第1章抽象和建模

1、程序设计模式程序设计模式一、教学安排，共一、教学安排，共32学时学时(916周周)二、考试办法：闭卷笔试二、考试办法：闭卷笔试三、课程结束成绩评定三、课程结束成绩评定 笔试：笔试：70% 平时成绩平时成绩: 30%（包括作业、考勤、课堂回答问题）包括作业、考勤、课堂回答问题）1四、参考教材四、参考教材作者：作者：美美 Eric Freeman, Elisabeth Freeman书名：书名：Head First 设计模式设计模式 出版社：中国电力出版社出版社：中国电力出版社出版时间：出版时间：2007年年9月月2五、作业及答疑五、作业及答疑教学和答疑教师：教学和答疑教师：周登文，控制与计算机学

2、院，控制与计算机学院 答疑地点：答疑地点：主楼E座 - 707(7层) 固定答疑时间：固定答疑时间：每周二下午2：004：00pm，其它答 疑时间可预约 答疑邮箱：答疑邮箱： 作业邮箱：作业邮箱： 作业文件命名：作业文件命名：每次作业文件打一个包，文件名为“班级-学号姓名-作业序号”。例如：计算计算0401-3122040117魏闪闪魏闪闪-1.zip。 http:/ http:/ 情景应该是会不断地出现的，解决方案也应该是可以反复使用的。6 模式不是代码，而是针对设计问题的通用解 决方案。我们可以应用它到特定问题中，编 写出良好的程序代码。 良好的OO设计必须具备可复用、可扩充、可 维护三个

3、特性。 知道OO基础，并不足以让我们设计出良好的 OO系统，而模式可以让我们建造出具有良好 OO设计的系统。7 模式是在长期的程序设计实践中发现的久经 考验的解决方案。今天，已有成千上万的软 件开发人员在学习它和应用它。 模式让软件开发人员具有了共享的语言，能 够实现最大化的沟通。8第一章第一章 抽象和建模抽象和建模抽象实现简化抽象实现简化 人类天生就有抽象的本领：能够找到事物的重要特征，过滤或忽略非本质的细节。我们每天都在自觉或不自觉地使用抽象。9 抽象的例子：交通图。并未标明地面上的所有对象。 相同地区的交通图、气象图和人口密度分布图：提炼出的特征完全不同，它与使用地图的人的要求相对应。

4、同一个地方：艺术家欣赏的可能是它的色彩、纹理等；建筑师欣赏的可能是它的位置，一个建筑工程可能要铲掉哪些树；生态学家欣赏的可能是动植物的品种和特征；小孩子欣赏的可能是在哪棵树上最适宜放一个小风车。10抽象实现概括抽象实现概括通过抽象中去掉细节，可形成用于特殊环境下的普遍知识。一般细胞细胞质细胞壁细胞核11这个简化图并不包含一个真正的细胞的全部组成，但是，课堂上常用这样的图来描述细胞的结构。实际上，细胞还分成许多种类，如神经元细胞、肌肉细胞或白细胞等等，图中的特征是所有细胞共有的。12分级分类抽象分级分类抽象显示中抽象出来的东西往往非常多，为了应付这种复杂性，我们通常将信息分类。 自然对象植物动物

5、矿物哺乳动物 鱼鸟两栖动物 昆虫狗奶牛猴子.爬行动物13给定的时刻只考虑一个层次，也就是一个子集(或子树)。如果只关心哺乳动物，则集中在哺乳动物子树上。进一步简化的分类图涉及的对象只有4个，而不是原来的13个。不论分层的对象多复杂，这样都可以处理。猴子.哺乳动物狗奶牛14抽象是软件开发的基础抽象是软件开发的基础 软件系统开发是从搜集信息开始的，要判断哪些是可以实现的，哪些是不能实现的。 如果不能抓住重要的特征，包含的细节太多，会使未来的软件系统过于复杂，给设计、编程、调试、测试、文挡编制、维护和扩展带来困难。15抽象的复用抽象的复用当我们学习新知识的时候，会在大脑中搜索已有的知识，以便能够找到

6、可利用的相似性。例如，第一次学习骑两轮自行车时，可能会利用小时侯骑三轮童车的经验：它们都有控制方向的手把，驱动自行车的脚踏板。但是这两种车并不完全一样，两轮车需要更高的身体平衡技巧。这样，在原来已经掌握的技能基础上，还要学习身体平衡的新技能。16这种通过对特性进行比较发现相似的抽象，并再次成功使用该抽象的技术称为模式匹配和复用模式匹配和复用。模式重用对于面向对象软件开发来说是一个非常重要的技术，它可以使我们避免对每一个工程从头做起。如果能够重用前面工程中的抽象或模型的话，那么，就可以把重点放在新工程与老工程不同的地方上，从而节省大量的时间。17挑战挑战虽然抽象是认识事物的很自然的过程，但是，获得一个好的抽象，建立一个正确的软件系统模型也许是软件工程中最困难的问题：抽象有很多可能性。不同的人肯定得出不同抽象模型，谁的模型最好？最好的和正确的模型可能不只一个。对一个具体问题的模型，很难说是最好的，只是更好或更差的。很难测试一个模型是不是满足了用户的全部需求。18