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。
2·开放封闭原则（Open-Closeed Principle）
其核心思想是：软件实体应该是可扩展的，而不可修改的。也就是，对扩展开放，对修改封闭。开放封闭原则主要体现在两个方面
1、对扩展开放，意味着有新的需求或者变化时，可以对现有代码进行扩展，以适应新的情况。
2、对修改封闭，意味着一旦设计完成，就可以独立完成其工作，而不要对其进行任何尝试的修改。实现开放封闭原则的核心思想就是对抽象编程，而不是具体编程，因为抽象相对稳定。让类依赖于固定的抽象类或者接口，所以修改就是封闭的。而通多面向对象的继承和多态机制，又可以继承抽象类或者实现接口，通过重写其方法来改变固有的行为，实现方法新的拓展，所以就是开放的。
需求总是变化的，没有不变的软件，所以就需要用OCP来封闭变化，满足需求，同时还能保持软件内部的封装体系的稳定，不被需求的变化影响。
3·里氏替换原则（Liskov-Substituion Principle）
核心思想：子类必须能够替换其父类。这一思想体现为对继承机制的约束规范，只有子类能够替换父类时才能保证系统在运行期内识别子类，这是保证继承复用的基础。在父类和子类的具体行为中，必须严格把握继承层次中的关系和特征，将父类替换为子类，程序的行为不会发生任何变化。同时，这一约束反过来则是不成立的，子类可以替换父类，但是父类不一定能替换子类。
Liskov替换原则，主要着眼于对抽象和多态建立在继承的基础上，因此只有遵循了Liskov替换原则，才能保证继承复用是可靠地。实现的方法是面向接口编程：将公共部分抽象为基类接口或抽象类，通过Extract Abstract Class，在子类中通过覆写父类的方法实现新的方式支持同样的职责。
Liskov替换原则是关于继承机制的设计原则，违反了Liskov替换原则就必然导致违反开放封闭原则。
Liskov替换原则能够保证系统具有良好的拓展性，同时实现基于多态的抽象机制，能够减少代码冗余，避免运行期的类型判别。
4·依赖倒置原则（Dependecy-Inversion Principle）
其核心思想是：依赖于抽象。具体而言就是高层模块不依赖于底层模块，二者都同依赖于抽象；抽象不依赖于具体，具体依赖于抽象。
我们知道，依赖一定会存在于类与类、模块与模块之间。当两个模块之间存在紧密的耦合关系时，最好的方法就是分离接口和实现：在依赖之间定义一个抽象的接口使得高层模块调用接口，而底层模块实现接口的定义，以此来有效控制耦合关系，达到依赖于抽象的设计目标。
抽象的稳定性决定了系统的稳定性，因为抽象是不变的，依赖于抽象是面向对象设计的精髓，也是依赖倒置原则的核心。
依赖于抽象是一个通用的原则，而某些时候依赖于细节则是在所难免的，必须权衡在抽象和具体之间的取舍，方法不是不变的。依赖于抽象，就是对接口编程，不要对实现编程。
5·接口隔离原则（Interface-Segregation Principle）
其核心思想是：使用多个小的专门的接口，而不要使用一个大的总接口。
具体而言，接口隔离原则体现在：接口应该是内聚的，应该避免“胖”接口。一个类对另外一个类的依赖应该建立在最小的接口上，不要强迫依赖不用的方法，这是一种接口污染。
接口有效地将细节和抽象隔离，体现了对抽象编程的一切好处，接口隔离强调接口的单一性。而胖接口存在明显的弊端，会导致实现的类型必须完全实现接口的所有方法、属性等；而某些时候，实现类型并非需要所有的接口定义，在设计上这是“浪费”，而且在实施上这会带来潜在的问题，对胖接口的修改将导致一连串的客户端程序需要修改，有时候这是一种灾难。在这种情况下，将胖接口分解为多个特点的定制化方法，使得客户端仅仅依赖于它们的实际调用的方法，从而解除了客户端不会依赖于它们不用的方法。
分离的手段主要有以下两种：1、委托分离，通过增加一个新的类型来委托客户的请求，隔离客户和接
口的直接依赖，但是会增加系统的开销。2、多重继承分离，通过接口多继承来实现客户的需求，这种方式是较好的。
面向对象设计原则
单一职责原则--SRP 一、SRP简介（SRP--Single-Responsibility Principle）： 就一个类而言，应该只专注于做一件事和仅有一个引起它变化的原因。 所谓职责，我们可以理解他为功能，就是设计的这个类功能应该只有一个，而不是两个或更多。也可以理解为引用变化的原因，当你发现有两个变化会要求我们修改这个类，那么你就要考虑撤分这个类了。因为职责是变化的一个轴线，当需求变化时，该变化会反映类的职责的变化。“就像一个人身兼数职，而这些事情相互关联不大，，甚至有冲突，那他就无法很好的解决这些职责，应该分到不同的人身上去做才对。” 二、举例说明： 违反SRP原则代码: modem接口明显具有两个职责：连接管理和数据通讯； interface Modem { public void dial(string pno); public void hangup(); public void send(char c); public void recv(); } 如果应用程序变化影响连接函数，那么就需要重构： interface DataChannel { public void send(char c); public void recv(); } interface Connection {
public void dial(string pno); public void hangup(); } 三、SRP优点： 消除耦合，减小因需求变化引起代码僵化性臭味 四、使用SRP注意点： 1、一个合理的类，应该仅有一个引起它变化的原因，即单一职责； 2、在没有变化征兆的情况下应用SRP或其他原则是不明智的； 3、在需求实际发生变化时就应该应用SRP等原则来重构代码； 4、使用测试驱动开发会迫使我们在设计出现臭味之前分离不合理代码； 5、如果测试不能迫使职责分离，僵化性和脆弱性的臭味会变得很强烈，那就应该用Facade或Proxy模式对代码重构；
课程设计报告 课程名称面向对象程序设计 课题名称学生成绩管理系统 专业计算机科学与技术 班级计算机 1001 学号 01 姓名 指导教师李珍辉陈淑红李杰军 2011年 12 月 28 日
湖南工程学院 课程设计任务书 课程名称面向对象程序设计 课题学生成绩管理系统 专业班级计算机1001 学生姓名 学号 01 指导老师李珍辉陈淑红李杰军 审批 任务书下达日期 2011 年 11 月 15 日 任务完成日期 2011 年 12 月 28 日
一、设计内容与设计要求 1.课程设计目的： 面向对象程序设计课程设计是集中实践性环节之一，是学习完《面向对象程序设计》课程后进行的一次全面的综合练习。要求学生达到熟练掌握C++语言的基本知识和技能；基本掌握面向对象程序设计的思想和方法；能够利用所学的基本知识和技能，解决简单的面向对象程序设计问题，从而提高动手编程解决实际问题的能力。 2.课题题目 1）公司库存管理系统 2）高校学籍管理系统 3）高校工资管理系统 4）高校人事管理系统 5）通讯录程序设计 6）学生成绩管理系统 7) 图书管理系统 8）文本编辑器的设计与实现 9）学生考勤管理系统 10）公司人员管理系统 3．设计要求： ⑴设计课题题目：每位同学根据自己学号除以10所得的余数加1选择相 应题号的课题。随意换题者不记成绩。 ⑵根据自己对应的课题完成以下主要工作：①完成系统需求分析：包括 系统设计目的与意义；系统功能需求（系统流程图）；输入输出的要求。②完 成系统总体设计：包括系统功能分析；系统功能模块划分与设计（系统功能模 块图）。③完成系统详细设计：包括数据库需求分析；数据库概念结构设计（E －R图）；数据库逻辑结构设计；类层次图；界面设计与各功能模块实现。④系 统调试：调试出现的主要问题，编译语法错误及修改，重点是运行逻辑问题修 改和调整。⑤使用说明书及编程体会：说明如何使用你编写的程序，详细列出 每一步的操作步骤。⑥关键源程序（带注释）
课程设计报告书 课程名称面向对象程序设计 设计题目文本编辑器的设计与实现 专业班级 学号 姓名 指导教师 年月
目录 1 设计时间 (1) 2 设计目的 (1) 3设计任务 (1) 4 设计内容 (1) 4.1需求分析 (1) 4.2概要设计 (1) 4.2.1功能结构图 (1) 4.3详细设计 (2) 4.3.1流程图 (3) 4.4系统的功能实现 (4) 4.4.1类或包的加载 (5) 4.4.2设计一个主类，变量的定义 (5) 4.4.3文件操作功能的实现 (6) 4.5运行测试 (25) 4.5.1文本编辑器界面 (25) 4.5.2各功能菜单界面 (25) 5 总结与展望 (26) 参考文献 (26) 成绩评定 (27)
1 设计时间 2011年12月19日~2011年12月25日 2 设计目的 本次设计是学习完《java6程序设计》课程后进行的一次全面的综合练习，目的是加深对本学期课程的理解，通过设计文本编辑器并实现其功能来熟练掌握java语言基础，初步掌握软件开发的基本方法与技术将理论课程中学到的知识运用到实践中，实现有一定规模的Java应用。 3设计任务 本次设计的主要任务是文本编辑器的设计与实现，要求设计一个类似于Windows记事本(Notepad)的Java程序。可以打开、新建、保存一个文本文件；对选中的文本进行各种编辑操作（设置字体、字号、字型、对齐方式、背景、前景色、复制、粘贴、剪切、查找、替换等）；在文本中能够插入对象。 4 设计内容 4.1需求分析 现在网络上各种文本编辑器数不胜数，有EmEditor ，UEStudio ，GridinSoft Notepad ，Notepad++，win32pad ，SkimEdit，UniRed，xint 。功能也是应有尽有，有能改变字体的，有能改变文字颜色的。但是，这些软件又存在各种各样的瑕疵或问题：有的文件体积相对于一般文字编辑来说太大；有的功能太繁杂，使初级使用者一时难以掌握。仅从日常应用方面来说，一个文本编辑器只需一些简单实用的功能就够了。本程序设计就是依照这样一种使用需要设计了一个简单的文本编辑器程序。 4.2概要设计 4.2.1功能结构图
程序设计说明书 1引言 1?1编写目的 程序设汁说明书提供用户与开发人员对开发软件的共同理解，使用户与开发单位就该系统的功能定义、环境需求达成共识，是今后各阶段设汁工作的基础和依据，也是本阶段评审和测试阶段确认与验收的依据。本需求分析的读者对象包括客户、业务人员需求分析人员、测试人员、用户文档编写人和项目管理人员。 本阶段已在系统的需求分析的基础上，对机票预左系统做概要设计。主要解决了实现该系统需求的程序模块设讣问题。包括如何把该系统划分成若干个模块、决定各个模块之间的接口、模块之间传递的信息，以及数据结构、模块结构的设汁等。在以下的概要设计报告中将对在本阶段中对系统所做的所有概要设计进行详细的说明。 在下一阶段的详细设计中，程序设计员可参考此概要设计报告，在概要设计对机票预定系统所做的模块结构设计的基础上，对系统进行详细设汁。在以后的软件测试以及软件维护阶段也可参考此说明书，以便于了解在概要设计过程中所完成的各模块设il?结构，或在修改时找出在本阶段设计的不足或错误。 预期的读者：系统管理员、机票预订管理员、订票旅客、程序员。 12背景 软件名称：机票预订系统 提出者：程序员 开发者：XXX o 用户：系统管理员、程序员。 运行该软件的计算站(中心)：Internet.航空公司、网上银行
2程序设计说明 2.1需求规定 1.管理员管理航班与打印机票活动图 (1) 管理员登陆界面管理航班信息与旅客信息。 (2) 管理员根据旅客信息安排航班。 (3) 管理员根据机票价格收费。 (4) 打印机票与账单。
根据上面的描述，管理员管理航班与打印机票活动图如图5-1所示。 ?活动起点 图2.1订票管理员管理航班与打印机票活动图 2 ?旅客订票与打印机票活动图 ⑴旅客登陆操作界面选择航班或山订票管理员安排航班。 (2) 选择航班后确认订票形象。 (3) 确认完毕缴费。 (4) 山管理员打印机票和账单。 根据上面的描述，旅客订票与打印机票活动图如图5-2所示。
面向对象系统的分析与设计》学习报告 面向对象系统的分析与设计课程是本专业的一门重要的专业课。通过本课程的学习，使我在已有的计算机软硬件基础知识、程序设计知识、数据库和网络通信知识的基础上系统掌握了面向对象系统的分析与设计方法和技术，并初步具备了针对特定环境下的应用问题进行信息系统开发（包括系统分析、设计与实现）的能力。现将学习情况作以下汇报。 一、面向对象概述 在 20 世纪 60 年代以前，软件开发者构造的软件系统大多都是较小的，且相对简单。编程语言及编程环境也相对简单，随着软件复杂性的增长，为了更好地维护代码，软件开发也需要方法来进行约束。传统的方法中，结构化方法和基于建模方法是典型的软件开发方法。结构化方法是结构化分析、结构化设计和结构化编程的总称。结构化方法的思想萌发于20世纪60年代，是在70年代由TomDe Macro和 Ed Yourdon 等人被系统地进出来。其目的在于，提供一个有序的机制，通过抽象来理解待开发的系统，试图产生结构良好的软件系统。但对于较复杂的系统而言，容易导致模块的低内聚和模块间的高耦合，从面使得系统缺乏灵活性和可维护性。基于建模方法在 20 世纪 70年代末提出，即Peter Chen的实体一一关系法与Ed Codd的关系数据库理论相结合提出的一种新的软件开发方法。其强调对信息实体建模，而不是对象建模。结构化方法和基于建模方法都没有较强地描述系统的动态行为的能力。随着计算机技术的飞速发展，计算
机管理系统应用的普及，企业信息化势在必行。传统开发方法结构化开发的软件存在很多问题，其有稳定性、可修改性和可重用性都比较差，生产效率低等缺陷，这是因为传统的软件开发是面向过程的。然而，用户需求的变化大部分是针对功能的，采用面向对象方法开发可以满足用户的需求，因为面向对象有以下优点：能够比较自然地反映现实事物，可重用性、可维护性和可扩展性比较强。 什么是面向对象呢？“面向对象”本身没有任何意义。“对象” 大概是英语中最普通的一个单词。它在字典中的定义是这样的。对象：能感觉到或能够被感觉到的东西。换句话说，对象可以是任何东西！ “面向”也没有任何特别的含义，它的定义是“指向” 。在这种定义下，“面向对象”被理解为形容词。因此，面向对象可以定义成这样，面向对象：指向你可以想到的任何东西。 毫无疑问，软件工业无法为“面向对象”下一个统一的定义。这种模糊性使得任何一个软件零售商都声称他们的商品是“面向对象” 的。 1 面向对象的基本概念 尽管权威人士对面向对象的概念没有达成一致的意见，但从程序设计方法的角度来看，面向对象是一种新的程序设计范型。其基本思想是使用对象、类、封装、继承、关联、聚合、消息、多态性等基本 概念来进行程序设计。 1.1 对象 (Object)
第八章面向对象的设计方法 本章采用基于UML的面向对象设计方法的将分析模型转换为设计模型。如第五章所述，面向对象的分析模型主要由顶层架构图、用例与用例图、领域概念模型构成；设计模型则包含以包图表示的软件体系结构图、以交互图表示的用例实现图、完整精确的类图、针对复杂对象的状态图和用以描述流程化处理过程的活动图等。为完成这一转换过程，设计人员必须处理以下任务： （1）针对分析模型中的用例，设计实现方案。实现方案用 UML交互图表示。 （2）设计技术支撑设施。在大型软件项目中，往往需要一些技术支撑设施来帮助业务需求层面的类或子系统完成其功能。这些设施本身并非业务需求的一部分，但却为多种业务需求的实现提供公共服务。例如，数据的持久存储服务、安全控制服务和远程访问服务等。在面向对象设计中，需要研究这些技术支撑设施的实现方式以及它们与业务需求层面的类及子系统之间的关系。 （3）设计用户界面。 （4）针对分析模型中的领域概念模型以及第（2）、（3）两个步骤引进的新类，完整、精确地确定每个类的属性和操作，并完整地标示类之间的关系。此外，为了实现软件重用和强内聚、松耦合等软件设计原则，还可以对前面形成的类图进行各种微调，最终形成足以构成面向对象程序
设计的基础和依据的详尽类图。 面向对象的软件设计过程如图8-1-1所示。 图 8-1-1 面向对象的软件设计过程 第一节设计用例实现方案 UML 的交互图（顺序图、协作图）适于用例实现方案的表示。因此，本节首先介绍交互图的语言机制，然后探讨用例实现方案的设计方法。该设计方法包含如下3个步骤： （1）提取边界类、实体类和控制类； （2）构造交互图； （3）根据交互图精华类图。 一、顺序图 顺序图用来描述对象之间动态的交互关系，着重表现对象间消息传递的时间顺序。在顺序图中，参与交互的对象位于顶端的水平轴上，垂直轴表示时间，时间推移的方向是自上而下的。顺序图中的对象一般以“对象
一、单一职责原则（ＳＲＰ） 就一个类而言，应该仅有一个引起它变化的原因。软件设计真正要做的许多内容，就是发现职责并把那些职责相互分离。测试驱动的开发实践常常会在设计出现臭味之前就迫使我们分离职责。 二、开闭原则（ＯＣＰ） 软件实体（类、模块、函数）应该是可扩展的，但是不可修改的。也就是说：对于扩展是开放的，对于更改是封闭的。怎样可能在不改动模块源代码的情况下去更改它的行为呢？怎样才能在无需对模块进行改动的情况下就改变它的功能呢？关键是抽象！因此在进行面向对象设计时要尽量考虑接口封装机制、抽象机制和多态技术。该原则同样适合于非面向对象设计的方法，是软件工程设计方法的重要原则之一。 三、替换原则（ＬＳＰ） 子类应当可以替换父类并出现在父类能够出现的任何地方。这个原则是Liskov于1987年提出的设计原则。它同样可以从Bertrand Meyer 的DBC (Design by Contract〔基于契约设计〕) 的概念推出。 四、依赖倒置原则（ＤＩＰ） １、高层模块不应该依赖于低层模块。二者都应该依赖于抽象。２、抽象不应该依赖于细节。细节应该依赖于抽象。在进行业务设计时，与特定业务有关的依赖关系应该尽量依赖接口和抽象类，而不是依赖于具体类。具体类只负责相关业务的实现，修改具体类不影响与特定业务有关的依赖关系。在结构化设计中，我们可以看到底层的模块是对高层抽象模块的实现（高层抽象模块通过调用底层模块），这说明，抽象的模块要依赖具体实现相关的模块，底层模块的具体实现发生变动时将会严重影响高层抽象的模块，显然这是结构化方法的一个"硬伤"。面向对象方法的依赖关系刚好相反，具体实现类依赖于抽象类和接口。 五、接口分离原则（ＩＳＰ） 采用多个与特定客户类有关的接口比采用一个通用的涵盖多个业务方法的接口要好。ISP原则是另外一个支持诸如COM等组件化的使能技术。缺少ISP，组件、类的可用性和移植性将大打折扣。这个原则的本质相当简单。如果你拥有一个针对多个客户的类，为每一个客户创建特定业务接口，然后使该客户类继承多个特定业务接口将比直接加载客户所需所有方法有效。 以上五个原则是面向对象中常常用到的原则。此外，除上述五原则外，还有一些常用的经验诸如类结构层次以三到四层为宜、类的职责明确化（一个类对应一个具体职责）等可供我们在进行面向对象设计参考。但就上面的几个原则看来，我们看到这些类在几何分布上呈现树型拓扑的关系，这是一种良好、开放式的线性关系、具有较低的设计复杂度。一般说来，在软件设计中我们应当尽量避免出现带有闭包、循环的设计关系，它们反映的是较大的耦合度和设计复杂化。 面向对象之代码复用规则 1、对接口编程 "对接口编程"是面向对象设计（OOD）的第一个基本原则。它的含义是：使用接口和同类型的组件通讯，即，对于所有完成相同功能的组件，应该抽象出一个接口，它们都实现该接口。具体到JAVA中，可以是接口，或者是抽象类，所有完成相同功能的组件都实现该接口，或者从该抽象类继承。尽量使用接口。接口只是对象打交道的入口，只有具有继承关系才使用抽象类。 2、优先使用对象组合，而不是类继承 "优先使用对象组合，而不是类继承"是面向对象设计的第二个原则。并不是说继承不重要，而是因为每个学习OOP的人都知道OO的基本特性之一就是继承，以至于继承已经被滥用了，而对象组合技术往往被忽视了。只有有现实生活中的父子关系才使用继承。 相关的设计模式有：Bridge、Composite、Decorator、Observer、Strategy等。 3、将可变的部分和不可变的部分分离 "将可变的部分和不可变的部分分离"是面向对象设计的第三个原则。如果使用继承的复用技术，我们
中北大学 面向对象程序设计实训 说明书 学院、系：软件学院 专业：软件工程 学生班级：13140A01 学生姓名：景贝贝学号：1314011438设计题目：电影院网上订票系统设计 起迄日期:2015年6月29日- 2015年7月10日指导教师:杨秋翔 2015 年7月8 日 实训任务书
实训任务书
一、需求分析 需求分析包括可行性分析、系统流程图和数据流图，数据字典。可行性分析包括技术可行性、经济可行性和操作可行性。 1.1 可行性分析 1.1.1 技术可行性 根据电影院提出的系统功能、性能及实现系统的各种约束条件，根据新系统目标来衡量所需的技术是否具备，本系统是一个数据库管理和查询的系统，现有的技术已较为成熟，硬件、软件的性能要求、环境条件等各项条件良好，估计利用现有技术条件应完全可以达到该系统的功能目标。同时，考虑给予的开发期限也较为充裕，预计系统是可以在规定期限内完成开发的。 由以上分析可知，影院售票系统的开发在技术上是可行的。 1.1.2 经济可行性 电影院具有信息化的处理设施，并且拥有支持本系统的应用平台。因此无需再投入资金购买其他设施。 系统的开发基于本人对程序开发的实践学习而来，电影院无需资金投入，并且软件开发过程投入的成本不高，因此开发经费完全可以
接受。 由以上分析可知，影院售票系统在经济上是可行的。 1.1.3 操作可行性 根据系统页面用户可以自动查询影片信息。还可浏览完影片信息以后操作订票、退票等功能。管理员也可以在后台添加、修改并删除影片信息，还可以管理注册用户信息和用户订票信息。 由以上分析可知本系统在操作上也是可行的。 1.2 系统流程图 首先未注册的用户要先注册，注册完了以后输入用户名和密码进入页面。根据网站上的影片信息用户可以选择自己喜欢的电影来订票。然后订票信息会自动存储到后台订票信息数据当中。 本系统的具体流程为如图所示。
华北电力大学科技学院 实验报告 实验名称图书馆管理系统的分析与设计课程名称面向对象技术 专业班级：学生姓名： 学号：成绩： 指导教师：实验日期：
一、图书管理系统需求描述 图书馆里有多种书目，每种书有多个副本，每个副本有唯一的编号。每本图书借阅期限为60天，超期罚款，按天计算，每天0.1元。 每个借阅者在系统中建立一个账户，并发放借阅证，账户中有用户名、证号、单位、存的现金数额，用于超期罚款，用户可以续费。 持借阅证的用户可以借书、还书，但这些操作要通过图书馆馆员来实现，每个借阅者可借10本书。每次借阅会将特定的借阅者和书籍副本联系起来。 图书管理员还负责图书的书目管理，书籍副本管理，借阅者管理。如果借阅证丢失，借阅证持有者应到图书馆前台挂失。 借阅证持有者可以预约图书，最多可预约3本（可以设定预约有效的期限），并在图书到达后得到电话通知，图书馆为其保留图书，3日内有效。还可以取消预约。 二、需求分析 系统的功能需求主要包括以下几个方面： 1.这是一个图书馆管理系统。 2.借阅者需预先建立一个账户（账户中有用户名、证号、单位、存的现金数额），并 领取借阅证，借阅者可以续费。 3.各种书目需预先注册。每种书目有多个副本且每个副本有唯一的编号。 3.借阅者能够通过图书馆馆员借书、还书（每个借阅者可借10本书），每次借阅或 归还都更新数据库信息。 4.借阅者可以通过网络查询书籍信息。 5.借阅者可以预约图书。当他所预约的图书归还或购进时，就通知预定人。图书馆为 其保留3日预约书籍。当预定某书的借书者借阅该书后，系统取消预约。 6.如果借阅者还书超过期限（60天），需扣款，按天计算，每天0.1元。 7.图书馆馆员在软件系统的支持下处理借阅者的借书和还书请求。 8.系统管理员可以对系统的数据进行维护，如增加、删除和更新书目，增加和删除书 籍，增加、删除和更新借阅者帐户，挂失借阅证等。 7.系统能够运行在流行的技术环境中，并应有一个良好的人机交互图形用户界面。 8.系统容易扩展新功能。 系统将通过计算机来处理图书、副本、借阅者和借书。借阅者要求借书，出示借阅证，查询该借阅者提供的借阅证是否满足借书要求。如果满足，给出要借图书的名称，系统查找所借的图书是否存在副本，如果有，则办理借书手续(登记借阅信息)。 图书是存放在图书馆中的书的名称，副本是一个图书的具体实例。一个图书可能有多个副本，一个副本一定会对应一个图书。一次借阅必须记录一个图书的副本和一个借阅证信息。一个副本可以被借阅，也可以不被借阅。一个借阅证可以借多本书，也可以
UML面向对象分析与设计 大作业 前言 “UML面向对象分析与设计”是计算机专业和软件工程等相关专业的一门重要课程，也是其他理工科专业的热门选修课程。“程序设计语言”、“计算机网络”、“数据库原理”和“数据机构”等是它的前导课程，学好本课程对学生毕业后从事软件开发有着极为重要的作用。 要学好这门课，仅仅通过课堂教学或自学掌握理论知识是远远不够的，还必须加强实践。特在学期末引入uml的综合分析与设计，从实际项目出发，使学生学会运用软件工程基本理论知识，UML建模语言和rose建模环境，去解决软件开发中的实际问题，达到学以致用的目的。
面向对象软件开发技术 项目的引入及需求 简易教学管理系统的分析、设计与实现 一、设计的目的 1.初步了解UML语言的概念、结构、语义与表示方法； 2.掌握UML建模工具Rational Rose的使用方法； 3.给出某个简单系统的模型，能够熟练地使用Rose工具表达； 二、设计理论基础 1. 面向对象的程序设计C++或JAVA程序设计课程； 2.数据结构或算法课程 2.SQLServer或mysql数据库系统； 3. 熟悉传统软件工程以及软件测试技术。 三、设计内容与步骤 需求陈述：简易教学管理系统主要提供两个方面的服务： 选课管理，负责新学期的课程选课注册。 成绩管理，负责学生成绩管理。 （1）简易教学管理系统---选课管理应提供的服务如下： 1.录入与生成新学期课程表 教学管理人员在新学期开学前录入新学期的课程，打印将开设的课程目录表，供师 生参考选择。如果某门课实际选课的学生少于10人，则停开该课程，把该课程从 课程表中删除；如某课程选课学生多于60人，则停止选课。 2.学生选课注册 新学期开始前一周为学生选课注册时间，在此期间学生可以选课注册，并且允许改 变或取消注册申请。 每个学生选课可不允许超过4门，每门课最多允许60名学生选课注册。 3.查询 可以查询课程信息、学生选课信息和学生、教师信息。
设计说明 目录 1 概述 ..................... 错误!未定义书签。 编写目的 .......... 错误!未定义书签。 参考资料 .......... 错误!未定义书签。 术语和缩写词* .错误!未定义书签。 2 需求概述.............. 错误!未定义书签。 3 结构设计.............. 错误!未定义书签。 总体设计 .......... 错误!未定义书签。 功能分配 .......... 错误!未定义书签。 接口设计 .......... 错误!未定义书签。 数据结构设计... 错误!未定义书签。 公共数据结构设计错误!未定 义书签。 数据库设计错误!未定义书签。 数据结构同程序的关系*错误! 未定义书签。 出错处理设计* .错误!未定义书签。 其它* ................ 错误!未定义书签。 4 类的设计.............. 错误!未定义书签。 类1设计 .......... 错误!未定义书签。 功能说明... 错误!未定义书签。
属性说明... 错误!未定义书签。 公有方法说明错误!未定义书 签。 私有方法说明错误!未定义书 签。 类2设计 .......... 错误!未定义书签。 功能说明... 错误!未定义书签。 属性说明... 错误!未定义书签。 公有方法说明错误!未定义书 签。 私有方法说明错误!未定义书 签。 5 用例实现的设计 .. 错误!未定义书签。 用例1设计 ...... 错误!未定义书签。 功能说明... 错误!未定义书签。 界面设计... 错误!未定义书签。 交互设计... 错误!未定义书签。 用例2设计 ...... 错误!未定义书签。 功能说明... 错误!未定义书签。 界面设计... 错误!未定义书签。 交互设计... 错误!未定义书签。
面向对象分析与及设计习题及答案 一、单项选择题 1.到20世纪末，面向对象软件工程已经逐渐发展成熟，特别是（D）的 形成和广泛使用，采用面向对象分析与编程的软件开发方法已成为软件开发的主流方法。 A. Simula67语言 B. Smalltalk语言 C. Java语言 D. 统一建模语言(UML)的标准 2. 面向对象的运动产生了多种面向对象的语言, 其中（C）是一种混合性面向对象语言, 既支持面向过程的程序设计方法，又支持面向对象的程序设计方法，有广泛应用的基础和丰富开发环境的支持，因而使面向对象的程序设计能得到很快普及。 A. Smalltalk B. Eiffel C. C++ D. Java 3．下列不属于面向对象技术的基本特征的是（B）。 A. 封装性 B. 模块性 C. 多态性 D. 继承性 4. 面向对象程序设计将描述事物的数据与(C) 封装在一起,作为一个相互依存、不可分割的整体来处理。 A. 信息 B. 数据隐藏 C. 对数据的操作 D. 数据抽象 5. 关于面向对象方法的优点，下列不正确的叙述是（C）。 A. 与人类习惯的思维方法比较一致 B. 可重用性好 C. 以数据操作为中心 D.可维护性好 6. （D）是从用户使用系统的角度描述系统功能的图形表达方法。 A. 类图 B. 对象图 C. 序列图 D. 用例图 7. (C) 是表达系统类及其相互联系的图示,它是面向对象设计的核心，建立状态图、协作图 和其他图的基础。 A．对象图 B. 组件图 C. 类图 D. 配置图 8.（D）描述了一组交互对象间的动态协作关系，它表示完成某项行为的对象和这些对象之 间传递消息的时间顺序。 A．对象图 B. 协作图 C. 状态图 D. 序列图 9.（D）就是用于表示构成分布式系统的节点集和节点之间的联系的图示，它可以表示系统 中软件和硬件的物理架构。 A. 组件图 B. 协作图 C. 状态图 D. 配置图 10. 使用UML进行关系数据库的（B）时，需要设计出表达持久数据的实体类及其联系，并把它们映射成为关系数据库表（Table)、视图(View)等。 A. 业务Use Case模型设计 B. 逻辑数据模型设计 C. 物理数据模型设计 C. 物理实现设计 11.一个设计得好的OO系统具有（B） A. 低内聚、低耦合的特征 B. 高内聚、低耦合的特征 C. 高内聚、高耦合的特征 D. 低内聚、高耦合的特征 12.下面（）不是UML的基本构成元素。（A） A. 控制语言 B. 基本构造块 C. 规则 D. 公共机制
1 第06章面向对象的设计原则Object-Oriented Design Principles -1- 2 -2- 学习路线图 OO UML OOP DP … Case-Study … 学习路线图 : : …… …… …… (1) 2 34 5 6 7 8 9 10 3从问题开始！ ?长方形与正方形 –假如我们有一个类：长方形（Rectangle） –我们需要一个新的类，正方形（Square） –问：可否直接继承长方形？ 没问题，因为数学上正方形就是长方形的子类！height : int width : int getHeight() : int getWidth() : int setHeight(h : setWidth(w : int) setHeight(h : int) setWidth(w : int)
7-7--7-面向对象的设计原则 ?面向对象的设计原则 –是面向对象设计的基本指导思想–是评价面向对象设计的价值观体系–是设计模式的出发点和归宿 ?面向对象的设计原则是构造高质量软件的出发点 8 -8--8- 设计目标 ?构造出高质量软件，以保持系统稳定?设计目标 –可扩展性（Extensibility ）–灵活性（Flexibility ）–可插入性（Pluggability ）– …… 9-9--9- 设计质量：培养灵敏的嗅觉 ?糟糕的设计总是散发出臭味，让人不悦 –判断一个设计的好坏，主观上能否让你的合作方感到心情愉悦，是最直观的标准 ?设计开发人员要培养嗅觉，当你看到UML 图或者代码，感到杂乱、繁琐、郁闷的时候，你可能正面对一个糟糕的设计 ?这种嗅觉是在实践开发中培养起来的，而面向对象设计原则对此加以归纳和总结 10 -10--10- 设计质量：坏的设计 ?什么是坏的设计？ –僵硬性（Rigidity ）：刚性，难以扩展–脆弱性（Fragility ）：易碎，难以修改 –牢固性（Immobility ）：无法分解成可移植的组件 –不必要的复杂性（Needless Repetition ）：Ctrl C + Ctrl V –晦涩性（Opacity ）：不透明，很难看清设计者的真实意图 11-11--11- 设计质量：好的设计 ?什么是好的设计？ –容易理解 –容易修改和扩展–容易复用 –容易实现与应用 – 简单、紧凑、经济适用 ?让人工作起来心情愉快的设计 ?设计原则是提高设计质量的基本原则 12 -12--12- 面向对象的基本设计原则 ?LSP ：Liskov 替换原则 –The Liskov Substitution Principle ?OCP ：开放-封闭原则 –The Open-Close Principle ?SRP ：单一职责原则 –The Single Responsibility Principle ?ISP ：接口隔离原则 –The Interface Segregation Principle ?DIP ：依赖倒置原则 –The Dependency Inversion Principle ?……
1、什么面向对象？ 面向对象不仅是以些具体的软件开发技术与策略，而且以一套关于如何看待软件系统与现实世界的关系，以什么观点来研究问题并进行求解，以及如何进行系统构造的软件方法学。 2、软件开发方法学的基本方法有哪些？ 1）软件工程和瀑布方法学2）新方法学：螺旋式、迭代式、递增式、合并式3）面向对象方法学：UML、RUP、XP 3、为什么需要OOA、OOD。 OOA就是运用面向对象的方法进行需求分析，OOA加强了对问题域和系统责任的理解，有利于人员之间的交流，对需求变化的适应性较强，很好的支持软件复用。 OOD就是运用面向对象的方法进行系统设计，OOD．符合人们习惯的思维方法，便于分解大型的复杂多变的问题；易于软件的维护和功能的增减；可重用性好；与可视化技术相结合，改善了工作界面。 4、从概念层次、规格层次、实现层次三个角度如何理解对象的概念？ 从概念层次来看，一个对象就是一系列的责任； 从规格层次来看，一个对象是一系列可以被其他对象或该对象自己调用的方法；从实现层次来看，一个对象是一些代码和数据。 5、如何绘制类图和对象图？简述其步骤。 类图绘制：1发现类，找到备选类，确定候选类2关联分析，确定关联关系，多重性分析3职责分析4限定与修改，导航性分析，约束，限定符; 对象图绘制：1发现类和对象2对其细化，分析，确定关系。 6、简述重定义方法与重载的区别。 重定义：1参数列表必须完全与被重写的方法相同2返回类型必须一直域被重写的方法的类型相同3访问修饰符的限制一定要大于被重写方法的访问修饰符4重写方法一定不能抛出新的检查异常或者比被重写方法申明更加宽泛的检查性异常：重载：1必须有不同参数列表2可以有不同的返回类型，只要参数列表不同即可3可有不同访问修饰符4可抛出不同的异常。 7.简述抽象方法与虚方法的联系与区别 虚方法有一个实现部分可以为子类实现有共同的方法，并为派生提供了覆盖该方法的选，抽象方法只是强制派生覆盖方法；抽象方法只能在抽象类中声明，而虚方法不是；抽象方法不能声明方法实体，虚方法可以；包含抽象方法的类不能实例化，但虚方法可以。 8、简述使用继承的规则。 1)、不要过度使用；2)、子类应是超类的一个类型；3)、子类应是超类的扩展； 4)、尽量少从具体类继承，最好继承接或抽象类。
实验报告面向对象的分析设计实现—图书管理系统 一.需求分析 1.1系统需求描述 一般图书馆管理系统主要用于对图书馆日常工作的管理，主要任务是用计算机对读者、图书等各种信息进行日常管理，如查询、修改、增加、删除、图书借阅和归还的管理等。本系统实现了图书馆的信息化管理，完成了图书馆管理系统的基本功能。 一般图书馆管理系统主要包括用户登录子系统、用户管理子系统、图书管理子系统、图书借阅与归还、图书和用户信息查询子系统四个部分，各部分主要功能如下： 用户登录子系统：用于数据库的连接，主界面的设计和不同身份用户的登录管理。 用户管理子系统：用于用户信息的管理，如用户添加、用户信息修改、用户删除。 图书管理子系统：用于图书信息的管理，如新书入库、图书信息修改、图书信息删除。 图书借阅与归还子系统：用于用户借阅和归还图书。 图书和用户信息查询:图书和用户信息的查询。 1.2系统功能结构图
图 1.1 图书管理系统分析系统流程图 1.3 系统解决方案 以上述一般的图书管理系统分析为构思原型。为简化系统，忽略掉其他复杂琐碎的功能需求，仅保留图书信息的录入、修改和读者借、续借、还的功能。读者与管理员通过界面对象调用控制类对象，控制对象进行各种操作并把信息写入数据库。 二.系统设计 2.1 系统E-R图 图 1.2 用户实体图
图1.3 书籍实体图 图 1.4 实体属性图 2.2数据库表结构 表2.1 图书信息表
表2.2 用户借阅表 表2.3用户信息表 2.3用例文档 本系统共设置四个活动者。分别是TT_People、TT_Registrar、TT_Reader 和TT_Database。其中TT_People泛指与系统发生关系的人；TT_Registrar为系统管理员，负责添加、修改图书信息；TT_Reader为所有读者，读者可能发生借书、续借、还书的行为；TT_Database为存储各种信息的数据库对象。另：考虑到现实图书馆中还存在“图书馆管理员”这一角色，但其所起的作用仅为代替读者完成各种系统操作，故没有设置此活动者。 系统中共有五个用例。TT_Addinfo、TT_Modifyinfo、TT_Borrow、TT_Renew 和TT_Return。TT_Addinfo表示管理员添加图书信息；TT_Modifyinfo表示修改图书信息；TT_Borrow表示读者借阅图书；TT_Renew表示读者续借图书；TT_Return表示读者归还图书。
日历记事本 1.课程设计目的 通过此次课程设计，巩固所学Java语言基本知识，增进Java语言编辑基本功，掌握JDK、Editplus、Eclipse、JCreator等开发工具的运用，拓宽常用类库的应用。使我们通过该教学环节与手段，把所学课程及相关知识加以融会贯通，全面掌握Java语言的编程思想及面向对象程序设计的方法，为今后从事实际工作打下坚实的基础。 本课程设计设计GUI界面的日历记事本，系统将日历和记事本结合在一起，可以方便的保存、查看日志，即在任何日期记载下有关容或查看某个日期记载的容。 2.设计方案论证 2.1设计思路 2.1.1 本系统界面的左侧是日历和一幅图像。该日历可以按年前后翻动，用鼠标左键单击“上年”按钮，可将当前日历的年份减一；用鼠标左键单击“下年”按钮，可将当前日历的年份加一。该日历还可以在某年按月前后翻动，用鼠标单击“上月”按钮，可将当前日历的月份减一；用鼠标单击“下月”按钮，可将当前日历的月份增一。 2.1.2 系统界面的右侧是记事本和一个时钟。用鼠标单击日历上的日期，就可以通过该记事本编辑有关日志，并将日志保存到一个文件。该文件的名字是由当前日期组成的字符序列。用户可以查看、删除某个日期的日志，也可以继续向某个日志添加新的容。2.1.3 当某个日期有日志时，显示该日期的外观上就会出现“有”标记，表明这个日期有日志；当用户删除某个日期的日志后，该日期的外观上的“有” 标记就会消失。 2.2设计方法 在设计日历记事本时，需要编写6个Java源文件：CalendarWindow.java、CalendarPad.java、NotePad.java、CalendarImage.java 、Clock.java和CalendarMessage.java。 日历记事本除了需要编写的上述6个Java源文件所给出的类外，还需要Java系统提供的一些重要的类，如JTextField、JTextArea和File类。 2.2.1 CalendarWindow.java 主类
面向对象分析与设计 课程总结 0923010208 指导老师：庄育飞 这学期学院开设了面向对象分析与设计（UML）这门课，通过老师的讲解，自己一些相关书籍的阅读和实践作业的完成，逐步对课程有了由浅及深的认识。我觉得学习这门课还是受益匪浅的。 面向对象(Object Oriented,OO)是一门以实践为主课程，课程中可以分开两块OOA（面向对象系统分析)和OOD（面向对象系统设计）。 OOA（面向对象系统分析)主要内容: 研究问题域和用户需求,运用面向对象的观点和原则发现问题域中与系统责任有关的对象,以及对象的特征和相互关系.OOA不涉及针对具体实现采取的设计决策和有关细节,独立于具体实现的系统模型。是一个完整确切反映问题域和用户需求的系统模型。OOA的优势：复
用、可扩展、可维护性、弹性。 OOD（面向对象系统设计）：以OOA模型为基础，按照实现的要求进行设计决策，包括全局性的决策和局部细节的设计，与具体的实现条件相关。OOD的步骤：细化重组类→细化和实现类之间的关系，明确其可见性→增加属性,指定属性的类型和可见性→分配职责,定义执行每个职责的方法→对消息驱动的系统,明确消息传递的方式→利用设计模式进行局部设计→画出详细的类图和时序图。 面向对象的分析与设计方法将致力于解决传统软件研发过程中由于软件模块化结构化程度不高带来的软件重用性差、软件可维护性差、开发出的软件不能满足用户需要等方面问题。面向对象的概念包括：对象、对象的状态和行为、类、类的结构、消息和方法。对象概念将包含对象唯一性、抽象性、继承性、多态性的重要特征。面向对象的要素包含：抽象、封装性、共享性三方面。 在设计模式的研究过程中，我们组选择的是迭代器（Iterator）的设计模式研究。完成设计研究后，我对迭代器的设计模式有了更为深刻的理解。迭代器（Iterator）提供一个方法顺序访问一个聚合对象的各个元素，而又不暴露该对象的内部表示。并了解到迭代器设计模式一般在以下三类场合使用较多。 ●访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示。 ●支持对聚合对象的多种遍历。因为遍历状态是保存在每一个迭代器对象 中的。
面向过程程序设计和面向对象程序设计的区别 面向过程程序设计我个人的理解简单来说，他考虑问题的方式是面向流程的，一个程序的设计思路就是解决一个问题的流程。就好比游戏先登入界面，再输入密码，然后选择角色，在然后进入游戏玩耍，结束... .... 这把这些步样就是面向过程。面向过程就是分析出解决问题所需要的步骤，然后用函数骤一步调用就可以了一步实现，使用的时候一个一个依次。可以看出面向过程化程序设计是先确定算法，再确定数据结构。而面向对象程序设计是面向问题中的各种独立个体的，程序的析设分计过程就是将程序分解成不同对象（不同概念体）之间的交互的过程。这就好比在针对某个工程或游戏设计程序时先不考虑，游戏是怎么玩的，工作是怎么做的，而先会去找，游戏或工程中有哪些人或事物参与（一般选择：用户，玩家，角色等等），然后再看他们都有什么用，都干了些什么，针对这个区设计方法。最后在通过这些千丝万缕的联系把他们分门别类的，组装在一起。可以看出面向过程化程序设计是先确定数据结构再确定算法。 从上面很容易看出，面向过程的程序上一步和下一步环环相扣，他只考虑实现客户的需求不考虑以后扩展，如果以后客户的需求有变化那代码量要改变非常大耗费的时间也相当多。从本质上说，面向过程基本上是一种状态机，不利于修改，当新状态出现的时候，甚至可能需要重设每一个状态解决实现。所以说面向过
程是一种直接的编程方法，它是按照编程语言的思路考虑问题。尤其是想C语言这种过程式语言，它就是通过顺序执行一组语句来实现一个功能，这些语句的执行过程就是整个程序。不同的语言解决同一个问题的过程是不一样的。 而面向对象的程序设计很多东西都是独立的，每个对象都可以重复使用。而面向对象程序设计强调“封装”，“继承“和“多态”。数据和与数据相关的操作被包装成对象（严格的说是“类”），每一种对象是相对完整和独立的。对象可以有派生的类型，派生的类型可以覆盖（或重载）原本已有的操作。所有的这些，是为了达成更好的内聚性，即一种对象做好一件（或者一类相关的）事情，对象内部的细节外面世界不关心也看不到；以及降低耦合性，即不同种类的对象之间相互的依赖尽可能降低。而所有的这些，都有助于达成一个崇高的目标，就是可复用性。 下面举个例子来说明面向过程的程序和面向对象的程序设计的区别： 用面向过程的思想去考虑它应该是这样的：如何启动汽车、如何起步、加速、刹车、熄火等一个个操作。面向过程是把所有的功能全部在一个大的类里定义出来，当系统庞大时，功能多了，各种操作之间的调用关系也很复杂，当需要修改一个功能时就可能引发一连串的改动，使修改和维护成本增加，而不利于修改。 而面向对象则以汽车为对象，一切由汽车开始，以上的可用操
一些 面向对象的设计 法则 Bob T arr 著 outmyth 译
法则1：优先使用（对象）组合，而非（类）继承 [ Favor Composition Over Inheritance ] 组合 ?（对象）组合是一种通过创建一个组合了其它对象的对象，从而获得新功能的复用方法。 ?将功能委托给所组合的一个对象，从而获得新功能。 ?有些时候也称之为“聚合”（aggregation）或“包容”（containment），尽管有些作者对 这些术语赋予了专门的含义 ?例如： ?聚合：一个对象拥有另一个对象或对另一个对象负责（即一个对象包含另一个对象或是另一个对象的一部分），并且聚合对象和其所有者具有相同的生命周期。（译者 注：即所谓的“同生共死”关系，可参见GOF的Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software的引言部分。） ?包容：一种特殊类型的组合，对于其它对象而言，容器中的被包含对象是不可见的，其它对象仅能通过容器对象来访问被包含对象。（Coad） ?包含可以通过以下两种方式实现： ?根据引用（By reference） ?根据值（By value） ?C＋＋允许根据值或引用来实现包含。 ?但是在Java中，一切皆为对象的引用！ 组合的优点和缺点 ?优点： ?容器类仅能通过被包含对象的接口来对其进行访问。 ?“黑盒”复用，因为被包含对象的内部细节对外是不可见。 ?对装性好。 ?实现上的相互依赖性比较小。（译者注：被包含对象与容器对象之间的依赖关系比较少） ?每一个类只专注于一项任务。 ?通过获取指向其它的具有相同类型的对象引用，可以在运行期间动态地定义（对象的）组合。