面向对象技术及语言-第8章
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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”。
第8章面向对象方法学导论哈尔滨理工大学荣成学院李胜利•结构化软件开发曾经给软件产业带来了巨大进步,部分地缓解了软件危机。
使用这种方法开发的许多中、小型软件项目大都获得了成功。
但是,把它应用于大型软件产品的开发时,却很少取得成功。
•在20世纪60年代后期出现了类和对象的概念;80年代中期起,逐步形成了面向对象方法学。
90年代,面向对象成为人们开发软件的首选方法。
总体上说,面向对象技术是当前最好的软件开发技术•面向对象方法学概述•面向对象方法学的主要优点•面向对象的概念•面向对象建模1. 面向对象方法学概述•面向对象方法学的出发点和基本原则,是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,也就是使描述问题的问题空间(问题域)与实现解法的解空间(求解域)在结构上尽可能一致。
•面向对象方法的要点:(1)客观世界是由各种对象组成的,任何事物都是对象,复杂的对象可以由比较简单的对象以某种方式组合而成。
面向对象方法使用对象分解取代了传统方法的功能分解。
(2)把所有对象都划分成各种对象类,每个对象类都定义了一组数据和一组方法。
数据表示对象的静态属性,是对象的状态信息。
类中定义的方法,是允许施加于该类对象上的操作,是该类所有对象共享的,并不需要为每个对象都复制操作的代码。
(3)按照子类(派生类)与父类(基类)的关系,把若干个对象类组成一个层次结构的系统(类等级)。
在这种层次结构中,通常下层的派生类继承上层基类的特性(数据和方法),但如果在派生类中对某些特性做了重新描述,则以新描述为准。
即低层的特性将屏蔽高层的同名特性。
(4)对象彼此之间仅能通过传递消息互相通信。
对象与传统的数据有本质的区别,它不是被动地等待外界对它施加操作,相反,它是进行处理的主体,必须发送消息请求它执行它的某个操作,处理它的私有数据,而不能从外界直接对它的私有数据进行操作。
也就是说,一切局部于该对象的私有信息,都被封装在对象的定义内,外界看不见,也不能直接操作。
1.1在C++中,三种派生方式的说明符号为public、private、protected不加说明,则默认的派生方式为private。
1.2当公有派生时,基类的公有成员成为派生类的公有成员;保护成员成为派生类的保护成员;私有成员成为派生类的不能直接访问成员。
当保护派生时,基类的公有成员成为派生类的保护成员;保护成员成为派生类的保护成员;私有成员成为派生类的不能直接访问成员。
1.3 派生类的构造函数一般有3项工作要完成:首先基类初始化,其次成员对象初始化,最后执行派生类构造函数体。
1.4多继承时,多个基类中的同名的成员在派生类中由于标识符不唯一而出现二义性。
在派生类中采用虚基类或作用域分辨符来消除该问题。
2.简答题2.1 派生类如何实现对基类私有成员的访问?2.2什么是类型兼容规则?2.3派生类的构造函数是怎样的执行顺序,析构函数的执行顺序是如何实现的?2.4继承与组合之间的区别与联系是什么?2.5什么是虚基类?它有什么作用?含有虚基类的派生类的构造函数有什么要求,什么是最远派生类,建立一个含有虚基类的派生类的对象时,为什么由最远派生类的构造函数负责虚基类的初始化?3.选择题3.1下面对派生类的描述中,错误的是(D )。
A.一个派生类可以作为另外一个派生类的基类B.派生类至少有一个基类C.派生类的成员除了它自己的成员外,还包含了它的基类的成员D.派生类中继承的基类成员的访问权限到派生类中保持不变3.2下列对友元关系叙述正确的是(A)。
A.不能继承B.是类与类的关系C.是一个类的成员函数与另一个类的关系D.提高程序的运行效率3.3当保护继承时,基类的(B)在派生类中成为保护成员,不能通过派生类的对象来直接访问。
A.任何成员B.公有成员和保护成员C.公有成员和私有成员D.私有成员3.4设置虚基类的目的是(B)。
A.简化程序B.消除二义性C.提高运行效率D.减少目标代码3.5在公有派生情况下,有关派生类对象和基类对象的关系,不正确的叙述是( C )。
一、选择题(1)下列构造方法的调用方式中,正确的是()A.按照一般方法调用B.由用户直接调用C.只能通过new自动调用D.被系统调用(2)下列叙述中,正确的是( )A. 声明变量时必须指定一个类型B. Java认为变量number与Number相同C. Java中唯一的注释方式是"//"D. 源文件中public类可以有0或多个(3)下列叙述中,错误的是( )A. 父类不能替代子类B. 子类能够替代父类C. 子类继承父类D. 父类包含子类(4)下列关于继承的哪项叙述是正确的?A.在java中允许多重继承B.在java中一个类只能实现一个接口C.在java中一个类不能同时继承一个类和实现一个接口D.java的单一继承使代码更可靠(5)下列哪个修饰符可以使在一个类中定义的成员变量只能被同一包中的类访问?( )A.private B.无修饰符C.public D.protected(6)给出下列代码,如何使成员变量m 被方法fun()直接访问?class Test{ private intm;public static void fun(){ ... }}A.将private int m 改为protected int mB.将private int m 改为public int mC.将private int m 改为static int mD.将private int m 改为int m(7)下列关于内部类的说法不正确的是( )A.内部类的类名只能在定义它的类或程序段中或在表达式内部匿名使用B.内部类可以使用它所在类的静态成员变量和实例成员变量C.内部类不可以用abstract修饰符定义为抽象类D.内部类可作为其他类的成员,而且可访问它所在类的成员(8)在Java中,一个类可同时定义许多同名的方法,这些方法的形式参数的个数、类型或顺序各不相同,传回的值也可以不相同。
这种面向对象程序特性称为()。