可以表现出不同的功能。
多态是面向对象程序设计的重要特性之一，通过多态，我们可以提高程序的效率和可读性。
多态性的实现需要结合继承和多态两个特性。
四、抽象性抽象性是指将一个对象的特性抽象出来，形成一个抽象类或接口，不仅可以提高程序的可读性，同时也能够实现代码的复用。
抽象性是面向对象程序设计的基本特性之一，通过抽象性，我们可以将客观事物抽象成为标准化的类或接口，从而降低参数的复杂性。
总之，面向对象程序设计是一种灵活、高效、可维护的程序设计方法，具有封装性、继承性、多态性和抽象性等基本特征。
通过合理应用这些特征，我们可以提高程序的质量和效率，同时也能够实现代码的复用和提高程序的可读性。
无论是在软件开发、系统设计还是算法优化等领域，面向对象的程序设计都是一种值得推崇的编程范式。
面向对象程序设计
面向对象程序设计⏹结构化程序设计的基本内容:1．结构的类型:顺序、分支、循环２．结构化程序设计思想:利用过程或函数来抽象和模拟客观现实。
３.结构化程序设计方法：１)重点放在如何实现细节过程方面,将数据与函数分开。
2)形式:主模块+若干个子模块（如C：maiｎ()+子函数）。
4.特点：自顶向下,逐步求精——功能分解。
５．缺点：效率低,是手工作坊式的编程。
６.结构化程序的问题——数据与算法分离,程序数据和操作数据的函数是分离的。
⏹面向对象程序设计观点:1.自然界是由各种各样的实体（对象）所组成,每种对象都有自己的内部状态和运动规律，不同对象之间的相互联系和相互作用就构成了各种不同的系统,进而构成整个客观世界。
2.程序设计方法：使用面向对象的观点来描述模仿并处理现实问题。
3.要求：高度概括、分类和抽象。
４．目的:实现软件设计的产业化。
5.基本概念:1）对象：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元。
一个对象具有一组属性和行为。
实体对象*一台计算机抽象对象*一项计划2)对象构成要素：对象标识符：是对象的名称,用来区别于其他对象。
属性：是用来描述对象静态特征的一个数据项。
行为：是用来描述对象动态特征和行为的操作。
３)消息(Mｅｓsaｇe）用于描述事件发生的信息。
消息是对象之间发出的行为请求。
多个消息构成一个事件(Eｖeｎt）。
对象之间通过传递消息相互影响。
对象示例：一个“学生”对象的例子对象名：学生属性：学号：12345６姓名：令狐冲年龄:1８专业：信管行为：修改学号、姓名、专业、年龄等等对象示例:一个“课程”对象的例子：对象名:课程属性：课程号：123４56课程名:程序设计任课教师：莫名选课要求：学时：48行为:获取并修改课程名、课程号、学时数、选课要求、任课教师等４）类:是具有相同属性和行为的一组对象的集合，它为属于该类的全部对象提供统一的抽象描述,是对象集合的再抽象。
５)类和对象的关系：类（抽象定义)<->对象（实例）6)类<->对象举例学生<->学生王强课程<->C＋+程序设计类型<->变量,如C语言中的inｔ和int x;7)类的实例——用类定义的类变量，即对象。
面向对象的程序设计教案
面向对象的程序设计教案一、教学目标1. 理解面向对象程序设计的基本概念，如类、对象、封装、继承和多态。
2. 掌握使用面向对象的方法分析问题、设计解决方案并实现。
3. 学会使用面向对象编程语言（如Java、C++等）进行程序设计。
二、教学内容1. 面向对象程序设计概述介绍面向对象程序设计的发展历程、优点及应用领域。
2. 类与对象讲解类的定义、属性、方法；对象的概念、创建方式及使用。
3. 封装与信息隐藏解释封装的原理、作用；演示如何通过访问修饰符实现信息隐藏。
4. 继承与多态阐述继承的概念、分类；展示多态的实现方法和应用场景。
5. 面向对象设计原则介绍单一职责原则、开闭原则、里氏替换原则、接口隔离原则和依赖倒置原则。
三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原理和方法。
2. 案例分析法：通过实际案例演示面向对象程序设计的应用。
3. 动手实践法：让学生编写代码，巩固所学知识。
4. 小组讨论法：分组讨论问题，培养团队协作能力。
四、教学环境1. 教室环境：投影仪、计算机、网络。
2. 编程工具：集成开发环境（IDE），如Eclipse、Visual Studio等。
3. 编程语言：选择一种面向对象编程语言，如Java、C++等。
五、教学评价1. 课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答情况等。
2. 课后作业：检查学生完成作业的质量、代码规范性和正确性。
3. 项目实践：评估学生在团队项目中的贡献、解决问题能力和编程技能。
4. 期末考试：考查学生对面向对象程序设计知识的掌握程度。
六、教学计划1. 第一周：面向对象程序设计概述2. 第二周：类与对象3. 第三周：封装与信息隐藏4. 第四周：继承与多态5. 第五周：面向对象设计原则七、教学资源1. 教材：推荐《Head First 面向对象编程》、《大话数据结构》等。
2. 在线资源：开源中国、CSDN、Stack Overflow 等。
3. 教学视频：网易云课堂、慕课网等平台的面向对象程序设计课程。
面向对象设计的三大原则,理解并能举例
面向对象设计的三大原则，理解并能举例
面向对象编程设计有三大原则，分别是封装（Encapsulation）、继承（Inheritance）和多态（Polymorphism）。
1. 封装（Encapsulation）：封装是将数据和相关行为（方法）
组合在一个类中，以实现隐藏内部实现细节的原则。
通过封装，可以将一组数据和对它们的操作封装在一个类中，对外部只暴露必要的接口，隐藏了实现的细节，提高了代码的安全性和可维护性。
例如，一个汽车类可以封装了颜色、品牌、速度等变量和加速、刹车等方法，对外只提供加速和刹车的接口，而隐藏了内部细节。
2. 继承（Inheritance）：继承是指创建一个新类（子类）从已
有的类（父类）中继承属性和方法的过程。
子类可以通过继承父类的特性来扩展和增强功能，并且可以重用已有的代码。
例如，有一个动物类，定义了一些公共属性和方法，然后创建了狗类和猫类继承动物类，狗类和猫类就可以共享动物类的一些功能，同时可以根据需要添加自己的特定功能。
3. 多态（Polymorphism）：多态是指同一类对象在不同情况下
可以表现出不同的行为。
对象多态性使用继承和接口实现，通过动态绑定和方法重写，允许不同的对象对同一个方法做出不同的响应。
例如，一个动物类中有一个叫声的方法，猫类和狗类都继承了动物类，并重写了叫声的方法，当通过调用叫声方法时，猫和狗的叫声不同，实现了多态性。
这三个原则是面向对象设计的基石，有助于实现代码的可重用性、可扩展性和灵活性。
面向对象分析与设计(3)-用例建模
有些备选事件流将返回到基本事件流，而有些将结束
此用例的执行
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基本流
❖ 基本流描述的是该用例最正常的一种场景，在基本流中系统执行一 系列活动步骤来响应参与者提出的服务请求。
3.用户选择准备购买的图书，并加入购物车。系统 记录已加入购物车的图书并计算价格。
4.用户准备结账，系统提示确认购物清单，并提示 输入银行账号、送货地址等关键信息。
5.用户输入以上信息，并确认。系统完成交易，并 显示交易信息。用例结束。
以用例的方式定义需求处处关心用户
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到底想用系统做什么，如何做
❖ 这种参与者与系统功能特性间的交互关系就 是我们所说的“用例”
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用例建模的特点
❖ 显式地表达用户的任务目标层次，突出系 统行为与用户利益间的关系；
❖ 通过描述执行实例情节（交互行为序列、 正常/非正常事件流）能够完整地反映软件 系统用以支持特定功能的行为；
❖ 以契约（前/后置条件等）的形式突出了用 户和系统之间常常被忽略的背后的关系；
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流程四：用例规约详述
❖ 用例名字（Name）
❖ 简要说明（Brief description）
❖ 事件流（Flows of Events）
❖ 特殊需求（Special requirements）
❖ 前置条件（Pre-conditions）
▪ 开始用例前所必需的系统及其环境的状态
▪ 起始于参与者的输入 ．其中，系统是一个黑盒 ▪ 用于描述系统行为，但不描述如何实现
❖ 识别用例时需要注意
▪ 用例的粒度不要太大也不要太小 ▪ 用例描述的是系统做什么，初始识别用例的时候不要
面向对象的设计建模
类
对象的抽象，具有相同属性和行为的对象 集合。
继承
子类继承父类的属性和行为，实现代码复 用。
封装
将对象的属性和行为封装在一起，隐藏对 象的内部细节。
面向对象设计建模的优点
代码复用
通过继承和多态，实现代码复 用，减少重复代码。
易于维护
对象之间相对独立，便于修改 和扩展。
易于理解
面向对象的设计建模更符合人 类的思维习惯，易于理解和维 护。
交互逻辑进行组织和管理。
05 面向对象设计建模的未来 发展
AI与机器学习在面向对象设计建模中的应用
01
自动化代码生成
利用机器学习技术，自动生成符 合面向对象设计原则的代码，提 高开发效率。
02
智能代码审查
03
智能重构工具
通过机器学习算法对代码进行审 查，检测出潜在的设计问题，提 供优化建议。
利用机器学习技术，自动识别代 码中的冗余、重复部分，并提供 重构建议。
微服务架构
将系统拆分为一系列小型、独立的服务，每 个服务负责单一功能。
事件驱动架构
系统中的事件触发其他组件或服务的响应。
容器化与云原生架构
利用容器技术实现应用的快速部署和管理。
04 面向对象设计建模的案例 分析
案例一：电子商务网站的设计建模
总结词
复杂度高，涉及多个实体和交互
详细描述
电子商务网站涉及商品、用户、订单等多个 实体，以及用户浏览、购物车、支付等交互 流程，需要使用面向对象设计建模来构建复 杂的关系和功能。
强大的扩展性
通过类和接口的继承和实现， 可以方便地扩展系统功能。
面向对象设计建模的适用场景
系统复杂度高
当系统复杂度较高时，使用面向 对象设计建模可以更好地组织和 管理代码。
第3章-面向对象程序设计(上)ppt课件(全)
面向对象的基本概念
❖ 对象(Object)是一个应用系统中用来描述客观 事物的实体，是具有特定属性(数据)和行为 (方法)的基本运行单位，是类的一个特定状态 下的实例。
❖ 类(Class)是Java代码的基本组织模块，是用 以描述一组具有共同属性和行为的对象的基 本原型，是对这组对象的概括、归纳与抽象 表达，它定义了本类对象所应拥有的状态属 性集及操作这组属性的行为方法集。
也可以一步完成，即：
类名称 对象变量 = new 类名称();
实例化对象（续）
❖ 一旦一个类的实例化对象产生，就可以通过该对象 访问类中定义的成员了。通过对象访问成员的基本 结构如下：
对象变量.属性 = 值; 对象变量.方法();
3.2 方法
任务2--Leabharlann 方法的定义【任务内容】给任务1中的媒体播放器类增加控制方 法
❖ JAVA的类由类的声明与类体两部分组成。
1、类的声明用来指定该类的访问修饰符、类的
名称、父类名称及实现接口等属性。声明类的完整 形式为： [public][abstract|final] class <类名> [extends<基类名> ]
[implements <接口列表>]
类名应该能够描述出类的 特征或作用，类名的第一 个字母通常要大写，如果 类名由多个单词组成，则 每一单词的首字母一般都
【范例 3-1】 设计一个媒体播放器类
class MediaPlayer{ //音乐文件路径 public String musicFile; //播放器音量，范围:0(静音）~100 public int soundLevel; //播放器状态 public boolean isPlaying;
面向对象程序设计课程描述
面向对象程序设计课程描述一、课程概述面向对象程序设计是计算机科学中的一个重要分支，它是一种编程范式，通过把数据和操作封装在对象中，实现程序的模块化和复用。
本课程旨在帮助学生掌握面向对象程序设计的基本概念、原则和技术，并能够运用所学知识设计、实现和维护高质量的面向对象程序。
二、课程内容1. 面向对象基础介绍面向对象编程的基本概念，包括类、对象、继承、多态等。
讲解如何使用类定义数据类型，并通过封装、继承和多态等机制来实现代码复用和灵活性。
2. 面向对象设计原则介绍常见的面向对象设计原则，包括单一职责原则、开放封闭原则、里氏替换原则等。
讲解如何根据这些原则进行系统架构设计和代码编写。
3. 面向对象分析与设计介绍面向对象分析与设计方法，包括UML建模语言和常用建模工具。
讲解如何使用UML图形化表示系统需求和结构，并通过UML类图来描述系统组成部分及其相互关系。
4. 面向对象编程语言介绍面向对象编程语言的特点和常见语言的使用，包括Java、C++、Python等。
讲解如何使用这些语言实现面向对象程序设计，并介绍常用的开发工具和框架。
5. 面向对象设计模式介绍常见的面向对象设计模式，包括工厂模式、单例模式、观察者模式等。
讲解如何根据不同场景选择合适的设计模式，并通过实例演示如何应用。
三、教学方法1. 理论讲授老师将通过课堂讲解和PPT展示，系统全面地介绍课程内容和案例分析，帮助学生理解相关概念和原理。
2. 实践操作课程中将安排一定量的编程实践环节，帮助学生巩固所学知识并提高编程能力。
实践环节将涉及到面向对象程序设计的各个方面，包括类定义、封装、继承、多态等。
3. 课程项目本课程将安排一个小型项目作为期末考核，要求学生运用所学知识完成一个具有一定规模和复杂度的面向对象程序，并在最后一次课堂上进行演示和评分。
四、评分方式1. 平时成绩包括课堂出勤、作业完成情况、实验报告等，占总成绩的30%。
2. 期中考试考察学生对课程内容的掌握程度，占总成绩的30%。
3- 面向对象编程-Java面向对象程序设计-邢国波-清华大学出版社
3.2.4多态
多态是实现接口的多个类或一个父类的多 个子类有相同的方法名，但是具有不同的 表现方式。
例如，动物类具有喊叫的方法，但是它的子 类猫和子类狗的喊叫效果却不一样。
3.3 java类与对象
3.3.1 java类的定义
java类是组成程序的基本单位，所有代码都定 义在类中。Java中类的定义格式如下： [类修饰符] class 类名[extends 父类名 ] [implements 接口名列表 ] {
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3.2.3继承
继承是类之间的一种代码重用机制。如果 A类继承了B类，则A类拥有了B类的除了 私有属性和私有方法外的所有属性和方法 ，同时可以添加自己特有的属性和方法。
例如，汽车类具有型号、车牌、价格、 颜色属性，具有启动、挂挡、刹车等方 法。公共汽车属于汽车的子类，则除了 具有汽车类的属性和方法外，还增加了 票价、车次、站牌等属性。
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修饰符列表是可选项，根据实际情况定义 ，包括：public、protected、private 、abstract、static、final、 synchronized等， 其中public、protected、private不能 同时存在。
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返回值类型可以是任何一种数据类型，包 括8种基本类型、类名、接口名、数组等 ，也可以是void。 如果该方法最终不返回任何结果，则需要 定义成void。如果不是void，则方法体最 后要有return语句，return的值要跟方法 头中写的返回值类型一致。
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3.2.2 封装
封装是指把同一类事物的特征和行为都定义 到一个类里，变成类的属性和方法。同时通 过访问控制符来定义每个属性和方法的可见 性。
例如，一个圆有半径，还有计算自己的面 积和周长的方法。通过定义一个圆类，将 半径定义成圆类的属性，将计算圆的面积 和周长的函数定义成圆的方法，则实现了 圆类的封装。
Java程序设计项目式教程 教案 教学设计-单元3 Java面向对象程序设计
（5）创建对象的一般格式。
（6）面向对象程序开发的主要目标就是：用代码模拟现实中的对象，将现实中对象的某些特征、行为能力用代码呈现出来，然后用这些代码来模拟解决现实中的问题。
教师讲解
多媒体课件演示
整理笔记引导创新
同步训练
仿照课堂实例，编写一个手机类，其中属性包括手机品牌、手机型号内存大小等，方法包括显示手机信息，并编写测试类进行对象的创建。
教师讲授
多媒体
布置训练提出要求
教师讲授
多媒体
布置训练任务提出要求
教学过程设计
3.2学生成绩处理（学时数：4）
主要步骤
教学内容
教学方法
教学手段
师生活动
问题引入
学生信息处理中学生的选课情况处理，记录每门课程的成绩，并对学生个人或班级成绩进行一些统计分析方面的处理。
教师讲授引导文法
多媒体
教师：讲解演示学生：观察思考
知识讲解
知识点1：方法的定义；
动手实践做中学
多媒体真实系统环境网络资源
实践操作查阅资料巡视指导
评估讨论
（1）评估讨论实训任务的实施过程；
（2）给出参考的解决方案；
（3）展示讨论学生的解决方案；
（4）考核学生结果。
教师启发讨论归纳分数激励
实训项目单
思考结果演示
课堂总结
（1）方法用于描述对象的行为或活动；
（2）使用构造方法实现对象的初始化；
（3）方法重载是指多个方法具有相同的名
称，但是参数不同；
（3）类成员分为对象成员和类成员两类。
教师讲解
多媒体课件演示
整理笔记引导创新
同步训练
定义一个具有用户名和密码两个属性的管理员类，提供能够显示管理员信息的toString()方法。
第2章 面向对象技术与UML-郭
在结构化方法中，现实世界被映射为功能（函数）的集合。
结构化方法的特点： 结构化程序设计：程序 = 算法 + 数据结构 从算法的角度进行建模，大量精力都集中在控制流程和 算法的分解上（功能分解）。 缺点：需求变动、维护困难
2.1 面向对象技术概述
面向对象方 法的引入： 软件复杂性 的增长， 使软件开发 越来越困难。 面向对象的 方法按照人 类的自然思 维的方式， 面对客观世 界建立软件 模型。
对象的标识（名字）
每一个对象都有一个唯一的标识, 即使其状态有可 能与其它对象一样。
no1 no2 no3
对象的状态（数据属性）
一个对象的状态是它反映于现实世界的一系列 属性：
基本描述 载客人数 它与其它对象的关系 任一时刻的历史状态
飞机类型 飞机驾驶员 所属的航空公司
可能的状态： 停泊 班机 747 飞行 着陆
继承的描述
子类可以继承父类的全部属性与操作，并 可以添加或重新定义所继承的方法。 如果是重新定义，称为覆盖。
注意：覆盖和重载是不同的。
覆盖的例子
重载的例子
public class A{ String name; public String getValues(){ return “Name is”+name; } } public class B extends A{ String address; public String getValues(){ return “address is”+address; } }
6. 多态性
定义：同一操作作用于不同的对象，可以有 不同的解释，产生不同的执行结果。 例子： 动物叫
第三章-面向对象程序设计（答案）
一、判断题1、一个Java源程序可有多个类，但只仅有一个public类，而且程序名与public类名相同。
对2、如果类A和类B在同一个包中，则除了私有成员外，类A可以访问类B中所有的成员。
对3、接口中的成员变量全部为常量，方法为抽象方法。
对4、抽象类可以有构造方法，可以直接实例化。
错5、对static方法的调用可以不需要类实例。
对6、包含抽象方法的类一定是抽象类。
对7、方法中的形参可以和方法所属类的属性同名。
对8、接口无构造器，不能有实例，也不能定义常量。
错9、类的实例对象的生命周括实例对象的创建、使用、废弃、垃圾的回收。
对10、Java应用程序的入口main方法只有一种定义法。
对二、选择题1、下列答案正确的是（A）A) 在同一个Java源文件中可以包含多个类，只能有一个被声明为publicB) 在同一个Java源文件中只能包含一个类，并被声明为publicC) 在同一个Java源文件中可以包含多个类，都可以被声明为publicD) 在同一个Java源文件中可以包含多个类，只能有一个被声明为default2、Java实现动态多态性是通过（ B ）实现的。
A) 重载B) 覆盖C) 接口D) 抽象类3、下列哪一个是正确的方法重载描述（A）A) 重载方法的参数类型必须不同B) 重载方法的参数名称必须不同C) 返回值类型必须不同D) 修饰词必须不同4、final关键字不可以用来修饰（ D ）A) 类B) 成员方法C) 域D) 接口5、接口的所有成员方法都具有（ B ）属性A) private, final B) public, abstractC) static, protected D) static6、Java的封装性是通过（A）实现的A) 访问控制B) 设计内部类C) 静态域和静态方法D) 包7、下列接口或类不属于java.util.*包的是（ D ）A) Collection B) V ector C) Map D) Integer8、下述哪一组方法，是一个类中方法重载的正确写法？（A）A) int addV alue( int a, int b ){return a+b;}float addV alue ( float a, float b) {return a+b;}B) int addV alue (int a, int b ){value=a+b; }float addV alue ( int a, int b) {return (float)(a+b);}C) int addV alue( int a, int b ){return a+1;}int addV alue ( int a, int b) {return a+b;}D) int addV alue( int a, int b ) {return a+b;}int addV alue ( int x, int y ) {return x+y;}9、下列说法哪个是正确的？（ C ）A) 子类不能定义和父类同名同参数的方法B) 子类只能继承父类的方法，而不能重载C) 重载就是一个类中有多个同名但有不同形参和方法体的方法D) 子类只能覆盖父类的方法，而不能重载10、对于下列代码：public class Parent {public int addV alue( int a, int b) {int s;s = a+b;return s;}}class Child extends Parent {}下述哪个方法不可以加入类Child? （ B ）A) public int addV alue( int a, int b,int c ){// do something...}B) public void addV alue (int a, int b ){// do something...}C) public int addV alue( int a ){// do something...}D) public int addV alue( int a, int b ) {//do something...}11、以下程序段输出结果的是（ B ）public class A implements B {public static void main(String args[]) {int i;A c1 = new A();i= c1.k;System.out.println("i="+i);}}interface B {int k = 10;}A) i=0 B) i=10 C) 程序有编译错误D) i=true12、阅读下面的程序，输出结果是（ B ）public class TestDemo {int m=5;public void some(int x) {m=x;}public static void main(String args []) {new Demo().some(7);}}class Demo extends TestDemo {int m=8;public void some(int x) {super.some(x);System.out.println(m);}}A) 5 B) 8 C) 7 D) 编译错误13、下述哪个说法是不正确的？（A）A) 局部变量在使用之前无需初始化，因为有该变量类型的默认值B) 类成员变量由系统自动进行初始化，也无需初始化C) 参数的作用域就是所在的方法D) for语句中定义的变量，当for语句执行完时，该变量就消亡了14、下述那一个保留字不是类及类成员的访问控制符。
面向对象的设计原则
面向对象的设计原则面向对象的设计原则（OODP），又称软件工程基本原则，是一组遵循的准则，它使构建和维护高质量，灵活，容易调整复杂软件应用程序变得更容易、可靠和有效。
首先，“单一职责原则”（SRP）指出，每个类，函数，模块等应当负责一个单一任务：它们应该完成核心动机，而不是执行其他可能是更大的团队动机的其他事情。
也就是说，单一职责原则要求每个对象尽可能少地做更多的事情，从而减少复杂性，增加模块的复用以及允许有效的灵活性和松耦合。
其次，“开放封闭原则”（OCP）定义了一种设计问题可以解决，而实施解决方案时不必修改该设计问题。
使软件系统处于“开放”状态，以便可以操作它，而封闭状态则可以防止对系统的非零售改动。
随后，“接口隔离原则”（ISP）要求所有客户端程序使用接口，而不是具体类。
这种原则有助于确保客户端代码不依赖它不使用的功能，从而获得较好的内聚，更可靠的模块结构。
此外，“依赖反转原则”（DIP）指出，对象应该依赖于抽象而不是具体实现。
它有助于更抽象模块的可重用性和可测试性，从而避免了大量硬编码依赖项和不可管控结果，从而简化了代码维护和测试。
另一方面，“迪米特法则”通常被简称为“最少知识原则”（LKP），它要求一个对象应该尽可能少地知道其他对象的内容，以及它们的交互。
意思是说，它们既不应该依赖于内部的实现细节，也不应该被任何其他对象控制，从而实现良好的封装和高内聚，并改善软件的可维护性和可测试性。
最后，“合成复用原则”（CRP）指出，应该尽量组合构件，而不是继承构件，以建立可重用性和高内聚性，从而减少代码复杂性。
例如，如果某个构件有两个分解部分，而基本构件只是实现其中一个部分，则可以使用组合而不是继承来实现构件的全部功能。
面向对象的程序设计教案
一、教学目标1. 理解面向对象程序设计的基本概念，如类、对象、封装、继承和多态。
2. 掌握使用面向对象的方法分析问题和解决问题。
3. 学会编写简单的面向对象程序，并能够运用面向对象的思想进行软件设计。
二、教学内容1. 面向对象程序设计的基本概念类和对象封装继承多态2. 面向对象分析分析问题的方法确定类和对象的关系3. 面向对象设计设计类和对象确定类的属性和方法确定类的继承关系4. 面向对象程序的编写与调试编写类的定义和对象的操作调试程序5. 面向对象编程实例面向对象程序的设计与实现三、教学方法1. 讲授法：讲解面向对象程序设计的基本概念、原理和方法。
2. 案例分析法：通过分析具体的面向对象程序设计案例，使学生更好地理解面向对象的思想。
3. 实践操作法：让学生通过编写和调试面向对象的程序，提高实际编程能力。
四、教学环境1. 计算机房：安装有面向对象程序设计所需软件的环境。
2. 网络：方便学生查阅资料和交流。
五、教学评价1. 课堂参与度：评估学生在课堂上的发言和提问情况。
2. 练习完成情况：评估学生完成课后练习和编程任务的情况。
3. 课程报告：评估学生对面向对象程序设计思想和方法的掌握情况。
4. 期末考试：评估学生对面向对象程序设计知识的总体掌握情况。
六、教学安排1. 课时：共计40课时，每课时45分钟。
2. 课程安排：第1-8课时：面向对象程序设计的基本概念第9-16课时：面向对象分析第17-24课时：面向对象设计第25-32课时：面向对象程序的编写与调试第33-40课时：面向对象编程实例七、教学资源1. 教材：推荐《面向对象程序设计》等相关教材。
2. 课件：制作精美的课件，辅助讲解和展示。
3. 编程环境：提供面向对象程序设计所需的编程环境和工具。
4. 案例库：收集和整理面向对象的编程案例，供学生参考和练习。
八、教学策略1. 启发式教学：引导学生主动思考和探索面向对象程序设计的原理和方法。
2. 循序渐进：由浅入深地讲解面向对象程序设计的知识点，确保学生能够逐步理解和掌握。
第3章-面向对象程序设计
new：仅允许在嵌套类声明时，使用 ：仅允许在嵌套类声明时， 该修饰符表明类中隐藏了由基类中继承而 来的、与基类中同名的成员。 来的、与基类中同名的成员。
public：表示公有的，对该类的访问 ：表示公有的， 不会受到限制。 不会受到限制。 protected：表示受保护的，只能从所 ：表示受保护的， 在类和所在类派生的子类进行访问。 在类和所在类派生的子类进行访问。
internal：表示受内部的，只有其所在 ：表示受内部的， 类才能访问。 类才能访问。 private：表示私有的，私有访问是允 ：表示私有的， 许的最低访问级别,私有成员只有在声明它 许的最低访问级别 私有成员只有在声明它 们的类中才是可访问的。 们的类中才是可访问的。
abstract：表示该类为抽象类，不允许 ：表示该类为抽象类， 为该类建立类的实例。 为该类建立类的实例。 sealed：表示该类为密封类，不允许被 ：表示该类为密封类， 继承。 继承。
1．多态的概念 ．
在C#中，多态的定义是：同一操作作 中 多态的定义是： 用于不同的类的实例时，不同的类将进行 用于不同的类的实例时， 不同的解释，最后产生不同的执行结果。 不同的解释，最后产生不同的执行结果。
C#支持两种类型的多态：编译时的多 支持两种类型的多态： 支持两种类型的多态 态和运行时的多态。 态和运行时的多态。
（1）编译时的多态 ） （2）运行时的多态 ）
2．虚方法 ．
在类中的方法声明前加上virtual修饰 修饰 在类中的方法声明前加上 就称之为虚方法，反之为非虚方法。 符，就称之为虚方法，反之为非虚方法。 使用virtual修饰符后，不允许再使用 修饰符后， 使用 修饰符后 不允许再使用static、 、 abstract或override修饰符。 修饰符。 或 修饰符
面向对象分析与设计
提高软件的可维护 性和可扩展性
面向对象分析与设计的基本原则
面向对象分析与设计遵循一些基本原则，比如封 装性、继承性、多态性和抽象性。封装性指隐藏 对象的内部细节，仅暴露有限的接口；继承性允 许子类继承父类的属性和方法；多态性允许同一 方法在不同对象上有不同行为；抽象性帮助提取
对象的共性特征，形成抽象类或接口。
观察者模式
概念
定义对象间的一种一对多的依赖关系
特点
主体对象状态改变时，依赖对象会自动更新
应用场景
当一个对象的改变需要同时改变其他对象，并且不知道具体有多少对象需要改变时
模板方法模式
模板方法模式是一种行为型设计模式，定义了一个算法的骨 架，允许子类为一个或多个步骤提供实现。这种模式在父类
中定义算法的步骤，而将一些实现延迟到子类。
设计模式应用
选择合适模式
根据实际情况选择 合适的设计模式
灵活性提升
通过设计模式提高 系统的灵活性和可
扩展性
●04 第四章 面向对象编程语言
Java
支持类
Java拥有丰富的类库，方便开发人员使用
继承
允许一个类继承另一个类的属性和方法
封装
将数据和方法封装在类中，提高安全性和模块性
C++
C++是一种多范式编程语言，支持过程化编程、 面向对象编程和泛型编程。它是继C语言后，一种
Eclipse IDE
集成开发环境
Visual Studio
强大的开发工具
IntelliJ IDEA
智能IDE
协作工具
Git版本控制
代码管理利器
JIRA项目管理
项目跟踪与管理
Confluence团队协 作
面向对象设计的三个基本要素
面向对象设计的三个基本要素面向对象的三个基本特征是：封装、继承、多态。
1·封装性封装性是一种信息隐蔽技术，他体现于类的说明，是对象重要的特性。
封装使得数据和操作数据的方法封装为一个整体，想成独立性很强的模块，使得用户只能看到对象的外部特性（对象可以接受拿些信息，可以进行何种处理），而对象的内部特性（内部私有属性和实现处理能力的算法）用户是看不到的。
简而言之就是说，封装使对象的设计者与对象的使用者分开，使用者只要知道对象可以做什么就可以了，无需知道具体是怎么实现的。
借助封装有助于提高类和系统的安全性。
2·继承性继承是一种由已有类创建子类的机制，利用继承，可以先创建一个共有属性的一般类，根据这个类再创建具有特殊属性的子类，被继承的类成为父类，当然子类也可以成为父类来继续向下扩展。
3·多态性同一个信息被不同的对象接收到时可能产生不同的行为，这就是多态性。
有继承（接口）有重写，父类引用指向子类对象，就会产生多态。
多态可以改善程序的组织架构，提高程序的可扩展性。
二、面向对象设计的五个基本设计原则面向对象设计的五个基本设计原则是：单一职责原则（SRP）、开放封闭原则（OCP）、Liskov替换原则（LSP）、依赖倒置原则（DIP）、接口隔离原则（ISP）1·单一职责原则（Single-Responsibility Principle）其核心思想为：一个类只做一件事情，只有一个引起他的变化。
单一职责原则可以看做是低耦合，高内聚在面向对象原则上的隐身，将职责定义为引起变化的原因，以提高内举行来减少引起变化的原因。
职责过多可能引起他变化的原因也就越多，这将导致职责依赖，相互之间产生影响，从而大大损伤内聚性和耦合度。
单一职责就是指，只有一种单一的功能，不要为类实现过多的功能点，有些功能可以定义为接口来实现，以保证只有一个引起他变化的原因。
专注是一个人优良的品质。
同样的，单一也是一个类的优良设计，杂交不清的职责将使得代码看起来特别别扭，牵一发动全身，有失没敢和必然导致丑陋的系统错误风险。
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三、面向对象设计原则
• 依赖倒转原则分析
— — — —
代码要依赖于抽象类，而不要依赖具体的类 要针对接口或抽象类编程，不针对具体类编程 依赖倒转原则就是面向对象设计的主要手段。 依赖倒转原则的常用实现方式之一是在代码中 使用抽象类，而将具体类放在配置文件中。 — 对接口编程
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三、面向对象设计原则
(Dependency Inversion Principle, DIP)
重要性
★★★★☆ ★★★★★ ★★★★☆ ★★★★★
接口隔离原则 (Interface Segregation Principle, ISP)
合成复用原则 (Composite Reuse Principle, CRP) 迪米特法则 (Law of Demeter, LoD)
• 软件的可维护性和可复用性 – 软件的复用(Reuse)或重用拥有众多优点，如 可以提高软件的开发效率，提高软件质量，节 约开发成本，恰当的复用还可以改善系统的可 维护性。 –面向对象设计复用的目标在于实现支持可维护 性的复用。 –在面向对象的设计里面，可维护性复用都是以 面向对象设计原则为基础的，这些设计原则首 先都是复用的原则，遵循这些设计原则可以有 效地提高系统的复用性，同时提高系统的可维 护性。
课堂练习 假设用户在键盘上按下了一个字符键，如果使用 Word，那么相应的字符就立刻在屏幕上显示出来。 则在屏幕的后面发生了什么？
课后完成： 假设你正在编写一个关于C#的控制台应用程序，为 一个字符型变量ch从键盘上输入一个值，那么相应 的字符就屏幕上显示出来。 请描述屏幕后面发生的事情，并用顺序图描述出来
项目模拟/实战训练 第三部分 面向对象的设计
1
本讲内容
一、对象-关系模型、 二、对象-行为模型 三、面向对象设计七种原则
2
一、OOA方法—对象- 关系建模
• 关系类型 –泛化（Generalization）关系 –由一个父类和几个直接子类构成的两层结构 –关联（Association）关系 – 类之间有连接关系 –聚集(Aggregation)和组成(Composition)关系 – 表示类与类之间整体与部分的关系 – 组成关系中的类具有相同的生存期 –依赖（Dependency）关系 –一个类中使用了另一个类
UserDAO - db : DBUtil + findUser (String userName, : boolean String userPassword)
DBUtil + getConnection () : Connection
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三、面向对象设计原则
• 开闭原则定义(Open-Closed Principle, OCP) — 一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭。 — 设计一个模块时，应当使这个模块可以在不被 修改的前提下被扩展。 — 在开闭原则的定义中，软件实体可以指一个软 件模块、一个由多个类组成的局部结构或一个 独立的类。
17
二、 相关文档规范
• 需求规范内容 –性能要求 吞吐量、响应时间、可靠性、安全性等 –系统逻辑模型 数据流程图、数据字典、有限状态机、Petri网等 –验收准则 采用什么实验、采用什么测试数据和测试环境 –附录补充材料，如重要表格、关键算法。
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三、面向对象设计原则
• 软件的可维护性和可复用性 –知名软件大师Robert C.Martin认为一个可维护 性较低的软件设计，通常由于如下四个原因造成： Robert C.Martin –过于僵硬(Rigidity) –过于脆弱(Fragility) –复用率低(Immobility) –黏度过高(Viscosity)
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三、面向对象设计原则
• 里氏代换原则分析 –在软件中如果能够使用基类对象，那么一定能够使用其 子类对象。 –在程序中尽量使用基类类型来对对象进行定义，而在运 行时再确定其子类类型，用子类对象来替换父类对象。
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三、面向对象设计原则
• 里氏代换原则分析
喜欢动物喜欢猫 因为猫是动物
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三、面向对象设计原则
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三、面向对象设计原则
• 软件的可维护性和可复用性 –软件工程和建模大师Peter Coad认为，一个好 的系统设计应该具备如下三个性质： –可扩展性(Extensibility) Peter Coad –灵活性(Flexibility) –可插入性(Pluggability)
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三、面向对象设计原则
• 依赖倒转原则定义(Dependence Inversion Principle, DIP)
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三、面向对象设计原则
• 依赖倒转原则分析
–依赖倒转原则是Robert C. Martin1996年提出 –后来加入到他在2002年出版的经典著作
《Agile Software Development, Principles, Patterns, and Practices》中。
常用的面向 设计原则名称 对象设计原 单一职责原则 则包括七个， (Single Responsibility Principle, SRP) 开闭原则 它们相互依 (Open-Closed Principle, OCP) 赖，相互补 里氏代换原则 (Liskov Substitution Principle, LSP) 充。 依赖倒转原则
• 里氏代换原则实例 某系统需要实现对重要数据（如用户密码）的加密处理， 在数据操作类(DataOperator)中需要调用加密类中定义的 加密算法，系统提供了两个不同的加密类，CipherA和 CipherB，它们实现不同的加密方法，在DataOperator中可 以选择其中的一个实现加密操作。
Client + main (String args[]) : void CipherA + encrypt (String plainText) : String DataOperator - cipherA : CipherA - cipherB : CipherB + setCipherA (CipherA cipherA) : void + setCipherB (CipherB cipherB) : void + encrypt (String plainText) : String CipherB + encrypt (String plainText) : String
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三、面向对象设计原则
• 软件的可维护性和可复用性 –面向对象设计原则和设计模式也是对系统进行 合理重构的指南针。 –重构是在不改变软件现有功能的基础上，通过 调整程序代码改善软件的质量、性能，使其程 序的设计模式和架构更趋合理，提高软件的扩 展性和维护性。
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三、面向对象设计原则
• 面向对象设计原则简介
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三、面向对象设计原则
开闭原则分析 开闭原则由Bertrand Meyer于1988年提出， 它是面向对象设计中最重要的原则之一。
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三、面向对象设计原则
开闭原则分析 抽象化是开闭原则的关键。 — 绝大部分的设计模式都符合开闭原则 — 开闭原则是评价软件设计好坏的一个重 要的评价依据。
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三、面向对象设计原则
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一、OOA方法—对象- 关系建模
• 例子
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一、OOA方法—对象- 关系建模
• 例子
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一、OOA方法—对象- 关系建模
• 例子
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一、OOA方法—对象- 关系建模
• 例子
• 例子
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一、OOA方法—对象- 关系建模
• 例子
聚集关系
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一、OOA方法—对象- 关系建模
• 例子
• 例子 • 例子
组成关系 依赖关系
TextSource
XLSTransformer
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三、面向对象设计原则
• 依赖倒转原则实例 由于需求的变化，该系统可能需要增加新的数据源或者新 的文件格式，每增加一个新的类型的数据源或者新的类型 的文件格式，客户类MainClass都需要修改源代码，以便 使用新的类，违背了开闭原则。
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三、面向对象设计原则
• 里氏代换原则实例
如果需要更换一个加密算法类或者增加并使用一 个新的加密算法类，如将CipherA改为CipherB， 则需要修改客户类Client和数据操作类。
36
三、面向对象设计原则
• 里氏代换原则实例
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三、面向对象设计原则
— 高层模块不应该依赖低层模块的实现，它们都 应该依赖抽象。 — 抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象 — 要针对接口编程，不要针对实现编程。
★★☆☆☆
★★★★☆ ★★★☆☆
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三、面向对象设计原则
• 单一职责原则定义
— 一个类只负责一个功能领域的相应职责
• 单一职责原则分析
— 一个类（大到模块，小到方法）承担的职责越多，它
被复用的可能性越小。
— 一个类包含：变量和方法 — 单一职责原则是实现高内聚、低耦合的指导方针
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三、面向对象设计原则
• 开闭原则实例 某图形界面系统提供了各种不同形状的按钮，客 户端代码可针对这些按钮进行编程，用户可能会 改变需求要求使用不同的按钮。
LoginForm - button : CircleButton + display () : void CircleButton + view () : void
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二、OOA方法—对象-行为建模
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二、 相关文档规范
• 相关需求文档 –需求卡片 –需求规约文档 –术语表 –界面原型 –补充需求（可用性、可靠性、性能…）
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二、 相关文档规范
• 需求规范内容 –背景 名称、单位、参考文献 –产品概述 目的、主要指标、主要特征、软硬件环境、费用 –外部接口 哪些系统、接口方式、数据结构和格式 –功能要求 边界、接口、格式、特殊要求