1章 面向对象技术概述
简述面向对象的概念
简述面向对象的概念
面向对象是一种编程思想，将问题抽象成对象，通过对象之间的交互来解决问题。
面向对象的概念包括以下几个要点：
1. 类：类是对象的模板，定义了对象的属性和行为。
它可以看作是一种数据类型，通过实例化类可以创建对象。
2. 对象：对象是类的一个具体实例，具有自己的状态（属性）和行为（方法）。
对象可以相互交互，通过调用方法来完成特定的功能。
3. 封装：封装是面向对象的一种特性，将数据和操作数据的方法封装在一个对象中，隐藏内部实现细节，只提供对外的接口。
4. 继承：继承是指一个类可以派生出子类，子类继承了父类的属性和方法，并可以在此基础上进行扩展或修改。
5. 多态：多态是指同一类型的对象，在不同的情况下可以呈现出不同的行为。
通过继承和重写父类的方法，实现不同对象对同一消息的响应。
面向对象的编程思想使得程序的设计更加灵活和易于维护，通过抽象、封装、继承和多态，可以提高代码的复用性、可扩展性和可读性。
UML第1章 面向对象方法概论
1.3
面向对象开发的概念
面向对象开发是现实世界中以抽象为基础的 软件思维的一种崭新方式。面向对象开发的本质 是应用领域概念的鉴别和组织，而不是它们在一 种程序设计语言中的最终表示。
1.3.1
面向对象方法学
• • • •
分析 系统设计 对象设计 实现
1.3.2 • 对象模型 • 动态模型 • 功能模型
• 所谓“描述”是指用一种语言把人们对问题域 中事物的认识、对问题及其解决方法的认识描 述出来。最终的描述必须使用一种能够被机器 读得懂的语言，即编程语言。
1.2.2 • • • • • • 标识 分类 多态性 继承 封装 抽象
对象的特性
1.2.3
软件工程学的作用
• 软件工程学从认识事物方面看，它在分析阶段 提供了一些对问题域的分析认识方法。从描述 事物方面看，它在分析和设计阶段提供了一些 从问题域逐步过渡到编程语言的描述手段 。 • 传统的软件工程方法（图1-1）与面向对象的 软件工程方法（图1-2）比较
问题域 需求分析 总体设计和详细设计 编程和测试 软件维护
图1-1
问题域 自然语言 面向对象的编程语言 OOA OOD OOP OOT 计算机
图1-2
• 传统的软件工程方法： 1）需求分析 2）总体设计和详细设计 3）编程和测试 4）软件维护
• 面向对象的软件工程方法 1）面向对象的分析 2）面向对象设计 3）面向对象的编程 4）面向对象的测试 5）面向对象的软件维护
• 面向对象方法的主要优点是 ： （1）与人类习惯的思维方法一致 （2）稳定性好 （3）可重用性好
（4）可维护性好 （5）面向对象的软件稳定性比较好 （6）面向对象的软件容易修改 （7）面向对象的软件容易理解 （8）易于测试和调试
面向对象技术概述
1.1 知识要点1．面向对象技术的基本概念∙面向对象技术是以对象为基础、以事件或者消息来驱动对象执行处理的程序设计技术。
∙对象是包含客观事物特征的抽象实体，是属性和行为的封装体。
在程序设计领域，可以用“对象=数据+作用于这些数据上的操作”这一公式来表达。
∙类是对具有相同属性和行为的一组对象的抽象描述。
∙事件是系统产生的动作或是运行应用程序产生的动作。
事件通过消息描述，消息是描述事件发生的信息。
∙消息是对象间交互的手段，是要求某个对象执行某个操作的规格说明。
2．面向对象技术的基本特征∙抽象性是指忽略事物中与当前目标无关的非本质特征，而强调本质特征的特征。
∙封装性是指把对象的属性和行为封装在一起，并尽可能隐藏对象的内部细节的特征。
∙继承性是指特殊类的对象拥有其一般类的属性和行为的类与类之间层次关系的特征。
∙多态性是指不同对象收到相同消息时可以产生多种不同的行为方式的特征。
【重点】∙面向对象技术的概念。
∙类与对象的概念及关系。
∙面向对象与面向过程程序设计的区别。
∙面向对象技术的基本特征。
面向对象技术与Visual C++学习指导2【难点】∙类与对象的概念。
∙面向对象与面向过程程序设计的区别。
∙面向对象技术的基本特征。
1.2 习题解答1．什么是面向对象技术？【问题解答】面向对象技术是一种以对象为基础，以事件或消息来驱动对象执行处理的程序设计技术。
它具有抽象性、封装性、继承性及多态性。
2．面向对象与面向过程程序设计有什么不同?【问题解答】面向对象与面向过程程序设计有如下不同：（1）面向过程程序设计方法采用函数（或过程）来描述对数据的操作，但又将函数与其操作的数据分离开来；面向对象程序设计方法将数据和对数据的操作封装在一起，作为一个整体来处理。
（2）面向过程程序设计方法以功能为中心来设计功能模块，难于维护；而面向对象程序设计方法以数据为中心来描述系统，数据相对于功能而言具有较强的稳定性，因此更易于维护。
（3）面向过程程序的控制流程由程序中预定顺序来决定；面向对象程序的控制流程由运行时各种事件的实际发生来触发，而不再由预定顺序来决定，更符合实际需要。
面向对象技术概述
第1章面向对象技术概述面向对象技术是一种全新设计和构造软件的技术，它使计算机解决问题的方式更符合人类的思维方式，更能直接地描述客观世界，通过增加代码的可重用性、可扩充性和程序自动生成功能来提高编程效率，并且大大减少软件维护的开销，已经被越来越多的软件设计人员所接受。
希望通过本章的介绍，能从宏观上了解面向对象技术，有助于对具体实现的掌握。
本章首先介绍面向对象技术的基本概念、基本特征，介绍了面向对象与面向过程程序设计的区别，然后介绍目前流行的几种面向对象程序设计语言，特别强调C++对面向对象技术的支持及其发展现状，其中还涉及到.NET技术。
1.1 面向对象技术的基本概念面向对象技术是一种新的软件技术，其概念来源于程序设计，从20世纪60年代提出面向对象的概念，到现在已发展成为一种比较成熟的编程思想，并且逐步成为目前软件开发领域的主流技术。
同时，它不仅局限于程序设计方面，已经成为软件开发领域的一种方法论。
它对信息科学、软件工程、人工智能和认知科学等都产生了重大影响，尤其在计算机科学与技术的各个方面影响深远。
通过面向对象技术，可以将客观世界直接映射到面向对象解空间，从而为软件设计和系统开发带来革命性影响。
1.1.1 面向对象与面向过程的区别在面向对象程序设计（Object Oriented Programming，OOP）方法出现之前，程序员用面向过程的方法开发程序。
面向过程的方法把密切相关、相互依赖的数据和对数据的操作相互分离，这种实质上的依赖与形式上的分离使得大型程序不但难于编写，而且难于调试和修改。
在多人合作中，程序员之间很难读懂对方的代码，更谈不上代码的重用。
由于现代应用程序规模越来越大，对代码的可重用性与易维护性的要求也相应提高。
面向对象技术便应运而生了。
面向对象技术是一种以对象为基础，以事件或消息来驱动对象执行处理的程序设计技术。
它以数据为中心而不是以功能为中心来描述系统，数据相对于功能而言具有更强的稳定性。
面向对象技术与UML
继承性举例
继承传递:大学生可以继承“人”和“学生”的特
征 父类 多重继承: 在职研究生既可以继承“学生”的特 征，又可以继承“教师”的特征 人
工人 学生 教师 农民
中学生 大学生 研究生 派生类
助教
讲师
具有继承关系的对象的特性
对象类间具有共享特征（包括数据和程序代
码的共享） 对象类间具有细微的差别或新增部分（包括 非共享的程序代码和数据） 对象类间具有层次结构。 继承所具有的作用有两个方面：
第二节 面向对象分析
本节要求了解面向对象分析的基本过程和基本原则 OOA: Object-oriented Analysis . 指利用面向对象的概念和方法构建软 件模型。 面向对象分析的基本过程 理解 表达
验证
对理解和表达进 行校验，以达到 理想效果。
需求
建立模型
在面向对象分析中，主要建立对象模型，动态模型和功能模型。 对象模型是最基本最重要的模型。
3) 可重用性好 有两种方法可以重复使用一个对象类：一种方法是创 建该类的实例，从而直接使用它；另一种方法是从它 派生出一个满足当前需要的新类。 4)较易开发大型软件产品 5)可维护性好
2.1.2 喷泉模型
“喷泉”这个词体现了面向对象软 件开发过程迭代和无缝的特性。 图中代表不同阶段的圆圈相互重 叠，这明确表示两个活动之间存 在交迭；而面向对象方法在概念 和表示方法上的一致性，保证了 在各项开发活动之间的无缝过渡， 事实上，用面向对象方法开发软 件时，在分析、设计和编码等项 开发活动之间并不存在明显的边 界。图中在一个阶段内的向下箭 头代表该阶段内的迭代（或求 精）。图中较小的圆圈代表维护， 圆圈较小象征着采用了面向对象 范型之后维护时间缩短了。
电力系统面向对象技术基本概念(自学)
2014-5-27
张沛超，上海交通大学电气工程系
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面向对象方法的主要特点：
8、通过关联（association）表达对象 之间的静态关系。
2014-5-27
张沛超，上海交通大学电气工程系
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什么是面向对象
若根据面向对象方法的特征来加以定义， 可给出如下定义： 面向对象方法学是一种运用对象、类、 继承、封装、聚合、消息发送、多态 等概念来构造系统的软件开发方法。 Coad和Yourdon给出了一个定义： “面向对象=对象+类+继承+通信”。
2014-5-27 张沛超，上海交通大学电气工程系 23
面向对象方法的主要特点：
6、复杂的对象可以用简单的对象作为 其构成部分，称为聚合(aggregation)。
2014-5-27
张沛超，上海交通大学电气工程系
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面向对象方法的主要特点：
7、对象之间通过消息（message）进行 通信，以实现对象之间的动态联系。
2014-5-27 张沛超，上海交通大学电气工程系 22
面向对象方法的主要特点：
5、通过在不同程度上运用抽象的原则（较 多或较少的忽略事物之间的差异），可 以得到较一般的类和较特殊的类。特殊 类继承（inheritance）一般类的属性和 服务。面向对象方法支持对这种继承关 系的描述和实现，从而简化系统的构造 过程及其文档。 特殊类和一般类虽然具有同名的服务， 但其具体含义在特殊类中可能有所不同， 这种现象成为多态（polymorphism）。
张沛超，上海交通大学电气工程系
15
传统方法学的主要问题
4 软件往往不能真正满足需要
很多软件工程师在回顾往事时，最
面向对象方法概论
⾯向对象⽅法概论习题第1章⾯向对象⽅法概论1、与传统开发⽅法相⽐，⾯向对象⽅法有什么优点？2、查阅资料，进⼀步讨论UML与⾯向对象⽅法的关系。
3、封装的⽬的是什么？在⾯向对象⽅法中封装的⽬的是如何达到的？4、针对你过去使⽤传统开发⽅法所建造的系统的不⾜，总结⼀下问题的原因。
考虑如果使⽤⾯向对象⽅法，在哪些⽅⾯可能会获益。
5、⾯向对象⽅法的⼀个主要原则是抽象。
思考⼀下在⼯作和学习中你经常在什么场合下运⽤抽象原则。
第2章什么是⾯向对象分析1、简述OOA模型及OOA过程。
2、为什么要进⾏OOA？3、简述问题域与系统责任间的关系。
4、OOA是如何应对需求变化性的？5、为什么把⽤类图构建的模型称为基本模型？6、你对本章讲述的分析⾯临的主要问题有过什么实际感受？请举例说明。
第3章建⽴需求模型——⽤况图1、⽤况之间的关系可为包含关系、扩展关系或继承关系，三种关系之间有相同之处吗？它们之间的区别⼜在哪？2、论述⽤况图在⾯向对象⽅法中的地位。
3、怎样理解把系统内外的交互情况描述清楚了，就明确了系统边界？4、对于3.3.1节中的收款⽤况，补充⽤信⽤卡付款和使⽤优惠卡的描述。
5、通常⾃动售货机会按⽤户的要求进⾏⾃动售货，供货员会巡查向其内供货，取款员会定时取款。
针对上述要求，请建⽴⽤况图，并描述各个⽤况。
6、现要开发⼀个购书积分系统，其中⾄少要具有申请积分卡、增加积分、查看积分和按积分奖励功能。
请建⽴⽤况图，并描述各个⽤况。
第4章建⽴类图1、论述类与对象之间的关系以及关联与链之间的关系。
这四者之间还有什么联系吗？2、在什么情况下使⽤组合关系进⾏建模？3、总结继承关系的⽤途。
4、图4－44表明，⼀名教师可以在⼀个或多个系中任职，⽽且在⼆者间使⽤的是聚合关系。
在⼆者间可以使⽤组合关系吗？请解释原因。
5、举例说明类继承结构中的重载与多态。
6、⾯包是由⾯包⽚组成的。
⾯包与⾯包⽚之间的关系是聚合还是组合？7、⼀本书含有若⼲章，⼀章有若⼲节，⼀节由⼀些段落和图组成，⼀个段落由⼀些句⼦组成。
《面向对象概述》课件
本PPT课件将详细介绍面向对象的基本概念、特点、原则、应用场景以及编 程语言和工具。欢迎大家一起探索这个有趣的话题。
什么是面向对象？
面向对象是一种程序设计思想，将现实世界中的事物抽象成一个个对象，通过封装、继承和多态等特性 进行抽象、设计和编写软件，使其更具可维护性、可扩展性、易于理解并且更加符合人们的思考方式。
现实世界的事物
面向对象是一种对现实世界进行建模的方式，它 将事物抽象成对象。
更好的编码
面向对象编程的好处：更可维护、更可扩展、更 易于理解。
面向对象的三大特征
1 封装
封装是指将对象的属性 和行为包装在一个单元 中，对外部隐藏实现细 节。
2 继承
继承是指通过基类和派 生类之间的关系，实现 代码复用和功能扩展。
Java
Java是一种通用的高级编程语言，具有跨平台和 强大的面向对象特性，被广泛应用于各种开发场 景。
案例分析
面向对象的思想在各种场景下都有广泛应用，例如：图形化用户界面开发、游戏设计、机器学习算法编 写、网站开发等。下面就以一个简单的游戏为例，展示如何使用面向对象的思想进行软件开发。
游戏编程
使用面向对象的思想进行游戏编程，可以提高代 码的可维护性和复用性。
维护和扩展
面向对象的代码更加易于维护和扩展，能够 适应新的需求和更改。
面向对象的编程语言和工具
面向对象编程可以用各种编程语言实现，例如Java、Python、C#等。同时，各种集成开发环境（IDE） 也为开发者提供了很多便捷的工具和插件。
Python
Python是一种高级编程语言，以面向对象的设计 和语法为其特色，被广泛应用于Web开发、数据 分析、人工智能等领域。
3 多态