第1章 面向对象方法概论教学课件.pptx

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1、第1章 面向对象方法概论在线开放课程 SDUFE面向对象系统分析与设计在线开放课程第1章 面向对象方法概论 引导案例引导案例引导案例引导案例1.1 信息系信息系统统分析与分析与设计设计概述概述1.2 信息系信息系统统开开发发方法的演方法的演变变1.3 面向面向对对象方法的基本概念象方法的基本概念1.4 面向面向对对象方法的主要象方法的主要优优点点在线开放课程话说三国时期，曹操带领百万大军攻打东吴，大军在长江话说三国时期，曹操带领百万大军攻打东吴，大军在长江赤壁驻扎，军船连成一片，眼看就要灭掉东吴，统一天下，赤壁驻扎，军船连成一片，眼看就要灭掉东吴，统一天下，曹操大悦，于是大宴众文武，在酒席间，

2、曹操诗性大发，曹操大悦，于是大宴众文武，在酒席间，曹操诗性大发，不觉吟道：不觉吟道：“喝酒唱歌，人生真爽。喝酒唱歌，人生真爽。”。众文武。众文武齐呼：齐呼：“丞相好诗！丞相好诗！”于是一臣子速命印刷工匠刻版印刷，于是一臣子速命印刷工匠刻版印刷，以便流传天下。以便流传天下。4引引导案例：四大案例：四大发明之活字印刷明之活字印刷面向面向对象思想的象思想的胜利利 在线开放课程样张出来给曹操一看，曹操感觉不妥，说道：样张出来给曹操一看，曹操感觉不妥，说道：“喝喝与唱，此话过俗，应改为与唱，此话过俗，应改为对酒当歌对酒当歌较好！较好！”，于是此臣就命工匠重新来过。工匠眼看连夜刻版之于是此臣就命工匠重新来

3、过。工匠眼看连夜刻版之工，彻底白费，心中叫苦不喋。只得照办工，彻底白费，心中叫苦不喋。只得照办。5四大发明之活字印刷面向对象思想的胜利 在线开放课程样张再次出来再次出来请曹操曹操过目，曹操目，曹操细细一品，一品，觉得得还是不好，是不好，说：“人生真爽太人生真爽太过直接，直接，应改改问语才才够意境，因此意境，因此应改改为对酒当歌，人生几何？酒当歌，人生几何？！”当臣当臣转告工匠之告工匠之时，工匠，工匠晕倒倒！6四大发明之活字印刷面向对象思想的胜利 在线开放课程可惜三国可惜三国时期活字印刷期活字印刷还未未发明，所以明，所以类似事情似事情应该时有有发生，如果是有了活字印刷。生，如果是有了活字印刷。则

4、只需更只需更改四个字就可，其余工作都未白做。改四个字就可，其余工作都未白做。实在妙哉。在妙哉。7四大发明之活字印刷面向对象思想的胜利 在线开放课程第一，要改，只需更改要改之字，此为第一，要改，只需更改要改之字，此为可维护可维护；第二，这些字并非用完这次就无用，完全可以在后来的印刷中重复第二，这些字并非用完这次就无用，完全可以在后来的印刷中重复使用，此乃使用，此乃可复用；可复用；第三，此诗若要加字，只需另刻字加入即可，这是第三，此诗若要加字，只需另刻字加入即可，这是可扩展；可扩展；第四，字的排列其实有可能是竖有可能是横排，此时只需将活字移第四，字的排列其实有可能是竖有可能是横排，此时只需将活字移

5、动就可做到满足排列需求，此是动就可做到满足排列需求，此是灵活性好。灵活性好。8四大四大发明之活字印刷明之活字印刷面向面向对象思想的象思想的胜利利 在线开放课程第第1章章 面向面向对对象方法概象方法概论论 1.1 信息系信息系统统分析与分析与设计设计概述概述1.2 信息系信息系统统开开发发方法的演方法的演变变1.3 面向面向对对象方法的基本概念象方法的基本概念1.4 面向面向对对象方法的主要象方法的主要优优点点在线开放课程1.1 信息系统分析与设计概述l信息系统分析与设计的主要目标是为了改善组织系统，这通常包括信息系统分析与设计的主要目标是为了改善组织系统，这通常包括开发或者购置应用软件并培训员

6、工使用该软件。开发或者购置应用软件并培训员工使用该软件。l应用软件也被称为一个应用软件也被称为一个信息系统，信息系统，是为了支持一个特定的组织功能是为了支持一个特定的组织功能或过程而设计的，例如财务系统、或过程而设计的，例如财务系统、ERPERP系统等。系统等。弹幕：你所熟悉的信息系幕：你所熟悉的信息系统有哪些？有哪些？在线开放课程1.1.1 1.1.1 什么是信息系统什么是信息系统l信息系统是通过收集、加工、传递和存储等过程将数据变成信息，并向有关人员提信息系统是通过收集、加工、传递和存储等过程将数据变成信息，并向有关人员提供决策支持的系统。信息系统可以不涉及计算机等现代技术，甚至可以是纯人

7、工的。供决策支持的系统。信息系统可以不涉及计算机等现代技术，甚至可以是纯人工的。但是，现代通信与计算机技术的发展，使信息系统的处理能力得到很大的提高。现但是，现代通信与计算机技术的发展，使信息系统的处理能力得到很大的提高。现在，各种信息系统已经离不开现代通信与计算机技术，所以说，信息系统一般均指在，各种信息系统已经离不开现代通信与计算机技术，所以说，信息系统一般均指由人、机共同组成的系统。由人、机共同组成的系统。l组织为了提高管理水平，可以购买现成的应用系统。然而，随着组织内外部环境的组织为了提高管理水平，可以购买现成的应用系统。然而，随着组织内外部环境的快速变化和信息技术的飞速发展，现成的应

8、用系统不可能总是满足一个特定组织的快速变化和信息技术的飞速发展，现成的应用系统不可能总是满足一个特定组织的特定需要，所以，该组织可能决定开发自己的系统。一个组织在开发自己的信息系特定需要，所以，该组织可能决定开发自己的系统。一个组织在开发自己的信息系统时，可以对整个系统的一部分使用购买的构件，而对剩余的部分进行个性化定制统时，可以对整个系统的一部分使用购买的构件，而对剩余的部分进行个性化定制开发。开发。企企业业信息系信息系统统在线开放课程1.1.1 1.1.1 什么是信息系统什么是信息系统l除了应用软件之外，信息系统还应该包除了应用软件之外，信息系统还应该包括以下内容：括以下内容：（1 1）供

9、应用程序运行的硬件和系统软件。）供应用程序运行的硬件和系统软件。（2 2）文档资料。系统分析员为了帮助用户）文档资料。系统分析员为了帮助用户使用系统而创建的文字资料，比如系统开使用系统而创建的文字资料，比如系统开发文档、培训材料、操作手册等。发文档、培训材料、操作手册等。（3 3）与信息系统相关的特定工作角色。包）与信息系统相关的特定工作角色。包括使用信息系统的人员、系统分析人员、括使用信息系统的人员、系统分析人员、系统运维人员等。系统运维人员等。（4 4）安全管理机制。这也是信息系统的一）安全管理机制。这也是信息系统的一部分，用来防止各种安全威胁。部分，用来防止各种安全威胁。思考：思考：获取

10、信息系取信息系统的方式有哪些？的方式有哪些？在线开放课程1.1.2 1.1.2 什么是信息系统分析与设计什么是信息系统分析与设计l信息系统分析与设计是基于对组织的目标、结构和业务等信息系统分析与设计是基于对组织的目标、结构和业务等方面深入了解的基础上，建设和维护信息系统的一种方方面深入了解的基础上，建设和维护信息系统的一种方法。法。l信息系统分析与设计必须遵循一种系统的方法来分析、设信息系统分析与设计必须遵循一种系统的方法来分析、设计和实现信息系统。计和实现信息系统。l方法学、技术和工具这三个元素共同作用，形成了一种信方法学、技术和工具这三个元素共同作用，形成了一种信息系统分析与设计的方法体系

11、。息系统分析与设计的方法体系。在线开放课程1.1.2 2 信息系统开发方法的演变信息系统开发方法的演变l信息系统开发的演变和历史也就半个信息系统开发的演变和历史也就半个多多世纪，然而，这是一个快速发展的领域，世纪，然而，这是一个快速发展的领域，这些年来已经经历了显著的变化。这些年来已经经历了显著的变化。l2020世纪世纪6060年代以前年代以前-自由软件开发方式自由软件开发方式因为硬件是一个制约，有效的开发者就是高效率的开发者，也就是那些能在因为硬件是一个制约，有效的开发者就是高效率的开发者，也就是那些能在有限的硬件上创造性地运用编程技巧的人，有限的硬件上创造性地运用编程技巧的人，时兴个人英雄

12、主义时兴个人英雄主义,即崇尚程序即崇尚程序员的个人技能；员的个人技能；另外，软件系统都较小，功能相对简单，所用编程语言（比如汇编语言、另外，软件系统都较小，功能相对简单，所用编程语言（比如汇编语言、FortranFortran语言等）及编程环境也相对简单，程序代码往往是语言等）及编程环境也相对简单，程序代码往往是“意大利面条式意大利面条式”，因为代码中含有较多，因为代码中含有较多GOTOGOTO。在线开放课程1.1.2 2 信息系统开发方法的演变信息系统开发方法的演变l随着软件复杂性和系统规模的增长，随心所欲的方法不可接受，因为这样的随着软件复杂性和系统规模的增长，随心所欲的方法不可接受，因为

13、这样的代码代码很难维护很难维护，导致，导致“软件危机软件危机”产生。产生。l开发者认识到系统开发不只是纯粹的编程，必须作为项目被管理，并需要一开发者认识到系统开发不只是纯粹的编程，必须作为项目被管理，并需要一种方法来指导信息系统从概念、开发直到试运行种方法来指导信息系统从概念、开发直到试运行（软件工程（软件工程&信息系统工程）信息系统工程）。在线开放课程1.2.1 1.2.1 系统开发生命周期模型系统开发生命周期模型l20世纪世纪70年代至年代至80年代期间，系统开发生命周期（年代期间，系统开发生命周期（System Development Life Cycle，SDLC）流行了起来。）流行了

14、起来。SDLC认为从概念提出的那一刻开始，信息系统产认为从概念提出的那一刻开始，信息系统产品就进入了生命周期。在经历需求、分析、设计、实现、部署后，系统将被使用品就进入了生命周期。在经历需求、分析、设计、实现、部署后，系统将被使用并进入维护阶段，直到最后由于缺少维护费用而逐渐消亡。这样的一个过程，称并进入维护阶段，直到最后由于缺少维护费用而逐渐消亡。这样的一个过程，称为为“生命周期模型生命周期模型”（Life Cycle Model）。）。在线开放课程瀑布生命周期模型试图在在编程之前（程之前（详细）定）定义所有或大部分需求所有或大部分需求而且通常于而且通常于编程之前程之前创建出完整的建出完整的

15、设计试图在开始前定在开始前定义“可靠的可靠的”计划或划或时间表表在线开放课程1.2.1 1.2.1 系统开发生命周期模型系统开发生命周期模型l生命周期模型的优点在于它强调计划和分析。一个项目中的大多数错误都可生命周期模型的优点在于它强调计划和分析。一个项目中的大多数错误都可以追溯到确定用户需求时的错误，这在系统开发项目的早期阶段发生。生命周以追溯到确定用户需求时的错误，这在系统开发项目的早期阶段发生。生命周期模型使分析员不得不在分析上花费相当多的时间，从而在对系统进行设计和期模型使分析员不得不在分析上花费相当多的时间，从而在对系统进行设计和编码之前就彻底地理解问题。在开始冒险设计和实现之前，用

16、户的需求已确定，编码之前就彻底地理解问题。在开始冒险设计和实现之前，用户的需求已确定，并被详细地文档化。并被详细地文档化。l然而，生命周期模型也有一些局限性。用户可能不能准确清晰地表达他们的然而，生命周期模型也有一些局限性。用户可能不能准确清晰地表达他们的需求，即使他们可以，没有实用知识的分析员也可能不理解他们。此外，尽管需求，即使他们可以，没有实用知识的分析员也可能不理解他们。此外，尽管任何生命周期乍看起来都是一组连续的顺序阶段，但它并非如此。随着时间的任何生命周期乍看起来都是一组连续的顺序阶段，但它并非如此。随着时间的推移，用户需求可能改变，而迫于变化要再回到过程的早期阶段通常很困难。推移

17、，用户需求可能改变，而迫于变化要再回到过程的早期阶段通常很困难。最后，项目风险要一直到项目的后期阶段才能评估，到这时，可能已经耗费了最后，项目风险要一直到项目的后期阶段才能评估，到这时，可能已经耗费了相当多的资源。相当多的资源。在线开放课程1.2.2 结构化开发方法结结构化构化方法方法传统传统开开发发方法方法结构化开发方法结构化开发方法是最早、最传统的信息系统开发方法，是最早、最传统的信息系统开发方法，是在信息系统生命周期模型的基础上发展起来的是在信息系统生命周期模型的基础上发展起来的在线开放课程1.2.2 结构化开发方法l基本思想：基本思想：结构化、模构化、模块化、自化、自顶向下分析与向下分

18、析与设计，自底向上，自底向上实施施l使用了使用了DFD、DD、MSC等等进行系行系统分析分析设计l一种基于一种基于过程建模的开程建模的开发方法，方法，过程建模包括程建模包括对处理理过程或程或动作的作的图形化表示，形化表示，处理理过程捕程捕获、操、操纵和存和存储数据，并在一个系数据，并在一个系统及其及其环境之境之间、在系、在系统内部内部传递数据数据在线开放课程功能分解示意图在线开放课程结构化方法存在的问题l过程与数据分离，不能直接映射程与数据分离，不能直接映射问题域域数据实体数据实体输入输入过程过程过程过程2 2 2 2过程过程过程过程1 1 1 1过程过程过程过程3 3 3 3输出输出数据流程

19、图E-R图在线开放课程结构化方法存在的问题l容易容易导致模致模块的低内聚和高耦合的低内聚和高耦合在线开放课程结构化方法存在的问题l灵活性和可灵活性和可维护性性较差差l过程不像数据那么程不像数据那么稳定，定，结构化开构化开发方法清楚地定方法清楚地定义了系了系统的接口，但是当系的接口，但是当系统对外界接口外界接口发生生变动时，可能会造成系，可能会造成系统结构构产生生较大大变动，难以以扩充新的功能充新的功能接口。接口。l另外，就另外，就编程程实现来来讲，传统的的结构化开构化开发方法需要通方法需要通过建立建立标准函数准函数库来重用来重用软构件，但构件，但标准函数缺少必要的准函数缺少必要的“柔性柔性”，

20、难以适以适应不同不同场合的不同需要。合的不同需要。实践践证明，用明，用传统方法开方法开发出来的系出来的系统，维护时其其费用和成本仍然很高，其原因是灵活用和成本仍然很高，其原因是灵活性性较差、差、维护困困难，导致可致可维护性差。性差。在线开放课程缺点l注重注重处理功能，忽略数据！理功能，忽略数据！l功能及功能接口无法映射到功能及功能接口无法映射到问题域中的事物，模型域中的事物，模型难以有效描述以有效描述问题域！域！l对众多众多领域而言，功能最易域而言，功能最易变！需求！需求变化化导致功能模致功能模块变化，功能模化，功能模块的的变化引起接口化引起接口变化，最化，最终导致全局性致全局性变化。化。对需

21、求需求变化的适化的适应能力差！能力差！l对较为复复杂系系统，容易，容易导致模致模块的低内聚和高耦合，的低内聚和高耦合，导致系致系统缺乏灵活缺乏灵活性和可性和可维护性。性。在线开放课程2.原型法l原型法（原型法（Prototyping Approach）是）是 20世世纪80年代随着年代随着计算机技算机技术的的发展，展，特特别是在关系数据是在关系数据库系系统（RDBS）、第）、第4代程序代程序语言（言（4GL）的基）的基础上上发展展起来的一种系起来的一种系统开开发方法。方法。l与与结构化系构化系统开开发方法相比，原型法不需要方法相比，原型法不需要对现行系行系统全面、全面、详细的的调查与与分析，而

22、是系分析，而是系统开开发人人员根据根据对用用户需求的理解，在需求的理解，在强有力的有力的软件件环境支持境支持下，快速开下，快速开发出一个能运行的系出一个能运行的系统原型，提供原型，提供给用用户，然后与用，然后与用户一起反复一起反复协商修改，直到形成商修改，直到形成实际系系统。1.2.3 原型法在线开放课程1.2.3 原型法l开开发过程：程：确定系确定系统的基本要求。的基本要求。建造系建造系统初始原型。初始原型。用用户和开和开发人人员评审。修改系修改系统原型，反复地原型，反复地进行行修改、修改、评审，直到用，直到用户满意意 结束束在线开放课程1.2.3 原型法l优点：点：确保用户的要求得到较好的

23、满足。确保用户的要求得到较好的满足。改进了用户和系统开发人员的交流方式。改进了用户和系统开发人员的交流方式。开发的系统更加贴近实际，提高了用户的满意程度。开发的系统更加贴近实际，提高了用户的满意程度。降低了系统开发风险，一定程度上减少了开发费用。降低了系统开发风险，一定程度上减少了开发费用。l 缺点：缺点：开发工具要求高。开发工具要求高。解决复杂系统和大型系统很困难。解决复杂系统和大型系统很困难。对用户的管理水平要求高。对用户的管理水平要求高。在线开放课程2.原型法l面向面向对象（象（Object Oriented，简称称OO）方法在）方法在20世世纪80年代后年代后获得广泛得广泛应用，用，这

24、种方法以种方法以类、继承等概念描述客承等概念描述客观事物及其事物及其联系，系，为管理信息系管理信息系统的的开开发提供了一种全新的思路。提供了一种全新的思路。l面向面向对象方法不象方法不仅是一些具体的是一些具体的软件开件开发技技术与策略，而且是一整套关于如与策略，而且是一整套关于如何看待何看待软件系件系统与与现实世界的关系，用什么世界的关系，用什么观点来研究点来研究问题并并进行求解，以行求解，以及如何及如何进行系行系统构造的构造的软件方法学。件方法学。1.2.4 面向对象开发方法在线开放课程2.原型法l面向面向对象方法的起源象方法的起源l面向面向对象开象开发方法的基方法的基础是面向是面向对象的象

25、的编程程语言。一般言。一般认为诞生于生于1967年的年的Simula-67是第一种面向是第一种面向对象的象的编程程语言。尽管言。尽管该语言言对后来后来许多面多面向向对象象语言的言的设计产生了很大的影响，但它没有后生了很大的影响，但它没有后继版本。版本。继而而20世世纪80年代初年代初Smalltalk语言掀起了一言掀起了一场“面向面向对象象”运运动。随后便。随后便诞生了面向生了面向对象的象的C+、Eiffel和和CLOS等等语言。言。l尽管在当尽管在当时面向面向对象的象的编程程语言在言在实际使用中具有一定的局限性，但它仍使用中具有一定的局限性，但它仍吸引了广泛的注意，直到今天面向吸引了广泛的注

26、意，直到今天面向对象象编程程语言数不言数不胜数，如数，如C+、Java、C#等等等等l。随着面向。随着面向对象技象技术的不断完善，面向的不断完善，面向对象技象技术逐逐渐在在软件工程件工程领域得到域得到了了应用。用。1.2.4 面向对象开发方法在线开放课程 面向对象的基本思想l8080年代以前，面向对象（年代以前，面向对象（OOOO）是一种新兴的程序设计方法）是一种新兴的程序设计方法,或者说是或者说是一种新的程序设计泛型，其基本思想是使用一种新的程序设计泛型，其基本思想是使用对象、类、封装、继承、对象、类、封装、继承、聚合、关联、消息、多态聚合、关联、消息、多态等基本概念来进行程序设计。等基本概

27、念来进行程序设计。l如今，面向对象不仅是一些具体的软件开发技术与策略，而且是一如今，面向对象不仅是一些具体的软件开发技术与策略，而且是一整套关于如何看待软件系统与现实世界的关系，用什么观点来研究问整套关于如何看待软件系统与现实世界的关系，用什么观点来研究问题并进行求解，以及如何进行系统构造的软件方法学。题并进行求解，以及如何进行系统构造的软件方法学。在线开放课程OO解决问题的思路从从现实世界中的客世界中的客观存在事物存在事物(即即对象象)入手，尽量运用人入手，尽量运用人类的自然思的自然思维方式来构造方式来构造软件系件系统。问题域问题域抽象Obj1Obj2Obj4Obj3构造在线开放课程比如：对

28、一张发票的建模在线开放课程OO基本思想-续OOM比以往的方法更接近人比以往的方法更接近人类的日常思的日常思维方式！方式！强调运用人运用人类在在日常的日常的逻辑思思维中中经常采用的思想方法与原常采用的思想方法与原则。OOM抽抽象象聚聚合合继承承封封装装结构化结构化自自顶向下向下逐逐层分解分解在线开放课程OOM的基本思想1.从从现实世界中客世界中客观存在的事物出存在的事物出发来建立来建立软件系件系统，强调直接以直接以问题域域(现实世界世界)中的事物中的事物为中心来思考中心来思考问题、认识问题，并根据事物，并根据事物本本质特征，将其抽象表示特征，将其抽象表示为系系统中的中的对象，作象，作为系系统的基

29、本构成的基本构成单位。位。这可使可使系系统直接映射直接映射问题域域，保持保持问题域中事物及其相互关系域中事物及其相互关系的本来面貌！的本来面貌！在线开放课程OOM的基本思想-续上页2.用属性描述用属性描述数据特征数据特征，用操作描述事物的，用操作描述事物的行行为特征特征。3.对象的属性与操作象的属性与操作结为一体一体，成，成为一个独立不可分的一个独立不可分的实体，体，对外屏外屏蔽蔽其内部其内部细节。4.通通过抽象抽象对事物事物进行行分分类，相同属性与操作的，相同属性与操作的归为一一类。在线开放课程OOM的基本思想5.复复杂对象可以用象可以用简单的的对象作象作为其其构成构成部分！部分！6.通通过

30、在不同程度上运用抽象，可得到在不同程度上运用抽象，可得到较一般的一般的类和特殊的和特殊的类，特殊，特殊类继承承一般一般类的属性与操作，的属性与操作，简化系化系统构建构建过程及文档。程及文档。7.对象象间通通过消息消息进行行通信，通信，实现对象象间动态联系！系！8.通通过关关联表达表达类之之间的静的静态关系！关系！在线开放课程OOM的基本思想在线开放课程OO是软件方法学的返璞归真在线开放课程面向对象系统开发过程在线开放课程1.3 OOM的基本概念聚合聚合继承承抽象抽象类对象象关关联消息消息多多态性性主主要要概概念念分分类封装封装消息通信消息通信复复杂性控制性控制主主要要原原则则在线开放课程1.3

31、.1 对象(Object)对象是系象是系统中用来描述客中用来描述客观事物的一个事物的一个实体体,是构成系是构成系统的的基本基本单位。一个位。一个对象由一象由一组属性属性和和对属性属性进行操作的行操作的服服务(操操作作)组成。成。什么是对象？什么是对象？在线开放课程对象-续对象标识:对象的名字,用来区分其他对象内部标识：计算机；外部标识：人属性:表示描述对象的静态特征,一般只能通过执行对象的操作来改变。操作:描述对象执行的功能,若通过消息传递,还可以为其它对象使用。在线开放课程对象-续说明：说明：对象只描述与系统目标有关的特征！对象只描述与系统目标有关的特征！对象是属性和操作的结合体对象是属性和

32、操作的结合体,不可分不可分,属性只能由操作来读取和修改。属性只能由操作来读取和修改。系统开发中系统开发中,可能要定义一些只与可能要定义一些只与实现技术有关实现技术有关,而不映射问题域具体事物而不映射问题域具体事物的对象。的对象。同一个对象在系统开发的不同阶段可能有不同的表示同一个对象在系统开发的不同阶段可能有不同的表示在需求分析中在需求分析中仅仅是一段自然是一段自然语言言在在OOA/OOD阶段是一个段是一个图形元素形元素在在OOP中中则是一段代是一段代码在线开放课程1.3.2 类类类:物以类聚物以类聚(类、一般类、特殊类、抽象类、一般类、特殊类、抽象)忽略事物非本质特征忽略事物非本质特征,只注

33、意那些与当前目标有关的特征只注意那些与当前目标有关的特征,从而找出事物共性从而找出事物共性-抽象抽象进而进而,把具有共同性质的事物划分为一类，得出一个抽象的概念把具有共同性质的事物划分为一类，得出一个抽象的概念-分类分类.在线开放课程类-续对不同不同对象，运行抽象原象，运行抽象原则，舍弃特殊性，抽取共性，舍弃特殊性，抽取共性，则可得到一可得到一个适个适应该范范围的的类。l一般一般类(general class)特殊特殊类(special class)l定定义:如果如果类A具有具有类B的全部属性和操作，而且有自己特有的某些属性和的全部属性和操作，而且有自己特有的某些属性和操作，操作，则称称A为B

34、的特殊的特殊类，B为A的一般的一般类。等价的概念：等价的概念：超超类/子子类；基；基类/派生派生类在线开放课程不同程度的不同程度的抽象抽象得得到不同到不同层次的分次的分类运输工具运输工具轮船轮船车辆车辆飞机飞机火车火车汽车汽车卡车卡车轿车轿车从特殊到一般：从特殊到一般：较多地忽略事物多地忽略事物之之间的差的差别得到得到较一般一般类！从一般到特殊：从一般到特殊：较多地注意事物多地注意事物之之间的差的差别得到得到较特殊特殊类！在线开放课程一般类与特殊类集合论集合论TitleTitle特殊类特殊类特殊类特殊类(卡车卡车卡车卡车)一般类一般类(汽车汽车)特殊类特殊类特殊类特殊类(轿车轿车轿车轿车)汽汽

35、车卡卡车轿车轮船船客客轮货轮在线开放课程1.3.3 抽象抽象抽象(Abstract)(Abstract)就是忽略事物中与当前目标无关的非本质特征，更充分地注意就是忽略事物中与当前目标无关的非本质特征，更充分地注意与当前目标有关的本质特征，从而找出事物的共性，并把具有共性的事物划为一与当前目标有关的本质特征，从而找出事物的共性，并把具有共性的事物划为一类，得到一个抽象的概念类，得到一个抽象的概念。例如：在设计一个学生管理系统的过程中以学生李华为例时，就只关心他的学号、班级、成绩等，而忽例如：在设计一个学生管理系统的过程中以学生李华为例时，就只关心他的学号、班级、成绩等，而忽略他的身高体重等信息。

36、略他的身高体重等信息。抽象性是对事物的抽象概况和描述，实现了客观世界向计算机世界的转化抽象性是对事物的抽象概况和描述，实现了客观世界向计算机世界的转化。学生实例李华陈丽张涛刘霞学生类属性：属性：学号姓名专业班级成绩行行为：吃饭睡觉上课锻炼学生对象Li HuaChen LiZhang TaoLiu Xia抽象抽象创建建在线开放课程1.3.4 封装关键词：关键词：封装、信息封装、信息隐蔽、可蔽、可见性性【封装封装】指将指将对象的属性和操作象的属性和操作结合起来，形成一个独立合起来，形成一个独立的的实体，并尽可能体，并尽可能对外外隐藏藏对象的内部象的内部细节。两个涵义两个涵义:1.1.把把对象的全部

37、属性和操作象的全部属性和操作结合在一起，形成一个不可分割的独立合在一起，形成一个不可分割的独立对象。象。2.2.“信息信息隐藏藏”，即尽可能，即尽可能隐藏藏对象内部象内部细节，对外形成一个外形成一个边界，只界，只保留有限的保留有限的对外接口使之与外部外接口使之与外部发生生联系。系。在线开放课程封装举例 -售报亭售售 报报 亭亭属性属性:报刊刊A A报刊刊B B 钱箱箱位置位置服服务:报刊零售刊零售货款清点款清点在线开放课程1.3.5 继承特殊特殊类(子子类)的的对象象拥有一般有一般类(父父类)的全部属性的全部属性与操作与操作，称特殊称特殊类对一般一般类的的继承承。具有传递性；具有传递性；单一继

38、承、多重继承单一继承、多重继承(取决于取决于OOPL，编译系系统实现难度大！度大！)OOOO重要概念：重要概念：简化人化人们对事物的事物的认识和描述，非常有利于和描述，非常有利于软件复用，件复用，是是OOOO提高提高软件开件开发效率重要原因之一！效率重要原因之一！不不仅如此，如果将开如此，如果将开发好的好的类作作为构件放到构件构件放到构件库中，在开中，在开发新系新系统时便便可以直接使用或可以直接使用或继承使用。承使用。在线开放课程继承关系的语义：继承关系的语义：is kind of继承在线开放课程集合论表示法从集合从集合论上，可以上，可以认为特殊特殊类对象集合象集合为一般一般类对象集合的象集合

39、的子集。子集。在线开放课程单一继承和多重继承单一一继承（或称承（或称单继承）是指一个承）是指一个类继承另外一个承另外一个类。多重多重继承指的是一个承指的是一个类可以同可以同时继承多个父承多个父类的属性和行的属性和行为。对对多重多重继继承的使用一定要承的使用一定要谨谨慎。因慎。因为为有些有些编编程程语语言（如言（如Java、C#等）不支持等）不支持多重多重继继承，承，这这会造成会造成设计设计方案无法被方案无法被实现实现！在线开放课程1.3.6 多态性多多态性性(Polymorphism):同名操作表同名操作表现出不同的行出不同的行为。OOOO方法中，常指一般类中定义的属性或服务被特殊类继承后，可

40、以具方法中，常指一般类中定义的属性或服务被特殊类继承后，可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为。有不同的数据类型或表现出不同的行为。这使得同一个属性或行为在一般类及各个特殊类中具有不同的语义。这使得同一个属性或行为在一般类及各个特殊类中具有不同的语义。在线开放课程1.3.6 多态性多多态性性与多态与多态多态指的是一类事物有多种形态多态指的是一类事物有多种形态多态性是一种调用方式，不同的执行效果，向不同的对象发送同一条多态性是一种调用方式，不同的执行效果，向不同的对象发送同一条消息，不同的对象在接收时会产生不同的行为（即方法）消息，不同的对象在接收时会产生不同的行为（即方法）两种两种两种两种实

41、现实现机制机制机制机制1.1.覆盖覆盖 子子类通通过定定义相同的方法名、参数、和返回相同的方法名、参数、和返回值的操作来的操作来覆盖已覆盖已继承的超承的超类方法。方法。2.2.重重载 类中可以定中可以定义多个同名的方法多个同名的方法,但具有不同参数和返回但具有不同参数和返回值在线开放课程1.3.7 消息机制消息消息(Message):):面向面向对象象发出的服出的服务请求。求。售报亭售报亭买一份北一份北京晚京晚报!输入入信息信息 输出出信息信息 接受者接受者 消息消息要求的要求的服服务在线开放课程 面向对象系统开发过程l面向对象系统开发过程由需求分析阶段，系统分析阶段，系统设计面向对象系统开发

42、过程由需求分析阶段，系统分析阶段，系统设计阶段，系统实现、测试、维护阶段组成。阶段，系统实现、测试、维护阶段组成。在线开放课程举例：传统开发方法描述商业过程在线开放课程随需应变的商务在线开放课程传统方法的困难l当需求只是一个简单的过程时，传统开发方法还可以从容应对，做当需求只是一个简单的过程时，传统开发方法还可以从容应对，做出一个完整的销售过程分析：但是当需求变成一个随需应变的商务出一个完整的销售过程分析：但是当需求变成一个随需应变的商务时，这个过程的复杂性就已经超出了我们用一个完整过程来模拟的时，这个过程的复杂性就已经超出了我们用一个完整过程来模拟的程度了。甚至，图程度了。甚至，图2中的某些

43、节点之间根本没有因果关系，它们只中的某些节点之间根本没有因果关系，它们只是临时组合起来表达某种商业需要。我们即使花费大力气把可能的是临时组合起来表达某种商业需要。我们即使花费大力气把可能的信息组合方式枚举出来，还没等我们舒一口气，由于某个商业事件信息组合方式枚举出来，还没等我们舒一口气，由于某个商业事件的变化，这些信息的组合方式又变了的变化，这些信息的组合方式又变了图图2中的问号反映了这种困中的问号反映了这种困惑。惑。在线开放课程传统方法的困难l例如，传统商业的销售数据可能只包含销量和利润，而到了今天，例如，传统商业的销售数据可能只包含销量和利润，而到了今天，客户满意度、客户消费习惯、细分市场

44、的变化、质量反馈客户满意度、客户消费习惯、细分市场的变化、质量反馈一份一份又一份的采样数据被包含进来。对以数据为中心的传统开发方法来又一份的采样数据被包含进来。对以数据为中心的传统开发方法来说，数据的变化不但过于频繁，而且常常是结构性的颠覆。以数据说，数据的变化不但过于频繁，而且常常是结构性的颠覆。以数据为分析基础的传统开发方法该如何保持程序的稳定呢为分析基础的传统开发方法该如何保持程序的稳定呢?在线开放课程传统方法的困难l因为传统开发方法将世界看作是过程化的，一个个紧密相连的小系因为传统开发方法将世界看作是过程化的，一个个紧密相连的小系统，构成这个系统的各个部分之间有着密不可分的因果关系。这

45、种统，构成这个系统的各个部分之间有着密不可分的因果关系。这种分析方法在需求复杂度较低的时候非常管用。分析方法在需求复杂度较低的时候非常管用。l其实并非传统的方法不正确，只是因为构成一个系统的因素太多，其实并非传统的方法不正确，只是因为构成一个系统的因素太多，要把所有可能的因素都考虑到，把所有因素的因果关系都分析清楚，要把所有可能的因素都考虑到，把所有因素的因果关系都分析清楚，再把这个过程模拟出来实在是太困难了。再把这个过程模拟出来实在是太困难了。在线开放课程传统方法的困难l人们的精力有限，计算能力有限，只能放弃对整个过程的了解，重人们的精力有限，计算能力有限，只能放弃对整个过程的了解，重新寻找

46、一个方法，能够将复杂的系统转化成一个个可以控制的小单新寻找一个方法，能够将复杂的系统转化成一个个可以控制的小单元。这个方法的转换正如：如果一次成型一辆汽车太过困难，我们元。这个方法的转换正如：如果一次成型一辆汽车太过困难，我们可以将汽车分解为很多零件，分步制造，再依据预先设计好的接口可以将汽车分解为很多零件，分步制造，再依据预先设计好的接口把它们安装起来，形成最终的产品。把它们安装起来，形成最终的产品。在线开放课程传统方法的困难l这种把复杂工程转化成标准零部件的做法，在工业界早已非常普遍，这种把复杂工程转化成标准零部件的做法，在工业界早已非常普遍，这正是一种面向对象的方法。与传统方法不同的是，

47、汽车不再被看这正是一种面向对象的方法。与传统方法不同的是，汽车不再被看作一个一次成型的整体，而是被分解成了许多标准的功能部件来分作一个一次成型的整体，而是被分解成了许多标准的功能部件来分步设计制造。我们在市面上看到的每一款汽车，都是基于某个商业步设计制造。我们在市面上看到的每一款汽车，都是基于某个商业策略，由不同的标准零部件组合而成。当市场变化、商业策略变化策略，由不同的标准零部件组合而成。当市场变化、商业策略变化时，可以通过变更标准零部件来迅速生产一款新车型。时，可以通过变更标准零部件来迅速生产一款新车型。l传统开发方法面对如今这个复杂的世界显得无能为力，面向对象又传统开发方法面对如今这个复

48、杂的世界显得无能为力，面向对象又如何呢？如何呢？在线开放课程1.4 面向对象方法的主要优点l从认识论的角度可以看出，从认识论的角度可以看出，OOMOOM改变了开发软件的方式改变了开发软件的方式传统方法数据与过程是分离的传统方法数据与过程是分离的对象把数据和对象把数据和处理数据的方处理数据的方法封装成一个法封装成一个单元单元数据实体数据实体输入输入过程过程过程过程2 2 2 2过程过程过程过程1 1 1 1过程过程过程过程3 3 3 3输出输出属于该对象属于该对象的数据的数据对象对象处理数据的方法处理数据的方法消息消息消息消息消息消息消息消息在线开放课程传统方法和面向对象方法的比较传统方法传统方

49、法系统是过程的集合系统是过程的集合系统是过程的集合系统是过程的集合过程与数据实体交互过程与数据实体交互过程与数据实体交互过程与数据实体交互过程接受输入并产生输出过程接受输入并产生输出过程接受输入并产生输出过程接受输入并产生输出面向对象方法面向对象方法系统是交互对象的集合系统是交互对象的集合系统是交互对象的集合系统是交互对象的集合对象与人或其它对象交互对象与人或其它对象交互对象与人或其它对象交互对象与人或其它对象交互对象发送与响应消息对象发送与响应消息对象发送与响应消息对象发送与响应消息把问题当作一组相互作用的把问题当作一组相互作用的实体，并确定实体间关系实体，并确定实体间关系面向功能面向功能

50、,把系统看把系统看成一组功能成一组功能在线开放课程l开发人员对问题域的认识是一种思维活动，而人类的任何思维活动都是借助于他们熟悉的某种自然语言进行的。而信息系统的最终实现必须用一种计算机能够阅读和理解的语言描述系统，这种语言就是编程语言。面向对象语言使得客观世界到计算机世界的语言鸿沟变窄面向对象语言使得客观世界到计算机世界的语言鸿沟变窄1.4 面向对象方法的主要优点在线开放课程语言的鸿沟客客观事物事物（问题域）域）自然自然语言言对问题域的域的认识(人人)计算机算机编程程语言言语言言的的鸿沟沟语言的言的过渡渡(人人)编程（人）程（人）程序的理解程序的理解和和执行（机器）行（机器）在线开放课程编程