面向对象程序设计—第八章

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“对象名：类名”的方式标识，但也可以仅采用缩写形式“对象名”或者“：类名”。

• 好处: 程序员阅读代码时能够直接看到错误处理情况，确定是否实现 了正确的错误检查。
• 问题: 代码中受到错误处理的“污染”，使应用程序本身的代码更加 晦涩难懂，难以看出代码功能是否正确实现。这样就使代码的理解和
维护更加困难。
面向对象中的异常处理
面向对象中，程序员经常做的是一些工具（类的设计 与实现） 这些工具能够检测出错误，但往往不知道该如何处理 错误。错误的处理是由工具的使用者决定
异常的处理语法

throw 表达式；

说明：throw后的表达式表示抛出异常的类型，可以是一个 变量、常量或一个对象。throw语句在语法上与return语句 相似。

try-catch结构描述如下：
try { 被检查语句 } catch(异常类型声明) { 异常处理语句 }
try和catch后的“{ }”不 能省略，即使块中只有 1
条语句也不能省略。
2018/10/25
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异常语法说明-1

1. try块可以包含任何C++语句，甚至可以包含整个 函数，但是try块必须包含能够抛出异常的语句。 2. try 块和catch块作为一个整体出现，且catch必须 紧跟在try块之后，中间不能插入其他语句。 3. try块可以单独出现，而无catch块，表示无论是否 有异常都不进行处理。 4.一个try-catch结构中，只能有一个try块，可以有 多个catch块，每个catch块的异常信息必须是不同的 数据类型，以使和不同异常信息匹配。
2 divide by zero It’s Over
catch (int) {cout << "divide by zero" << endl; } cout << "It’s Over" << endl; return 0; }

7.1.5 Swing组件的分类
顶级容器 普通功能的容器 JPanel、JScrollPanel、 JPanel、JScrollPanel、JToolbar JSplitPanel、JTabbedPanel、 JSplitPanel、JTabbedPanel、 基本组 件 JButton、 JButton、 JCombobox、 JCombobox、 JList、 JList、 JMenu、 JMenu、 JSlider、 JSlider、 JTextField 等 不可编辑信息显示 组件 JLabel、 JLabel、 JProgressBar、 JProgressBar、 JToolTip等 JToolTip等
7.1.3 几点说明
1)是AWT的扩展，它比AWT提供了更多的组件和外观。 2)Swing组件所在的包： javax.swing每个组件都以“J” 开头，各个组件都是Component的子类。 3)Swing中的各个组件的事件编程、容器的布局方式仍然 与AWT中对应的编程一致，没有改变。
7.1.4 Swing编程所应该注意的问题
7.2.2 容器组件的创建
1）在init()或Frame的构造函数中内，首先创建出容 器组件对象并实例化它，然后设置布局方式。 2）分别创建出在容器内待包含的各个基本组件并实 例化它们。 3）调用容器的add( )函数将各个基本组件加入到容 器内。 4）再调用add( )将各个子容器加入到Applet中或 Frame的主窗框中；然后注册各个基本组件和容器的 事件监听器对象。 5）对Frame容器则需要调用setVisible(true)调显示 出其内的各个组件，而对Dialog容器则需要调用 show()显示出其内的各个组件。
面向对象编程导论

隐式：前面的例子 省略掉将抽象的函数模板实例化的过程，直接调用函 数模板，由编译器根据类型实参自动实例化
8.3、函数模板与模板函数
(5)函数模板中的模板参数T可以实例化为各种类型， 但是类型实参与类型形参之间必须保持完全的一致， 否则会发生错误。在这种情况下，函数模板中没有隐 式的类型转换
template<class T> T max(T x, T y) { return (x>y)?x:y; } void func(int i,char c) { max(i, i); //正确 调用max(int,int) max(c, c); //正确 调用max(char,char) max(i, c); //错误 类型不匹配 max(c, i); //错误 类型不匹配 }
4、模板函数重载的调用顺序
8.3、函数模板与模板函数
1、函数模板的声明 template <class 类型形参> 多个类型参数用逗号隔开 返回类型 函数名（模板形参表） 都要有class { 两种形参 函数体 }; 或者 template<typename 类型形参> 返回类型 函数名（模板形参表） { 函数体 };
(2)在template语句与函数模板定义语句之间不允许 有别的语句
template<class T> int i; //编译错误，不允许有别的语句 T max(T x, T y) { return (x>y)?x:y; }
8.3、函数模板与模板函数
(3)模板函数类似于重载函数，只不过它更严格一点， 函数被重载的时候，在每个函数体内部可以执行不同 的动作，但是对于同一函数模板被实例化后的所有的 模板都必须执行相同的动作。下面的情况就不能使用 函数模板