第5章面向对象基本概念.ppt

第五章 面向对象基本概念 提纲 §5.1 什么是面向对象？ §5.2 为什么要面向对象？ §5.3 面向对象基本概念 §5.4 面向对象软件工程 §5.5 面向对象基本原则 §5.1 什么是面向对象？ 人类认识世界的两个最基本的法则： 分类：任何事物都有其所属的类别，认识事物时首先识别类；（抽象） 组成：复杂事物都是由简单事物组成的。（聚集） 面向对象基本思想： 任何事物都是对象，客观世界是由各种互相联系的对象组成的； 每个对象都有自己的内部状态和运动规律； 不同对象之间相互作用构成了各种各样不同的系统。 §5.2 为什么要面向对象？ 1. 面向对象技术采用主体-动作模式来刻画世界，符合人类认识世界的规律。 对于面向对象的用户界面，总是先选定一个界面对象，如一段正文或者一个图标，然后在这个对象上进行操作； 对于面向对象的程序设计语言，先指定接受消息的对象，然后才在对象上执行消息指定的操作； 对于面向对象的分析和设计，也是先确定系统中的实体对象，然后再确定在这些对象上可能实施的操作。 传统的面向过程的程序设计语言最关心的是过程，而过程实施的对象是作为过程参数传递的。面向对象中的数据是主动的，面向过程中的数据是被动的。 人类认识客观世界时也是先主体后动作的。 §5.2 为什么要面向对象？ 程序设计方法学要求分析、设计和实现一个系统的方法尽可能地接近认识一个系统的方法。 人类在认识和理解现实世界的过程中，普遍运用着三个构造法则： (1)区分对象及其属性，例如，区分一棵树和树的大小或空间位置关系。 (2)区分整体对象及其组成部分，例如，区分一棵树和树枝。 (3)不同对象类的形成及区分，例如，所有树的类和所有石头的类的形成和区分。 §5.2 为什么要面向对象？ 构造程序常用的方法如下： 功能分解法： 功能分解=功能 + 子功能 + 功能界面 功能分解需要经验 功能及其子功能只是间接地反映问题的实质，即使分析员认为功能划分清楚了，仍然无法验证功能集合是否精确完整地表达了问题需求。 功能经常发生变化，功能的大小（粒度）如何选择？ 程序＝算法（为主）＋数据结构（为辅）[wirth定律] 问题空间和解空间不一致 §5.2 为什么要面向对象？ 数据流方法 数据流方法＝数据流＋数据转移＋数据存储＋数据字典＋加工说明 将世界映射为数据流和加工 类似于事件及对事件的处理 着眼于数据的变换（IPO），容易验证需求描述的准确性，不是简单的功能划分。 分析的时候强调数据流，但是设计的时候强调功能，这样分析和设计之间必然进行转换。因此，问题空间和解空间仍然不一致。 §5.2 为什么要面向对象？ 信息模型方法（实体关系图，语义数据模型） 信息模型方法＝实体＋实体属性＋实体关系＋抽象实体＋关联实体 没有描述实体的服务 没有描述实体之间发送消息的动态行为，只描述了静态的关联。 扩展ER图才描述实体的分类和组成结构 面向对象方法 面向对象方法＝对象（属性及其服务）＋分类＋继承＋消息 对象将属性和服务封装在一起 直接从问题空间映射为解空间 §5.2 为什么要面向对象？ 系统的易变性和稳定性 功能?数据流?实体?对象（过程抽象?数据抽象） 需求容易变； 外部界面容易变； 数据属性容易变； 问题空间中的对象是稳定的。 面向对象将系统变化限制在对象范围内，并加以控制，变化对系统的影响范围小。 §5.2 为什么要面向对象？ 对象工程的wirth定律 程序＝（算法）＋（数据结构） 程序＝（算法＋数据结构） 对象＝（算法＋数据结构） 程序＝ 对象＋对象＋……＋对象 面向对象并不排除功能划分，只不过功能划分的角度是站在外部使用者角度的，而且这些功能最终要分配到主体对象上。 §5.2 为什么要面向对象？ 3. 模块化要求 （1）模块定义 软件被划分成若干可单独命名和编址的部分，它们被称作模块，这些模块相互连接组成满足应用需求的软件系统。模块化是软件对付复杂问题所应具备的关键特性。 （2）模块的特征 模块的基本特征是抽象和实现信息隐藏。模块分模块界面和模块体两部分。模块对外的联系和相互作用只能通过模块接口进行。模块体是模块的具体实现细节，对外是不可见的。 抽象和信息隐藏正是面向对象的主要特征。 （3）模块化原则 可分解性：降低系统的复杂程度；模块应该具备一定的层次结构。 可组合性：组合的模块中有些是可以复用的；模块必须具备较高的通用性和适用性，具备规范的接口，易于组装。 可理解性：模块必须具有完整的语义特征，易于理解。 面向对象正好满足模块化的要求。 §5.2 为什么要面向对象？ 4. 软件复用的支持 对象技术使软件复用更臻完善和规范：对象封装和继承可以很好地支持软件复用。 对象封装允许应用开发者将对象模块视作黑匣子，通过界面去理解和操作对象，而不去