十二章节面向对象系统设计

《C语言程序设计》教案一、教案简介1. 课程名称：C语言程序设计2. 适用对象：计算机科学与技术专业本科生、研究生，以及对C语言编程感兴趣的初学者3. 课时安排：共计32课时，每课时45分钟4. 教学目标：使学生掌握C语言的基本语法、数据类型、运算符、控制结构、函数、数组、指针等概念，培养学生具备基本的编程能力和编程思维，为后续学习更高级的编程语言和计算机科学知识打下基础。

二、教学内容1. 第一章：C语言概述1.1 C语言的历史和发展1.2 C语言的特点1.3 集成开发环境（IDE）的使用1.4 简单的C语言程序实例2. 第二章：数据类型和运算符2.1 数据类型2.1.1 基本数据类型2.1.2 构造数据类型2.1.3 指针类型2.2 变量和常量2.3 运算符2.3.1 算术运算符2.3.2 关系运算符2.3.3 逻辑运算符2.3.4 赋值运算符2.3.5 其他运算符3. 第三章：控制结构3.1 顺序结构3.2 选择结构3.2.1 if语句3.2.2 switch语句3.3 循环结构3.3.1 while循环3.3.2 do-while循环3.3.3 for循环4. 第四章：函数4.1 函数的定义和声明4.2 函数的参数和返回值4.3 局部变量和全局变量4.4 函数的递归调用4.5 常用的库函数5. 第五章：数组和指针5.1 一维数组5.2 二维数组5.3 字符数组和字符串5.4 指针的基本概念5.5 指针与数组5.6 指针与函数三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、语法规则、编程技巧等2. 案例教学法：通过编写实际程序，使学生理解和掌握相关知识3. 实验教学法：安排上机实验，让学生动手实践，培养编程能力4. 小组讨论法：组织学生进行小组讨论，分享学习心得，提高沟通与合作能力四、教学评价1. 平时成绩：包括课堂表现、作业完成情况、实验报告等，占总评的40%2. 期末考试：包括选择题、填空题、编程题等，占总评的60%五、教学资源1. 教材：《C程序设计语言》（K&R）2. 辅助教材：《C语言程序设计教程》3. 在线资源：编程网站、开平台、教学视频等4. 实验环境：配置有C语言编译器的计算机实验室六、第六章：结构体、共用体和枚举类型6.1 结构体的定义和使用6.2 结构体数组6.3 指向结构体的指针6.4 共用体和枚举类型的定义和使用七、第七章：动态内存分配7.1 动态内存分配的概念7.2 动态内存分配函数7.3 内存泄漏和溢出7.4 链表的基本操作八、第八章：文件操作8.1 文件的概念和文件操作流程8.2 文件的打开与关闭8.3 文件的读写操作8.4 文件的权限设置8.5 文件指针的概念和文件定位九、第九章：预处理指令9.1 宏定义9.2 文件包含9.3 条件编译9.4 其他预处理指令十、第十章：C语言编程实例10.1 学生信息管理系统10.2 计算器程序10.3 排序算法实现10.4 简易的图形界面程序10.5 网络通信程序十一、教学内容扩展11.1 C语言高级特性11.1.1 引用11.1.2 默认参数11.1.3 函数重载11.1.4 构造函数和析构函数11.2 面向对象程序设计11.2.1 类和对象11.2.2 继承和多态11.2.3 封装和抽象11.3 标准模板库（STL）11.3.1 容器11.3.2 迭代器11.3.3 算法11.3.4 函数对象和Lambda表达式十二、教学计划12.1 第一阶段：C语言基础（1-4章）12.2 第二阶段：控制结构与函数（5-7章）12.3 第三阶段：数组、指针和字符串（8-10章）12.4 第四阶段：高级C语言编程（11章）12.5 第五阶段：项目实践（12章）十三、教学活动安排13.1 课堂讲解（每周2课时）13.2 实验课（每周1课时）13.3 小组讨论和项目实践（每周1课时）13.4 课后作业和自学（学生自主安排时间）十四、教学反馈与改进14.1 学生评价14.2 同行评价14.3 教学反思与调整十五、教学总结15.1 课程收获与不足15.2 学生学习成果展示15.3 未来教学计划和目标十一、第十一章：C语言高级特性（续）11.4 动态内存分配的高级应用11.4.1 内存分配策略11.4.2 内存释放与回收11.4.3 内存泄漏检测与优化11.5 操作符重载与函数重载11.5.1 操作符重载的概念与规则11.5.2 函数重载的实现与规则十二、第十二章：面向对象程序设计（C++）12.1 C++概述与兼容性12.1.1 C++的发展与特点12.1.2 C++与C语言的兼容性12.2 类与对象12.2.1 类的定义与结构12.2.2 构造函数与析构函数12.2.3 封装与访问控制12.3 继承与多态12.3.1 继承的实现与类型12.3.2 多态的概念与实现十三、第十三章：标准模板库（STL）13.1 容器13.1.1 序列容器：vector、deque、stack、queue 13.1.2 关联容器：map、multimap、set、multiset 13.1.3 适配器容器：pr、array、bitset13.2 迭代器13.2.1 迭代器的概念与分类13.2.2 迭代器的使用与注意事项十四、第十四章：C语言编程实战14.1 项目一：简单的文本编辑器14.1.1 项目需求与设计14.1.2 项目实现与测试14.2 项目二：图书管理系统14.2.1 项目需求与设计14.2.2 项目实现与测试14.3 项目三：网络通信工具14.3.1 项目需求与设计14.3.2 项目实现与测试十五、第十五章：课程总结与展望15.1 C语言程序设计的重要性15.1.1 C语言在计算机历史中的地位15.1.2 C语言在现代编程中的应用15.2 学习收获与建议15.2.1 学生学习收获的评估15.2.2 对未来学习的建议和指导15.3 课程展望与未来计划15.3.1 课程内容的拓展与更新15.3.2 教学方法与技术的创新重点和难点解析一、教案简介重点：教案的目标和适用对象难点：无二、教学内容重点：C语言的基本语法、数据类型、运算符、控制结构、函数、数组、指针等概念难点：指针的复杂应用，函数的递归调用，结构体、共用体和枚举类型的使用三、教学方法重点：讲授法、案例教学法、实验教学法、小组讨论法难点：实验教学法和小组讨论法的组织与实施四、教学评价重点：平时成绩和期末考试的评分标准难点：无五、教学资源重点：教材、辅助教材、在线资源、实验环境难点：在线资源的整合与利用六至十、章节内容重点：每个章节的基本概念和编程技巧难点：第九章的预处理指令的理解和使用，第十章的编程实例的实现十一至十五、教学内容扩展与总结重点：C语言高级特性、面向对象程序设计、标准模板库、编程实战、课程总结与展望难点：面向对象程序设计中类与对象的高级应用，标准模板库的容器和迭代器的使用，以及编程实战中的项目设计和测试这份教案旨在帮助学生全面掌握C语言的基本概念和编程技能，为后续学习更高级的编程语言和计算机科学知识打下基础。

面向对象系统设计与开发随着计算机技术的发展，软件系统的规模和复杂度越来越高，要想开发高质量的软件系统，面向对象的系统设计和开发已成为必不可少的方法。

本文将从面向对象的基本概念、面向对象系统设计的模式、面向对象语言的特点和面向对象的软件开发流程等方面来进行阐述。

一、面向对象的基本概念面向对象是一种基于对象的编程思想，它将现实世界中的事物抽象为对象，并通过对象之间的关系来描述真实世界中的事物及其行为。

面向对象的基本概念包括：类、对象、继承、多态、封装等。

1.类类是面向对象系统设计中的最基本的概念，它是对对象的抽象描述。

类是一组属性和方法的集合，它定义了对象的属性和方法，是描述对象属性和行为的蓝图。

2.对象对象是类的实例化结果，它是现实世界中一个实体的具体表现。

对象具有自己的状态和行为，它可以对外提供服务或者被其他对象协作完成特定的任务。

3.继承继承是面向对象编程中实现代码复用的一种机制。

子类从父类继承属性和方法，对父类进行扩展或进行修改，并且可以添加新的属性和方法。

4.多态多态是指不同对象可以对同一消息做出不同的响应。

它通过方法的重载和方法的覆盖来实现。

多态增强了程序的灵活性和可扩展性，使得代码更易于维护和修改。

5.封装封装是指将数据和方法包含在一个类中，以达到保护数据、隔离变化和隐藏细节的目的。

封装增强了程序的安全性和可靠性，使得其他类无法直接访问该类的属性和方法。

二、面向对象系统设计的模式面向对象系统设计中有一些常用的模式，它们是帮助开发人员更加高效和规范的进行设计的。

1.工厂模式工厂模式是一种创建型模式，它提供了一种统一的接口来创建对象，可以隐藏对象创建的复杂性，同时降低对象之间的耦合度。

2.单例模式单例模式是一种保证类只有一个实例的设计模式，它可以控制实例数量，降低系统的复杂度和资源的消耗。

单例模式广泛应用于数据库连接、线程池等方面。

3.装饰器模式装饰器模式是一种结构型模式，它提供了一种在不修改原对象的情况下，动态地给一个对象添加额外的职责的方法。

面向对象设计系统分析与设计概述xx年xx月xx日CATALOGUE目录•面向对象设计基本概念与原则•面向对象系统分析过程•面向对象系统设计过程•面向对象高级技术•面向对象程序设计语言与工具•面向对象软件工程与软件开发过程•系统分析与设计实践案例01面向对象设计基本概念与原则面向对象基本概念现实世界中的实体，如学生、教师、汽车等都可以作为对象。

每个对象都有其属性（状态）和行为（状态的变化）。

对象具有相同属性和行为的对象的抽象，是对象的模板或蓝图。

例如，学生类包含所有学生的共同属性和行为。

类子类继承其父类的属性和行为，并可以添加自己特有的属性和行为。

继承同一消息发送到不同对象，根据对象所属的类而产生不同的结果。

多态单一职责原则（Single Responsibility Principle）：一个类只应该有一个引起变化的原因。

每个类应该只有一个职责，只有一个改变它的原因。

依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle）：高层模块不应该依赖于低层模块，它们都应该依赖于抽象接口隔离原则（Interface Segregation Principle）：使用多个特定的接口，而不使用单一的总接口，客户端不应该被强制依赖于它们不使用的接口。

里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）：子类必须能够替换其父类面向对象设计原则关注对象而非过程面向对象设计关注如何定义和组织对象以及它们之间的交互，而不是描述如何从数据出发来实现特定功能。

通过将代码组织成可重用的组件（即对象），可以轻松地修改或扩展现有系统，而不会影响到其他部分的代码。

面向对象设计鼓励将代码分解为小模块（对象），每个模块都具有明确定义的职责和接口。

这使得代码更易于理解和测试。

面向对象设计使用类和接口来定义模块，这些模块具有明确定义的接口和行为。

这使得代码更易于模块化和组织。

面向对象设计优点提高代码可重用性和可维护性提高代码可理解性和可测试性更好的模块化02面向对象系统分析过程1识别对象23通过需求分析，确定系统中的对象以及它们之间的关系。

《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——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。

面向对象的软件系统设计与开发随着计算机技术的发展，软件已经成为人们日常工作生活中不可或缺的一部分。

而软件系统作为软件的核心，其设计与开发则直接关系到软件系统的质量和稳定性。

在软件系统中，面向对象的设计与开发已经成为主流。

本文将针对面向对象的软件系统设计与开发进行探讨和分析。

一、面向对象的软件系统设计面向对象的软件系统设计强调“对象”而非“过程”，主要思想是将复杂的系统分解为若干个对象，每个对象代表一个实体，对象之间通过消息进行通信和交互，从而形成一个互相依赖的系统。

面向对象的软件系统设计具有以下优点：1.可重用性：面向对象的软件系统设计可以将对象视为可重用组件，使得在设计系统时可以重复利用已有的函数库和对象库，从而提高了开发效率。

2.可拓展性：面向对象的软件系统设计强调继承和多态，通过继承可以扩展已有的对象库，通过多态可以在运行时动态绑定对象，从而使得系统更加可拓展。

3.可维护性：面向对象的软件系统设计可以将系统分解为若干个对象，每个对象仅关注自身的实现细节，从而易于维护和修改。

4.可靠性：面向对象的软件系统设计强调封装性，隐藏对象的内部实现细节，避免外部对对象的直接访问，从而更加安全可靠。

在面向对象的软件系统设计中，最核心的一步是类的设计。

在设计类时，需要考虑以下几个方面：1.类的属性：类的属性是描述对象的特征，需要根据实际需求选择属性类型和属性名称。

2.类的方法：类的方法是描述对象操作的行为，需要根据实际需求确定方法的名称和方法签名，同时考虑方法之间的依赖关系。

3.类的关系：类的关系是描述对象之间的依赖关系，主要包括继承、聚合、组合等关系。

4.类的封装：类的封装是隐藏对象的内部实现细节，避免外部对对象的直接访问，提高系统的安全性和可靠性。

二、面向对象的软件系统开发在面向对象的软件系统开发过程中，需要遵循以下几个基本原则：1.开发应以需求为导向，根据需求设计类和对象，实现系统的功能。

2.开发应注重模块化，将系统分为若干个模块，每个模块都具有独立的功能，并且模块之间有明确的接口和依赖关系。

之前在写我的程序人生的过程中，很多网友都希望我介绍一些编程开发方面的经验。

我之前也说过，虽然我也算计算机专业科班出身，不过很多东西并不是在学校里从老师那里学来的，而是在工作中经过失败后总结出来的。

至于总结出来的是不是最好的，最适合的，那就不知道了。

我只知道在我目前的系统开发过程中，还是有一定作用的。

本文我就想从系统功能设计方面简要介绍一下自己的一些思路和模式，也希望能够对大家起到抛砖引玉的作用。

如果您有更好的方法，请务必留言赐教。

1。

系统设计目标封装性：高内聚，低耦合对模块进行封装，便于重用，模块变化产生的影响范围最低。

可扩展性：考虑未来扩展的可能函数，接口的设计，要考虑未来可能产生的扩展一致性：包括模块设计的一致性，以及不同系统中同一模块的一致性模块设计的一致性，要求各个模块采用一致的设计思路，简化设计的复制度，提高可读性和可维护性。

2。

系统设计要点追求完美，但不镀金要有追求完美的心态，但却不能镀金，过犹不及。

注意80：20原则。

争取用20%的成本实现80%的功能，而避免用大量的时间解决非重点问题或低概率问题。

换位思考，从用户角度考虑问题特别对于界面的设计，包括图形和内容的显示。

要以一个用户的角度来考虑。

操作简单，界面美观，稳定高效等。

各尽其责理解类和模块的意义，明确每个类和模块的责任和角色。

不做不属于它的工作。

一旦出现不应该由本类来完成的工作，那么意味着你的模块已经存在缺陷。

3。

系统框架结构具体每个部分的作用在以下的各个部分进行介绍。

4。

MFC基础类职责MFC基础类包括应用程序类，主框架类，视图类和文档类。

应用程序类负责系统初始化，包括检查配置文件信息的有效性，数据库是否能正确连接，系统是否注册等前端工作，以确定是否需要启动系统；主框架类负责工具条，状态条，菜单和浮动窗体的管理，并作为整个工程中消息收发的中转站；浮动窗体将作为一个容器，以TAB页的方式集成各个模块的信息展示和交互窗口，使得整个系统能有有效的窗口管理，不至于出现浮动窗口满天飞的现象。

学习面向对象设计和设计原则面向对象设计（Object-Oriented Design，缩写为OOD）和设计原则是软件工程中非常重要的概念之一。

OOD是指在软件设计和开发过程中，以对象为中心进行设计的方法，而设计原则是指在进行软件设计时应该遵循的一些指导性原则。

本文将对面向对象设计和设计原则进行深入介绍。

一、面向对象设计面向对象设计是一种将系统划分为各个对象，对象之间通过消息进行交互的设计方法。

每个对象都有自己的属性和方法，可以通过继承、封装、多态等机制进行复用和扩展。

面向对象设计包含以下几个核心概念：1.类（Class）：类是具有相同属性和行为的一组对象的抽象模板。

类定义了对象的状态和行为。

2.对象（Object）：对象是类的一个实例，拥有类定义的属性和方法。

3.封装（Encapsulation）：封装是将对象的属性和方法封装在对象内部，通过接口提供对外部的访问。

封装可以隐藏对象的内部实现细节，提供更好的安全性和灵活性。

4.继承（Inheritance）：继承是指通过定义一个新的类来继承已有类的属性和方法。

继承可以实现代码的复用和扩展，提高代码的可维护性。

5.多态（Polymorphism）：多态是指同一个方法可以根据不同对象的实际类型执行不同的行为。

多态可以提高代码的灵活性和可扩展性。

6.抽象（Abstraction）：抽象是指只关注对象的重要特征和行为，忽略不重要的细节。

通过抽象可以将问题领域的复杂性简化为一个易于理解和实现的模型。

二、设计原则设计原则是在进行软件设计时应该遵循的一些指导性原则，可以帮助设计出高内聚、低耦合、可重用、易维护的代码。

常用的设计原则包括以下几个：1.单一职责原则（Single Responsibility Principle，SRP）：一个类只应该有一个引起它变化的原因。

一个类只应该做一件事情。

这可以提高类的内聚性，减少代码的复杂性和耦合性。

2.开闭原则（Open-Closed Principle，OCP）：软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改关闭。

面向对象程序设计课程设计面向对象程序设计（Object-oriented Programming, OOP）是计算机科学中的一种编程范式，它以对象作为程序的基本单元，将数据和操作封装在一起，通过对象之间的交互实现程序的功能。

面向对象程序设计具有灵活、可扩展、可维护等优点，广泛应用于软件开发领域。

本文将围绕面向对象程序设计课程设计的相关内容展开讨论，包括设计原则、设计模式等。

一、设计原则在进行面向对象程序设计时，遵循一定的设计原则是十分重要的，下面介绍几个常用的设计原则：1. 单一职责原则（Single Responsibility Principle, SRP）：一个类应该只有一个引起它变化的原因，即一个类应该只负责一项职责。

2. 开放封闭原则（Open Closed Principle, OCP）：软件实体应该对扩展开放，对修改封闭。

即应该通过扩展已有的代码来实现新的功能，而不是修改已有的代码。

3. 里氏替换原则（Liskov Substitution Principle, LSP）：子类对象应该可以替换任何基类对象出现的地方，而不影响程序的正确性。

4. 接口隔离原则（Interface Segregation Principle, ISP）：应该为客户端提供特定的接口，不应该提供不需要的接口。

5. 依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle, DIP）：高层模块不应该依赖于低层模块，而是应该依赖于抽象接口。

二、设计模式设计模式是为了解决特定问题而提出的一套设计方法，它通过定义一系列的类和对象以及它们之间的相互关系，来实现特定的功能。

下面介绍几种常用的设计模式：1. 单例模式（Singleton Pattern）：保证一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

2. 工厂模式（Factory Pattern）：定义一个用于创建对象的接口，由子类决定实例化哪一个类。

面向对象系统分析与设计第二版课程设计一、设计背景面向对象系统分析与设计（Object Oriented System Analysis and Design，简称OOSAD）是计算机科学、软件工程等专业中的重要前置课程，为学生提供了系统分析和设计的基础知识。

本次课程设计旨在运用OOSAD的理论知识，设计一个基于面向对象的系统。

二、设计目标本次课程设计的目标是设计一个基于面向对象的任务管理系统。

主要功能包括：•用户登录与注册：用户可以通过注册账号和登录来访问系统。

•任务管理：用户可以增加、修改、删除任务。

同时可以根据任务状态查询任务列表。

•任务分配：管理员可以分配任务至指定的用户，并可以设置任务优先级。

•用户管理：管理员可以增加、删除、修改用户信息。

三、设计需求1.用例设计1.1 登录注册注册账号：用户可以在系统的登录界面输入用户名和密码，点击“注册”按钮完成账号的注册。

登录账号：用户可以在系统的登录界面输入已注册的账号和密码，点击“登录”按钮进入任务管理页面。

1.2 任务管理任务新增：用户可以在任务管理页面点击“新增任务”按钮进入新增任务页面，填写任务标题、任务描述、任务截止日期等信息并提交保存。

任务修改：用户可以在任务列表页点击某一任务进行修改，编辑完成后提交保存。

任务删除：用户可以在任务列表页点击某一任务进行删除。

任务查询：用户可以根据任务状态（进行中、已完成）查询任务列表。

1.3 任务分配任务分配：管理员可以在任务列表页将未分配的任务分配至指定的用户，并可以设置任务优先级。

任务查看：管理员可以查看已分配的任务和任务状态，并可以对任务进行修改和删除。

1.4 用户管理用户新增：管理员可以新增用户账号，包括用户名、密码、所在部门等信息。

用户删除：管理员可以删除用户账号。

用户修改：管理员可以修改用户信息，包括用户名、密码、所在部门等信息。

2. 数据库设计数据库的设计是本系统设计中的重要环节，MySQL是常用的关系型数据库。