ISE-2-2-信息系统开发之面向对象概念.ppt

4 面向对象的概念 4.1 4.1 起源起源 4.2 对象和类 4.3 消息和方法 4.4 对象接口 4.5 4.5 继承性 4.6 封装性 4.7 多态性 1 4.1 起源 在软件开发过程中及使用后，使用者会不断地提出各 种更改要求。 而结构化方法开发的程序中： l这种修改往往是很困难的，而且还会因为计划或考虑 不周，不但旧错误没有得到彻底改正，又引入了新的错 误； l另一方面，在结构化程序开发中，代码的重用率很低 ，使得程序员的效率并不高。 为提高软件系统的稳定性、可修改性和可重用性，人 们在实践中逐渐创造出软件工程的一种新途径面 向对象方法学。 面向对象基本概念2 面向对象基本概念 1967年 起源 80年代才出现 采用Simula首创的对象、 属性、消息等编程模式 趋于成熟 Smalltalk Objective C C+ Smalltalk-80 C+ Simula OOP的出现 Object-Oriented Programming (OOP) Object-Oriented Analysis int age; String grade; public Student() age=0; public String getName() return name; public int getAge() return age; 面向对象基本概念 /变量定义 Student amy; Student richard; /变量初始化 amy=new Student(); /方法调用 int nowAge=amy.getAge(); 类Student的构造器 14 4 面向对象的概念 4.1 起源 4.2 对象和类 4.3 4.3 消息和方法消息和方法 4.4 对象接口 4.5 4.5 继承性 4.6 封装性 4.7 多态性 15 对象之间进行通信的数据叫做消息。当一个消息发送 给某个对象时，包含要求接收对象去执行某些活动的信 息，接收到消息的对象对其进行解释，然后予以响应。 这种通信机制叫做消息传递。 一个消息由下列三个元素组成： l消息名； l零个或多个参数列表，为接收对象提供数据信息； l对接收对象的引用。 面向对象基本概念 4.3 消息(Message)和方法(Method) 16 public class Student private int age; public void setAge(int newAge) age=newAge; public int getAge() return age; 面向对象基本概念 Student amy; amy =new Student(); amy.setAge(20); 定义了类Student的对象amy 接收对象 消息名 参数 17 方法就是与一个对象有关的过程，即实现某一操作的一段代 码。 一个对象可以有任意数目的方法。当对象收到一个消息时， 决定调用哪个方法来响应消息的过程称为方法绑定。 方法绑定就是找到型构(signature)和消息的元素相匹配的 方法： l方法名与消息名相匹配； l方法的参数表与消息的参数表在类型和数目上相匹 配。 执行与消息对应的预定义行为可能会产生三种结果： l返回一个值给消息发送者。 l改变接收者的状态。 l改变作为参数传给接收者的对象的状态。 面向对象基本概念 18 面向对象基本概念 对象Student具有以下方法： getName() getAge() setAge() getMark(String grade) getMark(String grade,String course) 方法绑定： Student amy; amy.getAge(); amy.getMark(”first year”,”english”); 定义了类Student的对象amy 寻找型构相同的方法getAge() 寻找型构相同的方法 getMark(String grade,String course) 19 4 面向对象的概念 4.1 起源 4.2 对象和类 4.3 4.3 消息和方法消息和方法 4.4 4.4 对象接口对象接口 4.5 4.5 继承性 4.6 封装性 4.7 多态性 20 对象可响应的消息是由对象接口决定的。 l对象接口以一组操作方法的形式出现； l每一个操作对应于在响应某个消息时对象所完成的 预定义行为； l客户通过对象接口来理解对象支持的各种行为，并 根据接口来发送消息。 调用对象的操作方法是要遵守一定的规则，这些规则描述了 如何使用对象的每一个操作。 例如，当一个Person对象接收到带有一个参数的 setAge()消息时，规则要求这个参数必须是整型数值对象，下 面的消息就违反了对象调用规则： p.setAge(null); 面向对象基本概念 4.4 对象接口(Interface) 21 对象接口的分类： 面向对象基本概念 公有接口：定义了一组可供任何对象发送的消息和调 用的操作方法 限制型接口：对象提供了仅供某些类型的客户使用的限 制型操作。 22 class Student private String name,nickname; private int age; private String grade; public Student() age=0; public String getName() return name; public int getAge() return age; public void setName(String newName) name=newName; setNickName(“nick”+newName); private void setNickName(String newName) nickname=newName; 23 4 面向对象的概念 4.1 起源 4.2 对象和类 4.3 消息和方法 4.4 对象接口 4.5 4.5 继承性继承性 4.6 封装性 4.7 多态性 24 继承性是类层次结构中的一个重要特点，是超类 和子类之间共享数据和操作方法的机制。 面向对象基本概念 继承部分 增加部分 从A继承 A B 4.5 继承性(inheritance) 25 面向对象基本概念 继承是软件重用的一个基本机制。当通过继承定义一个新 类时，新类获得了已存在类的属性和行为。 l新类称为子类，而已存在类称为超类或父类。 l子类又可以是其他类的父类，这就形成了继承层 次结构。 RectangleEllipse RegionPoint Figure LineSegment Circle Point,LineSegment ,Region的父类 Ellipse,Rectangle ,Circle的父类 类Figure的子类 26 面向对象基本概念 继承有下面三种使用方式： l 子类定义新的属性和方法作为对它所继承的属性和 方法的补充。 l 子类重新实现所继承的一个或多个方法。被子类重 定义的方法称为被覆盖了；也可以说子类覆盖了特定的 方法。 l 方法被覆盖后，类的行为发生了变化：对同 一个消息，子类和父类的实例调用不同的方法，产 生不同的行为。 l 子类实现一个或多个其父类声明但没有实现的方法 。这种情况下，这个父类就是一个抽象类，而它声明但 没有实现的方法称为抽象方法。 27 class Student public Student()age=0; String name;int age;String grade; public String getName() return name; public int getAge()return age; class MiddleStudent extends Student String nickName; public String getName() return nickName; 面向对象基本概念 /变量定义 Student amy; MiddleStudent richard; /变量初始化 。 /方法调用 amy.getName()和richard.getName() 对类Student的拓展 对类Student方法的覆盖 28 abstract class Student public Student()age=0; String name;int age;String grade; public String getName() return name; public int getAge()return age; public abstract void setAge(int newAge); class MiddleStudent extends Student String nickName; public String getName() return nickName; public void setAge(int newAge) age=newAge; 面向对象基本概念 /变量定义 MiddleStudent richard; /变量初始化 。 /方法调用 richard.getName()和 richard.setAge(5) 对类Student的拓展 实现抽象方法 对类Student方法的覆盖 29 面向对象基本概念 继承的优点 l易编程、易理解：代码短, 结构清晰 l易修改：共同部分只要在一处修改即可 l易增加新类：只须描述不同部分 30 4 面向对象的概念 4.1 起源 4.2 对象和类 4.3 消息和方法 4.4 对象接口 4.5 4.5 继承性 4.6 4.6 封装性封装性 4.7 多态性 31 面向对象基本概念 4.6 封装性(encapsulation) 封装是把一组相关软件元素组织到一起的方法，其 目的在于将对象的使用者和设计者分开，使用者不 必知道对象行为实现的细节，只须用设计者提供的 对象接口来访问对象。 利用封装来隐藏那些不属于对象公有接口的软件元 素称为信息隐藏。 封装的定义为： 对所有对象的内部软件范围的边界进行限定 ； 对各对象之间相互作用的接口进行描述； 对每个对象的内部实现（操作程序和数据） 进行保护。 32 面向对象基本概念 class Example private float bankRate; public float testResult() return bankRate; 类Example定义了自己的软件范围； 仅能通过Example的接口来进行访问； 类的属性定义和方法的具体实现外部不可见。 33 面向对象基本概念 封装的好处： l隐藏和保护对象的内部信息 l在对象行为发生变化时不会对其他对象产生影 响 34 4 面向对象的概念 4.1 起源 4.2 对象和类 4.3 消息和方法 4.4 对象接口 4.5 4.5 继承性 4.6 封装性 4.7 4.7 多态性多态性 35 面向对象基本概念 4.7 多态性(polymorphism) 在收到消息时，对象要予以响应，不同的对象收 到同一消息可能产生多种不同的结果，即会有多种 不同形式，这就是多态。 在使用多态时，用户可以发送一个通用的消息， 而实现的细节则由接收对象自行决定。 多态的实现受到继承性的支持。 l把具有通用功能的消息存放在高层次，而实现这一 功能的不同的行为放在较低层次，则在这些低层次上 生成的对象就能对通用消息做出不同的响应。 36 面向对象基本概念 Figure figPara; figPara=new LineSegment(); /figPara=new Point(); /figPara=new Reg