面向对象方法学的基本概念
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第9章：面向对象方法学引论
主要内容
9.1 面向对象方法学概述 9.2 面向对象的概念 9.3 面向对象建模 9.4 对象模型 9.5 动态模型 9.6 功能模型 9.7 3种模型之间的关系
目的与要求
✓ 一般了解：传统方法学的缺点；快速原型法的概 念及种类；面向对象的三种模型的概念及相互关 系。
✓ 重点掌握：面向对象方法学的基本概念、原理和 特点
5、属性（Attribute） 属性，是类中定义的数据。 C++中把属性称为数据成员。
6、封装（encapsulation）
封装就是信息隐藏，通过封装对外界隐藏了 对象的实现细节。
7、继承（Inheritance）
继承，是指能够直接获得已有的性质和特征，
而不必重复定义它们。
类A A的操作 A的变量
int sloc, rloc;
public:
void init ( );
//成员函数
void qput (int i);
int qget( );
};
类有私有变量（Private）和公有变量（Public）。 缺省时，都属于私有的，只能由类内部其他成员 来访问，不能由程序的其他部分来访问。 这是一种实现封装的方法。
解空间对象取决于程序设计语言： 汇编语言的对象：存储单元； 面向过程的高级语言的对象：变量、数组、记
录、文件等； 面向对象的高级语言的对象：除上述元素外，
还包括窗体、菜单、按钮、等等。
与传统方法不同，面向对象方法以数据 为主线，将数据和操作方法封装在对象中， 通过消息请求对象主动执行它的内部操作， 改变其内部私有数据。
9、重载（Overloading） 有两种重载： 1）函数重载
指在同一作用域内的若干个参数特征不同的函 数可以使用相同的函数名字。
如： Show(int a, int b) Show(int x)
Show(int x, int y, int z) C++ 语 言 中 函 数 重 载 是 通 过 静 态 联 编 实 现 的 。 即编译时根据函数变元的个数和类型，决定函数 版本。
与传统程序的“调用/返回”所不同的是， 对于传来的消息，对象可以返回相应的回答 信息，也可以不返回。
一个消息由三个部分组成： 1）接收信息的对象； 2）信息选择符（即消息名）； 3）零个或多个变元（参数）。 如：MyCircle.Show(GREEN);
4、方法（Method）
方法，是对象所能执行的操作。 C++中把方法称为成员函数，如Circle类中 定义的成员函数：Show(int color)
面向对象方法具有四个要点：
A．认为客观世界是由对象组成； B．把所有对象都划分成各种对象类（Class）； C．把若干对象类组成一个层次结构的系统（类等
级）； D．对象彼此间仅通过传递消息互相联系。 OO = Objects + Class + Inheritance +
Communication with message
类就是对具有相同数据和相同操作的一组相 似对象的定义。
如：Circle类具有相同的数据（圆心坐标、半 径、颜色）和相同的操作（显示自己、放大缩 小半径、在屏幕上移动位置）。
又如：下面C++语言定义的Queue类，可用于
实现一个队列（即先进先出的表）：
Class Queue
{ int q [100];
A的实例a1 类A
A的实例变量
类B：A的子类 从A的继承特性
B的操作 B的变量
B的实例b1 类B
继承来的A的实例变量
B的实例变量
图9.4 实现继承机制的原理
8、多态性（Polymorphism） 多态性，指子类对象可以象父类对象那样使用，
同样的消息既可以发送给父类对象，也可以发送给 子类对象。
即不同等级的类，可以公用一个方法的名字。 C++中，多态性是通过虚函数来实现的。在不同 层次的类中，虚函数实现算法不同，在运行时根据 接收消息的对象所属于的类来决定执行虚函数的版 本，称为动态联编。
2、实例（Instance）
实例就是由某个特定的类所描述的一个具体 的对象。
如：Circle a ;
//声明Circle类实例a
Queue Q1, Q2; //声明Queue类实例Q1和Q2
3、消息（Message）
消息就是用来请求对象执行某个处理或回答 某些信息的要求。
消息既可以是数据流，也可以是控制流。一 条消息可以发送给不同的对象，对消息的解释 完全由接收信息的对象来完成，不同的对象对 相同形式的消息可以有不同的解释。
2）运算符重载 指同一运算符可以施加于不同类型的操作数
上面。当被操作数类型不同时，运算符的含义 是不同的。
编译时根据被操作数的类型，决定使用算符 的哪种语义。
重点与难点
✓ 面向对象方法学的基本概念、原理和特点 。
9.1 面向对象方法学概述
9.1.1 面向对象方法学的要点
面向对象方法学的基本原则：尽可能模拟人类 习惯的思维方式，使开发软件的方法与过程尽可能 接近人类认识世界解决问题的方法与过程。
➢客观世界中的实体——问题域中的对象； ➢计算机中的实体——解空间对象；
9.1.2 面向对象方法的优点
1．与人们习惯的思维方法一致； 2．稳定性好； 3．可重用性好； 4．较易开发大型软件产品； 5. 可维护性好。
9.1.3 喷泉模型
9.2 面向对象的概念
9.2.1 对象
1、对象的形象表示
操作1 界面 操作2
操作3
状态 S
操作1、2、3的实现
图9.2 对象的形象表示
2、对象的定义
1）定义1：对象是具有相同状态的一组操作的集 合。
2）定义2：对象是对属性值和操作的封装。 3）定义3:对象：：= < ID, MS, DS, MI > 其中，
ID是对象的名字；MS是对象中的操作集合； DS是对象的数据集合；MI是对象受理的消 息名集合（即对外接口）。
源自文库
输入fi , X
状态S
输出 fi (X, S)
操作：f1, f2, …, fn 转换：g1, g2, …,gn
转换：新状态S’=gi (X,S)
图9.3 用自动机模拟对象
3、对象的特点
1）以数据为中心； 2）对象是主动的； 3）实现了数据封装； 4）本质上具有并行性； 5）模块独立性好。
9.2.2 其他概念
1、类（Class）
主要内容
9.1 面向对象方法学概述 9.2 面向对象的概念 9.3 面向对象建模 9.4 对象模型 9.5 动态模型 9.6 功能模型 9.7 3种模型之间的关系
目的与要求
✓ 一般了解：传统方法学的缺点；快速原型法的概 念及种类；面向对象的三种模型的概念及相互关 系。
✓ 重点掌握：面向对象方法学的基本概念、原理和 特点
5、属性（Attribute） 属性，是类中定义的数据。 C++中把属性称为数据成员。
6、封装（encapsulation）
封装就是信息隐藏，通过封装对外界隐藏了 对象的实现细节。
7、继承（Inheritance）
继承，是指能够直接获得已有的性质和特征，
而不必重复定义它们。
类A A的操作 A的变量
int sloc, rloc;
public:
void init ( );
//成员函数
void qput (int i);
int qget( );
};
类有私有变量（Private）和公有变量（Public）。 缺省时，都属于私有的，只能由类内部其他成员 来访问，不能由程序的其他部分来访问。 这是一种实现封装的方法。
解空间对象取决于程序设计语言： 汇编语言的对象：存储单元； 面向过程的高级语言的对象：变量、数组、记
录、文件等； 面向对象的高级语言的对象：除上述元素外，
还包括窗体、菜单、按钮、等等。
与传统方法不同，面向对象方法以数据 为主线，将数据和操作方法封装在对象中， 通过消息请求对象主动执行它的内部操作， 改变其内部私有数据。
9、重载（Overloading） 有两种重载： 1）函数重载
指在同一作用域内的若干个参数特征不同的函 数可以使用相同的函数名字。
如： Show(int a, int b) Show(int x)
Show(int x, int y, int z) C++ 语 言 中 函 数 重 载 是 通 过 静 态 联 编 实 现 的 。 即编译时根据函数变元的个数和类型，决定函数 版本。
与传统程序的“调用/返回”所不同的是， 对于传来的消息，对象可以返回相应的回答 信息，也可以不返回。
一个消息由三个部分组成： 1）接收信息的对象； 2）信息选择符（即消息名）； 3）零个或多个变元（参数）。 如：MyCircle.Show(GREEN);
4、方法（Method）
方法，是对象所能执行的操作。 C++中把方法称为成员函数，如Circle类中 定义的成员函数：Show(int color)
面向对象方法具有四个要点：
A．认为客观世界是由对象组成； B．把所有对象都划分成各种对象类（Class）； C．把若干对象类组成一个层次结构的系统（类等
级）； D．对象彼此间仅通过传递消息互相联系。 OO = Objects + Class + Inheritance +
Communication with message
类就是对具有相同数据和相同操作的一组相 似对象的定义。
如：Circle类具有相同的数据（圆心坐标、半 径、颜色）和相同的操作（显示自己、放大缩 小半径、在屏幕上移动位置）。
又如：下面C++语言定义的Queue类，可用于
实现一个队列（即先进先出的表）：
Class Queue
{ int q [100];
A的实例a1 类A
A的实例变量
类B：A的子类 从A的继承特性
B的操作 B的变量
B的实例b1 类B
继承来的A的实例变量
B的实例变量
图9.4 实现继承机制的原理
8、多态性（Polymorphism） 多态性，指子类对象可以象父类对象那样使用，
同样的消息既可以发送给父类对象，也可以发送给 子类对象。
即不同等级的类，可以公用一个方法的名字。 C++中，多态性是通过虚函数来实现的。在不同 层次的类中，虚函数实现算法不同，在运行时根据 接收消息的对象所属于的类来决定执行虚函数的版 本，称为动态联编。
2、实例（Instance）
实例就是由某个特定的类所描述的一个具体 的对象。
如：Circle a ;
//声明Circle类实例a
Queue Q1, Q2; //声明Queue类实例Q1和Q2
3、消息（Message）
消息就是用来请求对象执行某个处理或回答 某些信息的要求。
消息既可以是数据流，也可以是控制流。一 条消息可以发送给不同的对象，对消息的解释 完全由接收信息的对象来完成，不同的对象对 相同形式的消息可以有不同的解释。
2）运算符重载 指同一运算符可以施加于不同类型的操作数
上面。当被操作数类型不同时，运算符的含义 是不同的。
编译时根据被操作数的类型，决定使用算符 的哪种语义。
重点与难点
✓ 面向对象方法学的基本概念、原理和特点 。
9.1 面向对象方法学概述
9.1.1 面向对象方法学的要点
面向对象方法学的基本原则：尽可能模拟人类 习惯的思维方式，使开发软件的方法与过程尽可能 接近人类认识世界解决问题的方法与过程。
➢客观世界中的实体——问题域中的对象； ➢计算机中的实体——解空间对象；
9.1.2 面向对象方法的优点
1．与人们习惯的思维方法一致； 2．稳定性好； 3．可重用性好； 4．较易开发大型软件产品； 5. 可维护性好。
9.1.3 喷泉模型
9.2 面向对象的概念
9.2.1 对象
1、对象的形象表示
操作1 界面 操作2
操作3
状态 S
操作1、2、3的实现
图9.2 对象的形象表示
2、对象的定义
1）定义1：对象是具有相同状态的一组操作的集 合。
2）定义2：对象是对属性值和操作的封装。 3）定义3:对象：：= < ID, MS, DS, MI > 其中，
ID是对象的名字；MS是对象中的操作集合； DS是对象的数据集合；MI是对象受理的消 息名集合（即对外接口）。
源自文库
输入fi , X
状态S
输出 fi (X, S)
操作：f1, f2, …, fn 转换：g1, g2, …,gn
转换：新状态S’=gi (X,S)
图9.3 用自动机模拟对象
3、对象的特点
1）以数据为中心； 2）对象是主动的； 3）实现了数据封装； 4）本质上具有并行性； 5）模块独立性好。
9.2.2 其他概念
1、类（Class）