7程序设计和软件工程基础.ppt

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1、西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心第第第第7 7 7 7 章章章章 程序设计程序设计程序设计程序设计 和软件工程基础和软件工程基础和软件工程基础和软件工程基础7.1 7.1 程序设计风格程序设计风格7.2 7.2 结构化程序设计结构化程序设计7.3 7.3 面向对象程序设计面向对象程序设计7.4 7.4 软件工程基础软件工程基础西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心27 7 程序设计和软件工程基础程序设计和软件工程基础 随着计算机应用范围的不断扩大和硬件环境的不断完善，软件的规模也随着计算机应用范围的不断扩大和硬件环境的不断完善，软件的规模也越来越大，复杂性不断增加越来越大，复杂性不断

2、增加 如何保证软件的正确性，验证软件的正确性成为突出问题。为此在软件如何保证软件的正确性，验证软件的正确性成为突出问题。为此在软件设计领域涌现出结构化程序设计、面向对象程序设计等技术，同时将工程化设计领域涌现出结构化程序设计、面向对象程序设计等技术，同时将工程化引入到软件开发中，像处理工程一样处理软件研制的全过程引入到软件开发中，像处理工程一样处理软件研制的全过程 本章主要介绍本章主要介绍:结构化程序设计结构化程序设计 面向对象程序设计面向对象程序设计 软件工程软件工程西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心37.1 7.1 程序设计风格程序设计风格_程序与程序设计程序与程序设计 程序程序是为

3、计算机解决某一问题而编写的指令序列是为计算机解决某一问题而编写的指令序列 从计算机角度来说，程序是用某种计算机所能理解并执行的计算机语言从计算机角度来说，程序是用某种计算机所能理解并执行的计算机语言描述解决问题的方法步骤描述解决问题的方法步骤程序程序 =算法算法 +数据结构数据结构 程序设计程序设计是编写程序的过程是编写程序的过程 程序设计语言程序设计语言是用于描述计算机所执行操作的语言是用于描述计算机所执行操作的语言 程序设计程序设计主要经历了四个阶段：主要经历了四个阶段：机器语言程序设计阶段机器语言程序设计阶段高级语言程序设计阶段高级语言程序设计阶段结构化程序设计阶段结构化程序设计阶段面向

4、对象程序设计阶段面向对象程序设计阶段西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心47.1 7.1 程序设计风格程序设计风格_语言与程序设计语言语言与程序设计语言 程序设计语言的程序设计语言的发展发展：低级语言低级语言高级语言高级语言 具体算法具体算法程序设计方法学程序设计方法学 顺序程序设计顺序程序设计并发、并行、分布式程序设计并发、并行、分布式程序设计 非结构化程序设计非结构化程序设计结构化程序设计结构化程序设计 过程式程序设计过程式程序设计逻辑式、函数式、对象式以及可视化程序设计逻辑式、函数式、对象式以及可视化程序设计 阶段阶段年年 限限语语 言言程程 序序 标标 准准一一19461946年年

5、19561956年年机器语言或汇编语言机器语言或汇编语言功效、时间短、占用空间小功效、时间短、占用空间小二二19561956年年19681968年年高级语言高级语言易读性、易维护性易读性、易维护性三三 19681968年年现代高级语言现代高级语言结构良好性，易读、易维护结构良好性，易读、易维护 程序设计语言的程序设计语言的发展趋势发展趋势：模块化模块化 简明性简明性 形式化形式化 并行化并行化 可视化可视化西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心57.1 7.1 程序设计风格程序设计风格_面向机器的语言面向机器的语言 机器指令机器指令 是计算机可以理解并执行的操作命令，有完整含义是计算机可以理

6、解并执行的操作命令，有完整含义 指令格式：指令格式：操作码地址码操作码地址码 操作码操作码是指明该指令要完成的操作，如加、减、传送、输入等是指明该指令要完成的操作，如加、减、传送、输入等 操作数操作数是指参加运算的数或者数所在的单元地址是指参加运算的数或者数所在的单元地址 机器语言机器语言 直接用二进制代码表示指令系统的语言。用机器语言所编直接用二进制代码表示指令系统的语言。用机器语言所编写的程序可以被计算机直接识别和执行写的程序可以被计算机直接识别和执行 汇编语言汇编语言 用一些特定的助记符形式来表示所要进行的操作和数据，用一些特定的助记符形式来表示所要进行的操作和数据，又被称为又被称为“符

7、号语言符号语言”。例如：。例如：MOV AX,1MOV AX,1；MOV BX,1MOV BX,1；ADD AX,BXADD AX,BX 汇编语言编写的程序还需要通过汇编程序汇编语言编写的程序还需要通过汇编程序“翻译翻译”成机器指令后才能执成机器指令后才能执行行 在不同的计算机上提供了不同的机器语言或汇编语言，所编写的程序一在不同的计算机上提供了不同的机器语言或汇编语言，所编写的程序一般只能在同类型的计算机上运行，所以机器语言和汇编语言被称为般只能在同类型的计算机上运行，所以机器语言和汇编语言被称为“面向机面向机器的语言器的语言”，相对于高级语言又被成为，相对于高级语言又被成为“低级语言低级语

8、言”操作码操作码地址码地址码西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心67.1 7.1 程序设计风格程序设计风格_面向过程的语言面向过程的语言 高级语言高级语言使用了人类的自然语言，采用了数学的公式描述方法；同使用了人类的自然语言，采用了数学的公式描述方法；同时又能脱离对机器的要求，能在任何计算机上运行。如：时又能脱离对机器的要求，能在任何计算机上运行。如：IF B2-4*a*c=0 THEN PRINT(-B+SQR(B2-4*A*C)/(2*A)IF B2-4*a*c=0 THEN PRINT(-B+SQR(B2-4*A*C)/(2*A)汇编语言或高级语言编写的程序称为汇编语言或高级语言编写

9、的程序称为“源程序源程序”，源程序不能在计，源程序不能在计算机上直接运行，必须将其算机上直接运行，必须将其“翻译翻译”成击机器指令的成击机器指令的“目标程序目标程序”编译方式编译方式 编译编译 整个翻译，整体执行整个翻译，整体执行 解释解释 逐条翻译，逐条执行逐条翻译，逐条执行源程序源程序结果结果解释程序解释程序（解释执行）（解释执行）源程序源程序目标文件目标文件.obj编译程序编译程序结果结果连接程序连接程序可执行文件可执行文件.exe执行执行西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心77.1 7.1 程序设计风格程序设计风格_程序示例程序示例 以以A=7+8A=7+8的计算为例，比较机器、汇

10、编和高级语言不同的表达方式的计算为例，比较机器、汇编和高级语言不同的表达方式 IBM-PCIBM-PC机的机的机器语言程序机器语言程序：1011 0000 1011 0000 00000000 0111 0111：把把7 7放入累加器放入累加器A A中中 0010 1100 0000 1000 0010 1100 0000 1000：8 8与累加器与累加器A A中的值相加，结果仍放入中的值相加，结果仍放入A A中中 1111 0100 1111 0100 ：停机停机 IBM-PCIBM-PC机的机的汇编程序汇编程序 ORG 00H ORG 00H ：设置程序起始地址设置程序起始地址 MOV A

11、,7 MOV A,7 ：把把7 7放入累加器放入累加器A A中中 ADD A,8 ADD A,8 ：8 8与累加器与累加器A A中的值相加，结果仍放入中的值相加，结果仍放入A A中中 HALT HALT ：停机停机 高级语言程序高级语言程序（FORTRANFORTRAN）A=7+8 A=7+8 ：7 7与与8 8相加的结果放入变量相加的结果放入变量A A中中 WRITE(*,*)A WRITE(*,*)A：在显示器上输出变量在显示器上输出变量A A的值的值 END END ：结束程序结束程序西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心87.1 7.1 程序设计风格程序设计风格_常用常用程序设计语言

12、程序设计语言语言语言特特 点点FORTRANFORTRAN第一个计算机高级语言。面向过程，适合于科学计算第一个计算机高级语言。面向过程，适合于科学计算ALGOLALGOL算法语言。面向过程，以子程序结构为基础算法语言。面向过程，以子程序结构为基础COBOLCOBOL一种用于事务数据处理的通用程序设计语言一种用于事务数据处理的通用程序设计语言LISPLISP一种用于处理一种用于处理“表表”的函数式程序设计语言的函数式程序设计语言BASICBASIC一种交互式程序设计语言，简单易学、小巧灵活、使用方便一种交互式程序设计语言，简单易学、小巧灵活、使用方便PASCALPASCAL一种结构化程序设计语言

13、，简明性和结构化，适于描述算法一种结构化程序设计语言，简明性和结构化，适于描述算法PROLOGPROLOG一种处理逻辑问题的逻辑程序设计语言一种处理逻辑问题的逻辑程序设计语言C C一种通用程序设计语言，中级语言，主要用于系统程序设计一种通用程序设计语言，中级语言，主要用于系统程序设计AdsAds一种通用的模块化程序设计语言，主要特征是强类型化和模块化一种通用的模块化程序设计语言，主要特征是强类型化和模块化C+C+一种以一种以C语言为基础、支持数据抽象和面向对象技术的通用程序设计语言语言为基础、支持数据抽象和面向对象技术的通用程序设计语言JavaJava一种简捷的、面向对象的、用于网络环境的、可

14、分布执行的程序设计语言一种简捷的、面向对象的、用于网络环境的、可分布执行的程序设计语言西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心97.1 7.1 程序设计风格程序设计风格_面向对象的语言面向对象的语言 面向对象的计算机语言，是一种非过程化语言或陈述性语言。使用面向对象的计算机语言，是一种非过程化语言或陈述性语言。使用时只要提出问题，计算机就能自动给出计算步骤或结果时只要提出问题，计算机就能自动给出计算步骤或结果 Visual BasicVisual Basic、Visual FoxProVisual FoxPro、C+C+、JavaJava、Object PascalObject Pascal等

15、等 面向对象计算机语言的面向对象计算机语言的优点优点 与人类的思维方法一致与人类的思维方法一致 稳定性好稳定性好 可重用性好可重用性好 可维护性好可维护性好 易于开发大型软件产品易于开发大型软件产品西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心107.1 7.1 程序设计风格程序设计风格 程序设计风格程序设计风格是指编写程序时所表现出的特点、习惯和逻辑思路是指编写程序时所表现出的特点、习惯和逻辑思路 程序设计风格会极大地影响软件的质量和可维护性，良好的程序设计风程序设计风格会极大地影响软件的质量和可维护性，良好的程序设计风格可以使程序结构清晰合理，使程序代码便于维护。因此总体而言应该强调格可以使程序

16、结构清晰合理，使程序代码便于维护。因此总体而言应该强调程序简单和清晰，并且是可以理解的程序简单和清晰，并且是可以理解的 著名的著名的“清晰第一清晰第一，效率第二效率第二”论点已成为当今主导的程序设计风格论点已成为当今主导的程序设计风格 形成良好的程序设计的风格，需要注意以下几个方面：形成良好的程序设计的风格，需要注意以下几个方面：程序文档与使用的符号名应具有一定的实际含义，以便对程序功能程序文档与使用的符号名应具有一定的实际含义，以便对程序功能的理解的理解 数据的说明次序要规范，数据总体说明次序固定，可以使数据的属数据的说明次序要规范，数据总体说明次序固定，可以使数据的属性容易查找，有利于测试

17、、排错和维护性容易查找，有利于测试、排错和维护 程序简单易懂，语句构造简单直接，不应该为了提高效率而把语句程序简单易懂，语句构造简单直接，不应该为了提高效率而把语句复杂化复杂化 输入和输出方式和格式应尽可能方便用户的使用输入和输出方式和格式应尽可能方便用户的使用西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心7.27.27.27.2 结构化程序设计结构化程序设计结构化程序设计结构化程序设计7.2.1 7.2.1 结构化程序设计的原则结构化程序设计的原则7.2.2 7.2.2 结构化程序的基本结构与特点结构化程序的基本结构与特点7.2.3 7.2.3 结构化程序设计原则和方法的应用结构化程序设计原则和方

18、法的应用西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心127.2.1 7.2.1 结构化程序设计的原则结构化程序设计的原则 结构化程序设计方法结构化程序设计方法是一种程序设计的技术，采用自顶向下、逐步求精是一种程序设计的技术，采用自顶向下、逐步求精的方法和单入口的方法和单入口/单出口的控制结构单出口的控制结构 程序设计时，应先考虑总体，后考虑细节；先考虑全局目标，后考虑局程序设计时，应先考虑总体，后考虑细节；先考虑全局目标，后考虑局部目标，将一个复杂的部目标，将一个复杂的问题解法逐步细化成若干个简单的问题，采用模块化问题解法逐步细化成若干个简单的问题，采用模块化组织，再进一步分解为具体的处理步骤，每

19、个处理步骤可以使用单一入口的组织，再进一步分解为具体的处理步骤，每个处理步骤可以使用单一入口的控制结构控制结构 结构化程序设计的结构化程序设计的主要原则主要原则：自顶向下自顶向下 逐步求精逐步求精 模块化模块化 限制使用限制使用gotogoto语句语句 采用结构化程序设计方法编写程序，可使程序结构良好、易读、易理解、采用结构化程序设计方法编写程序，可使程序结构良好、易读、易理解、易维护；提高了编程工作的效率，降低了软件开发成本易维护；提高了编程工作的效率，降低了软件开发成本西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心137.2.2 7.2.2 结构化程序的基本结构与特点结构化程序的基本结构与特点

20、结构化程序设计基本结构结构化程序设计基本结构 顺序结构顺序结构。按照程序语句行的自然顺序，一条语句一条语句地执行程。按照程序语句行的自然顺序，一条语句一条语句地执行程序。顺序结构是一种最基本、最常用的程序设计结构序。顺序结构是一种最基本、最常用的程序设计结构 选择结构选择结构（分支结构（分支结构)。包括简单选择和多分支选择结构，这种结构。包括简单选择和多分支选择结构，这种结构可以根据设定的条件，判断应该选择哪一条分支来执行相应的语句序列可以根据设定的条件，判断应该选择哪一条分支来执行相应的语句序列 循环结构循环结构（重复结构（重复结构)。根据给定条件，判断是否需要重复执行某一。根据给定条件，判

21、断是否需要重复执行某一相同的或类似的程序段。循环结构对应两类：对先判断后执行循环体的称为相同的或类似的程序段。循环结构对应两类：对先判断后执行循环体的称为当型循环结构。对先执行循环体后判断的称为直到型循环结构当型循环结构。对先执行循环体后判断的称为直到型循环结构 使用这三种基本控制结构就能表达出各种其它形式结构的程序设计方法使用这三种基本控制结构就能表达出各种其它形式结构的程序设计方法A AB B条件条件A AB BT TF F条件条件A AF FT T条件条件A AT TF F条件条件F FA AT T顺序结构顺序结构 对称选择结构对称选择结构 非对称选择结构非对称选择结构 当型循环结构当型

22、循环结构 直到型循环结构直到型循环结构西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心147.2.3 7.2.3 结构化程序设计原则和方法的应用结构化程序设计原则和方法的应用 结构化程序设计原则结构化程序设计原则 基于对结构化程序设计原则、方法以及结构化程序基本构成结构的掌基于对结构化程序设计原则、方法以及结构化程序基本构成结构的掌握和了解，在结构化程序设计的具体实施中，要注意把握如下要素：握和了解，在结构化程序设计的具体实施中，要注意把握如下要素：使用程序设计语言中的顺序、选择、循环等有限的控制结构表示程使用程序设计语言中的顺序、选择、循环等有限的控制结构表示程序的控制逻辑序的控制逻辑 选用的控制结

23、构只准许有一个入口和一个出口选用的控制结构只准许有一个入口和一个出口 每个程序块只有一个入口和一个出口每个程序块只有一个入口和一个出口 复杂结构应该用基本控制结构的嵌套、组合来实现复杂结构应该用基本控制结构的嵌套、组合来实现 严格控制严格控制GOTOGOTO语句的使用语句的使用西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心7.37.37.37.3 面向对象程序设计面向对象程序设计面向对象程序设计面向对象程序设计 7.3.1 7.3.1 面向对象程序设计基本概念面向对象程序设计基本概念7.3.2 7.3.2 面向对象的程序设计面向对象的程序设计西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心167.3.1 7

24、.3.1 面向对象程序设计基本概念面向对象程序设计基本概念 虽然结构化程序设计方法曾经给计算机软件业带来了巨大进步。但是，虽然结构化程序设计方法曾经给计算机软件业带来了巨大进步。但是，2020世纪世纪8080年代末期以来，人们注意到把结构化程序设计方法应用到大型软年代末期以来，人们注意到把结构化程序设计方法应用到大型软件开发时很少取得成功。到件开发时很少取得成功。到2020世纪世纪9090年代前半期，面向对象的设计方法已年代前半期，面向对象的设计方法已经成为人们开发软件时的首选技术。今天，面向对象技术是一种非常流行经成为人们开发软件时的首选技术。今天，面向对象技术是一种非常流行的软件开发技术的

25、软件开发技术 所谓面向对象就是指一个软件系统使用对象、类、继承、通信等所谓面向对象就是指一个软件系统使用对象、类、继承、通信等4 4个概个概念设计和实现的，一个面向对象的程序的每一组成部分都是对象，计算是念设计和实现的，一个面向对象的程序的每一组成部分都是对象，计算是通过建立新的对象与对象之间的通信来执行的。即通过建立新的对象与对象之间的通信来执行的。即面向对象面向对象 =对象对象 +类类 +继承继承 +通信通信 下面分别介绍面向对象方法中几个重要的基本概念，这些概念是理解下面分别介绍面向对象方法中几个重要的基本概念，这些概念是理解和使用面向对象方法的关键和基础和使用面向对象方法的关键和基础西

26、北师范大学计算中心西北师范大学计算中心177.3.1 7.3.1 面向对象程序设计基本概念面向对象程序设计基本概念_对象、属性和方法对象、属性和方法 对象是面向对象方法中最基本的概念。面向对象程序设计方法中涉及的对象是面向对象方法中最基本的概念。面向对象程序设计方法中涉及的对对象是系统中用来描述客观事物的一个实体象是系统中用来描述客观事物的一个实体，是构成系统的基本单位，它由一组，是构成系统的基本单位，它由一组表示静态特征的属性和它可执行的一组操作组成表示静态特征的属性和它可执行的一组操作组成 组成对象的三要素：组成对象的三要素：属性属性 用于描述对象的一组特征用于描述对象的一组特征 事件事件

27、 是对象上所发生的事情，是预先定义好的、能够被对象识别的动作是对象上所发生的事情，是预先定义好的、能够被对象识别的动作 方法方法 是对象要执行的操作是对象要执行的操作 对象具有惟一性、分类性、封装性和模块独立性较好等特点对象具有惟一性、分类性、封装性和模块独立性较好等特点西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心187.3.1 7.3.1 面向对象程序设计基本概念面向对象程序设计基本概念_封装性封装性 操作描述了对象执行的功能，若通过消息传递，还可以为其他对象使操作描述了对象执行的功能，若通过消息传递，还可以为其他对象使用。操作的过程对外是封闭的，即用户只能看到这一操作实施后的结果。用。操作的过

28、程对外是封闭的，即用户只能看到这一操作实施后的结果。这相当于事先已经设计好的各种过程，只需要调用就可以了，用户不必关这相当于事先已经设计好的各种过程，只需要调用就可以了，用户不必关心这一过程是如何编写的心这一过程是如何编写的 也就是说，把对象的属性和方法结合成一个独立的系统单位，并尽可也就是说，把对象的属性和方法结合成一个独立的系统单位，并尽可能隐蔽对象的细节，这个过程已经封装在对象中，用户也看不到。对象的能隐蔽对象的细节，这个过程已经封装在对象中，用户也看不到。对象的这一特性，就是这一特性，就是对象的封装性对象的封装性西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心197.3.1 7.3.1 面向对

29、象程序设计基本概念面向对象程序设计基本概念_类和实例类和实例 类是具有共同属性、共同方法的对象的集合类是具有共同属性、共同方法的对象的集合。所以，类是对象的抽象，。所以，类是对象的抽象，它描述了属于该对象类型的所有对象的性质，而它描述了属于该对象类型的所有对象的性质，而一个对象则是其对应类的一一个对象则是其对应类的一个实例个实例，实例是指一个具体的对象，实例是指一个具体的对象 例如：例如：IntegerInteger是一个整型类，它描述了所有整数的性质。因此任何整是一个整型类，它描述了所有整数的性质。因此任何整数都是整数类的对象，而一个具体的整数数都是整数类的对象，而一个具体的整数“12312

30、3”是类是类IntegerInteger的一个实例的一个实例 由类的定义可知，由类的定义可知，类是关于对象性质的描述类是关于对象性质的描述，它同对象一样，包括一组，它同对象一样，包括一组数据属性和数据上的合法操作数据属性和数据上的合法操作 例如，显示一个半径例如，显示一个半径3cm3cm红颜色的圆，一个半径红颜色的圆，一个半径4cm4cm绿颜色的圆和一个半绿颜色的圆和一个半径径1cm1cm黄颜色的圆。这三个圆的圆心位置、半径大小黄颜色的圆。这三个圆的圆心位置、半径大小和颜色均不相同，是三个不同的对象。但它们有相和颜色均不相同，是三个不同的对象。但它们有相同的属性（圆心坐标、半径、颜色）和相同的

31、操作同的属性（圆心坐标、半径、颜色）和相同的操作（显示、放大缩小半径、在屏幕上移动位置等等）。（显示、放大缩小半径、在屏幕上移动位置等等）。因此，可以用因此，可以用“CircleCircle类类”来定义来定义西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心207.3.1 7.3.1 面向对象程序设计基本概念面向对象程序设计基本概念_消息消息 面向对象的世界是通过对象与对象间彼此的相互合作来推动的，对象间面向对象的世界是通过对象与对象间彼此的相互合作来推动的，对象间的这种相互合作需要一个机制协助进行，这样的机制称为的这种相互合作需要一个机制协助进行，这样的机制称为“消息消息”消息是一个实例与另一个实例之

32、间传递的信息消息是一个实例与另一个实例之间传递的信息，它请求对象执行某一处，它请求对象执行某一处理或回答要求的信息，它统一了数据流和控制流理或回答要求的信息，它统一了数据流和控制流 消息中只包含传递者的要求，它告诉接受者需要做哪些处理，但并不指消息中只包含传递者的要求，它告诉接受者需要做哪些处理，但并不指示接受者如何完成这些处理。消息完全由接受者解释，接受者独立决定采用示接受者如何完成这些处理。消息完全由接受者解释，接受者独立决定采用什么方式完成所需的处理，发送者对接受者不起任何控制作用什么方式完成所需的处理，发送者对接受者不起任何控制作用 一个对象能够接受不同形式、不同内容的多个消息；相同形

33、式的消息可一个对象能够接受不同形式、不同内容的多个消息；相同形式的消息可以送往不同的对象，不同的对象对于形式相同的消息可以有不同的解释，能以送往不同的对象，不同的对象对于形式相同的消息可以有不同的解释，能够做出不同的反映。一个对象可以同时往多个对象传递信息，两个对象也可够做出不同的反映。一个对象可以同时往多个对象传递信息，两个对象也可以同时向某个对象传递消息以同时向某个对象传递消息传递对象传递对象消息消息接接口口接受对象接受对象操作名、参数操作名、参数西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心217.3.1 7.3.1 面向对象程序设计基本概念面向对象程序设计基本概念_消息消息 通常，一个消息由

34、接受消息的对象的名称、消息标识符通常，一个消息由接受消息的对象的名称、消息标识符(也称为消息名也称为消息名)、零个或多个参数三部分组成零个或多个参数三部分组成 例如，例如，MyCircleMyCircle是一个半径是一个半径4cm4cm、圆心位于圆心位于(100,200)(100,200)的的CircleCircle类的对象，类的对象，也就是也就是CircleCircle类的一个实例，当要求它以绿颜色在屏幕上显示自己时，在类的一个实例，当要求它以绿颜色在屏幕上显示自己时，在C+C+语言中应该向它发下列消息：语言中应该向它发下列消息：MyCircleMyCircle.Show(Green).Sh

35、ow(Green)其中，其中，MyCircleMyCircle是接受消息的对象的名字，是接受消息的对象的名字，ShowShow是消息名，是消息名，GreenGreen是消是消息的参数息的参数发送对象发送对象消息消息接接口口接受对象接受对象操作名、参数操作名、参数西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心227.3.1 7.3.1 面向对象程序设计基本概念面向对象程序设计基本概念_继承性继承性 继承是面向对象的方法的一个主要特征。继承是面向对象的方法的一个主要特征。继承是使用已有的类定义新类的继承是使用已有的类定义新类的定义技术定义技术。已有的类可当作基类来引用，则新类相应地可当作派生类来引用。已

36、有的类可当作基类来引用，则新类相应地可当作派生类来引用。广义地说，继承是指能够直接获得已有的性质和特征，而不必重复定义它们广义地说，继承是指能够直接获得已有的性质和特征，而不必重复定义它们 面向对象软件技术的许多强有力的功能和突出的优点，都来源于把类组成面向对象软件技术的许多强有力的功能和突出的优点，都来源于把类组成一个层次结构的系统：一个类的上层可以有父类，下层可以有子类。这种层次一个层次结构的系统：一个类的上层可以有父类，下层可以有子类。这种层次结构系统的一个重要性质是继承性，一个类直接继承其父类的描述（数据和操结构系统的一个重要性质是继承性，一个类直接继承其父类的描述（数据和操作）或特性

37、，子类自动地共享基类中定义的数据和方法作）或特性，子类自动地共享基类中定义的数据和方法 继承具有传递性，如果类继承具有传递性，如果类C C继承继承类类B B，类，类B B继承类继承类A A，则类则类C C继承类继承类A A。因此，一个类实际上继承了它上层因此，一个类实际上继承了它上层的全部基类的特性，也就是说，属的全部基类的特性，也就是说，属于某类的对象除了具有该类所定义于某类的对象除了具有该类所定义的特性外，还具有该类上层全部基的特性外，还具有该类上层全部基类定义的特性类定义的特性类类AA类实例类实例a1A类操作类操作类类AA的变量的变量A的实例变量的实例变量类类B:A的子类的子类B的实例的

38、实例b1从从A的继承性的继承性类类BB类操作类操作继承来的继承来的A的实例变量的实例变量B的变量的变量B的实例变量的实例变量西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心237.3.1 7.3.1 面向对象程序设计基本概念面向对象程序设计基本概念_多态性多态性 对象的对象的多态性多态性是指在一般类中定义的属性、方法被特殊类继承后，可以是指在一般类中定义的属性、方法被特殊类继承后，可以具备不同的数据类型或表现不同的行为，使对象的同一个属性或方法名在一具备不同的数据类型或表现不同的行为，使对象的同一个属性或方法名在一般类及其各个特殊类中具有不同的语义般类及其各个特殊类中具有不同的语义西北师范大学计算中心

39、西北师范大学计算中心247.3.2 7.3.2 面向对象的程序设计面向对象的程序设计_对象方法的主要优点对象方法的主要优点 面向对象方法和技术面向对象方法和技术以对象为核心以对象为核心。对象由数据和操作组成的封装。对象由数据和操作组成的封装体，对象之间通过传递消息互相联系，以模拟现实世界中不同事物彼此之间体，对象之间通过传递消息互相联系，以模拟现实世界中不同事物彼此之间的联系，使用现实世界的概念抽象地理解思考问题从而自然地解决问题的联系，使用现实世界的概念抽象地理解思考问题从而自然地解决问题 面向对象方法面向对象方法基于对象模型基于对象模型。当对系统的功能需求变化时并不会引。当对系统的功能需求

40、变化时并不会引起软件结构的整体变化，往往仅需作一些局部性的修改起软件结构的整体变化，往往仅需作一些局部性的修改 面向对象方法面向对象方法可重用性好可重用性好。软件重用是指在不同的软件开发过程中。软件重用是指在不同的软件开发过程中重复使用相同或相似软件的过程。可以利用可重用的软件成分构造新的系统重复使用相同或相似软件的过程。可以利用可重用的软件成分构造新的系统 用面向对象方法开发软件时，可以把一个大型产品看作是一系列本用面向对象方法开发软件时，可以把一个大型产品看作是一系列本质上相互独立的小产品来处理，这样不仅降低了开发的技术难度和成本，而质上相互独立的小产品来处理，这样不仅降低了开发的技术难度

41、和成本，而且使得对开发工作的管理变得容易，软件整体质量也大大提高且使得对开发工作的管理变得容易，软件整体质量也大大提高 面向对象的方法开发的面向对象的方法开发的软件可维护性好软件可维护性好，软件稳定性比较好软件稳定性比较好，比较，比较容易修改，容易理解，易于测试和调试容易修改，容易理解，易于测试和调试西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心7.47.47.47.4 软件工程基础软件工程基础软件工程基础软件工程基础 7.4.1 7.4.1 软件工程基本概念软件工程基本概念7.4.2 7.4.2 结构化分析与设计方法结构化分析与设计方法7.4.3 7.4.3 软件测试软件测试7.4.4 7.4.4

42、 程序调试程序调试西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心267.4.1 7.4.1 软件工程基本概念软件工程基本概念_软件特点软件特点 计算机软件计算机软件包括程序、数据及相关文档的完整集合。其特点是：包括程序、数据及相关文档的完整集合。其特点是：软件是一种逻辑部件，不是硬件部件，具有很高的抽象性软件是一种逻辑部件，不是硬件部件，具有很高的抽象性 软件生产没有明显的制作过程，一旦研制开发成功，可以大量拷贝同软件生产没有明显的制作过程，一旦研制开发成功，可以大量拷贝同一内容的副本，所以对软件的质量控制，必须着重在软件开发方面下功夫一内容的副本，所以对软件的质量控制，必须着重在软件开发方面下功夫

43、 软件的开发、运行对计算机系统具有依赖性，受计算机系统的限制，软件的开发、运行对计算机系统具有依赖性，受计算机系统的限制，这导致了软件移植的问题这导致了软件移植的问题 软件复杂性高，成本昂贵，软件涉及人类社会的各行各业，开发常常软件复杂性高，成本昂贵，软件涉及人类社会的各行各业，开发常常涉及其他领域的专门知识，开发需要投入大量、高强度的脑力劳动，成本高，涉及其他领域的专门知识，开发需要投入大量、高强度的脑力劳动，成本高，风险大风险大 软件开发涉及诸多的社会因素，许多软件的开发和运行涉及软件用户软件开发涉及诸多的社会因素，许多软件的开发和运行涉及软件用户的机构设置，体制问题以及管理方式等，甚至涉

44、及到人们的观念和心理，软的机构设置，体制问题以及管理方式等，甚至涉及到人们的观念和心理，软件知识产权及法律等问题件知识产权及法律等问题西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心277.4.1 7.4.1 软件工程基本概念软件工程基本概念_软件危机软件危机 随着计算机技术的发展和应用领域的扩大，软件规模越来越大，复杂程随着计算机技术的发展和应用领域的扩大，软件规模越来越大，复杂程度不断增加，软件成本逐年上升，质量没有可靠的保证，软件已成为计算机度不断增加，软件成本逐年上升，质量没有可靠的保证，软件已成为计算机科学发展的科学发展的“瓶颈瓶颈”所谓所谓软件危机软件危机是指在计算机软件的开发和维护过程中

45、所遇到的一系列严是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。实际上，几乎所有的软件都不同程度地存在这个问题重问题。实际上，几乎所有的软件都不同程度地存在这个问题 具体地说，在软件开发和维护过程中，软件危机主要表现在：具体地说，在软件开发和维护过程中，软件危机主要表现在：软件需求的增长得不到满足软件需求的增长得不到满足 软件开发的进度无法控制软件开发的进度无法控制 软件质量难以保证软件质量难以保证 软件不可维护或维护程度非常低软件不可维护或维护程度非常低 软件的成本不断提高软件的成本不断提高 软件开发生产率的提高赶不上硬件的发展和应用需求的增长软件开发生产率的提高赶不上硬件的发展和

46、应用需求的增长 总之，可以将软件危机归结为成本、质量、生产率等问题总之，可以将软件危机归结为成本、质量、生产率等问题西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心287.4.1 7.4.1 软件工程基本概念软件工程基本概念_软件工程软件工程 在软件开发和维护过程中，之所以存在这些严重的问题，一方面在软件开发和维护过程中，之所以存在这些严重的问题，一方面与软件与软件本身的特点有关本身的特点有关，例如，在软件运行前，软件开发过程的进展难衡量，质量，例如，在软件运行前，软件开发过程的进展难衡量，质量难以评价，因此管理和控制软件开发过程相当困难；在软件运行过程中，软难以评价，因此管理和控制软件开发过程相当困

47、难；在软件运行过程中，软件维护意味着改正或修改原来的设计；另外，软件的显著特点是规模庞大，件维护意味着改正或修改原来的设计；另外，软件的显著特点是规模庞大，复杂度超线性增长，在开发大型软件时，要保证高质量，极端复杂困难，不复杂度超线性增长，在开发大型软件时，要保证高质量，极端复杂困难，不仅涉及技术问题（如分析方法、设计方法、版本控制），更重要的是必须有仅涉及技术问题（如分析方法、设计方法、版本控制），更重要的是必须有严格而科学的管理。另一方面严格而科学的管理。另一方面与软件开发和维护方法不正确有关与软件开发和维护方法不正确有关，这是主要，这是主要原因原因 为了消除软件危机，通过认真研究解决软件

48、危机的方法，认识到软件工为了消除软件危机，通过认真研究解决软件危机的方法，认识到软件工程是使计算机软件走向工程科学的途径，逐步形成了软件工程的概念，开辟程是使计算机软件走向工程科学的途径，逐步形成了软件工程的概念，开辟了工程学的新兴领域了工程学的新兴领域软件工程学软件工程学 软件工程软件工程就是试图用工程、科学和数学的原理与方法研制、维护计算机就是试图用工程、科学和数学的原理与方法研制、维护计算机软件的有关技术及管理方法软件的有关技术及管理方法西北师范大学计算中心西北师范大学计算中心297.4.1 7.4.1 软件工程基本概念软件工程基本概念_软件工程软件工程 软件工程的进步是近几十年软件产业

49、迅速发展的重要原动力软件工程的进步是近几十年软件产业迅速发展的重要原动力 软件工程的核心思想是把软件产品看作是一个工程产品来处理软件工程的核心思想是把软件产品看作是一个工程产品来处理，把需求，把需求计划、可行性研究、工程审核、质量监督等工程化的概念引入到软件生产当计划、可行性研究、工程审核、质量监督等工程化的概念引入到软件生产当中，以期达到工程项目的三个基本要素：中，以期达到工程项目的三个基本要素：进度进度、经费经费和和质量质量的目标。同时，的目标。同时，软件工程针对软件的特点提出了许多有别于一般工业工程技术的一些技术方软件工程针对软件的特点提出了许多有别于一般工业工程技术的一些技术方法。代表

50、性的有结构化方法、面向对象方法和软件开发模型及软件开发过程法。代表性的有结构化方法、面向对象方法和软件开发模型及软件开发过程等等 特别地，从经济学的意义上来说，考虑到软件庞大的维护费用远比软件特别地，从经济学的意义上来说，考虑到软件庞大的维护费用远比软件开发费用要高，因而开发软件不能只考虑开发期间的费用，而且应该考虑软开发费用要高，因而开发软件不能只考虑开发期间的费用，而且应该考虑软件生命周期内的全部费用。因此，软件生命周期的概念就变得特别重要。在件生命周期内的全部费用。因此，软件生命周期的概念就变得特别重要。在考虑软件费用时，不仅仅要降低开发成本，更要降低整个软件生命周期的总考虑软件费用时，