新Java面向对象程序设计 教学课件 梁燕来 程裕强 第5章 面向对象思想.ppt

第5章 面向对象思想（选学） 主讲人：程裕强 本章学习目标 理解UML基本概念 掌握结构图和关系图 掌握开闭原则 掌握多少原则 了解高低原则 了解设计模式概念 掌握单例模式 掌握简单工厂模式 了解工厂方法模式和抽象工厂模式 了解适配器模式 5.1 UML简介 在面向对象分析与设计（Object-Oriented Analys and Design）中，统一建模语言（Unified Modeling Language ,UML）是核心工具。 UML是一种面向对象的建模语言，它是运用统一的、标准化的标记和定义实现对软件系统进行面向对象的描述和建模。为了方便理解面向对象思想，本书将借助UML来描述，但是UML的内容超出了本书的范围，读者可以查阅相关资料。下面简单介绍一下有关类、接口的结构图以及关系图。 Rational Rose是最为流行的UML建模商业收费软件，也可以使用免费且夸平台的Dia小软件。 5.1.1结构图 类的UML结构图是一个矩形，垂直地分为三个区。public用“+”、protected用“#”、private用“-”、缺省修饰符用“~”表示，UML图中修饰符是可以省略的。 顶层为类名层，具体类的类名使用正常字体，抽象类名使用斜体(在Dia工具中,具体类的类名是粗体，抽象类名是正常字体)； 中间层为属性层（变量层），格式是“属性名：类型”，该层为可选层，按照需要列出重要的属性即可； 底层为方法层（操作层），格式是“方法名(参数列表)：类型”，如果是静态方法加上下划线。 接口是特殊的抽象类，接口的UML结构图与类的结构图相似，如图5.2所示。不同之处是接口名需要使用interface标识，有些UML工具使用椭圆表示接口。 5.1.2关系图 泛化关系：UML中的泛化关系(Generalization)即是类的继承关系，使用“实线-空心三角箭头”表示，实线起点是子类，空心箭头指向父类。 实现关系：实现关系(Realization)即是接口与他的实现类间的关系，使用“虚线-空心三角箭头”表示，虚线起点为实现类，空心三角箭头指向接口。 关联关系：如果类A中的属性是类B(接口B)的实例，那么A和B就是关联关系(Association)，称A关联于B，使用“实线-箭头”表示，实线起点是A类，箭头指向B。 依赖关系：如果类A的某个方法的参数或返回值的数据类型是类B(或接口B)，那么A和B的关系是依赖关系(Dependency)，称A依赖于B，使用“虚线-箭头”表示，虚线起点是A，箭头指向B。 5.2 开闭原则 开闭原则是基石，其他的设计原则是开闭原则的扩展。 开闭原则就是对扩展开放对修改关闭。在一个软件设计中增加新的模块时不需要修改原有模块。 在设计一个类时，尽量不要让该类面向具体的类，而是面向抽象类或接口，重要数据或操作在抽象类或接口中定义。 对抽象类或接口的修改应该是关闭的，因为一旦修改这些，可能导致所有的子类需要修改；增加抽象类或接口的子类应该是开放的，增加子类不需要修改其他抽象类或接口的代码。 例1：下面通过计算柱体体积问题来说明开闭原则。 假设现在需要计算圆柱体的体积，按照面向对象的思想定义圆Circle和圆柱体Cylinder1两个类。Circle具有area方法计算圆面积 package primer; public class Circle {//圆 private double radius; //半径 public Circle(double radius){ this.radius=radius; } public double area(){//圆面积 return Math.PI*radius*radius; } } 圆柱体Cylinder1具有volume方法计算圆柱的体积。Cylinder1类中，bottom属性是Circle声明的引用变量，在volume方法中通过bottom.area()*height求的体积。 package primer; public class Cylinder1 { private Circle bottom; //底面 private double height; //高 public Cylinder1(Circle bottom,double height){ this.bottom=bottom; this.height=height; } public double volume(){//体积 return bottom.area()*height; } } 假设现在客户需求发生变化，要求计算矩形柱体的体积。那么我们需要重新设计，先设计一个矩形类 package primer; public c