面向对象的零部件封装变型设计
面向对象程序设计-封装性
DD( int i1, int i2, int i3, int i4) :Derived1 (i1, i2), Derived2 (i3, i4)
{}
void display ( )
{ cout <<a <<'\n'; }
};
'DD::a' is ambiguous
改进
cout<< Derived1::a <<'\n'; cout<< Derived2::a <<'\n';
父类的私有成员虽然子类不能直接访问，但是确实存 在在子类中。
访问权修饰符只能更严格的限制访问权限，而不能将 父类的访问级别降低
protected的谨慎使用 直接派生类和间接派生类
3 基类成员的访问属性
同名成员
• 派生类和基类的成员名相同 • 类似于全局变量和局部变量的覆盖关系 • 子类成员直接访问，父类成员要使用 类名::成员名 访问 • 如果和全局变量重名，要使用 ::成员 访问全局变量
造函数 – 省略某个父类，表示调用该父类的缺省构造函数
二义性－同名
多重继承的不同父类含有同名成员，名字冲突 为了避免二义性，在访问时需要说明其基类名，由基
类名加作用域分辨符来限定 例子程序
#include <iostream.h>
class X
{
protected:
int a;
public:
class struct union(固定公有)
说明和使用对象
缺省构造函数 带参构造函数 指针
错误检查 系统升级 功能扩展
封装的好处
软件工程第十一章面向对象设计
THANKS
感谢观看
01
抽象类是一种不能被实例化的 类，它只能被其他类继承。
02
抽象类可以包含抽象方法和具 体方法。抽象方法是没有具体 实现的方法，需要在继承抽象 类的子类中实现。
03
通过继承抽象类，子类可以继 承抽象类的属性和方法，并且 可以重写或实现抽象类中的方 法。
接口与抽象类的选择
在设计软件时，选择使用接口还是抽象类取决于具体需求和设计目标。
关系
关系描述了对象之间的交互和联系。 常见的关系包括关联、聚合和继承。
继承与多态的设计
继承
继承是一种实现代码重用的方式，子类可以继承父类的属性和方法，并可以扩展或覆盖它们。通过继承，可以建 立类之间的层次结构，使得代码更加清晰和易于维护。
多态
多态是指一个接口可以有多种实现方式，或者一个对象可以有多种形态。多态可以提高代码的灵活性和可扩展性， 使得程序更加易于维护和修改。
02
类与对象的设计
类的定义与属性
类的定义
类是对象的抽象，它描述了一组具有相同属性和行为的对象。类定义了对象的结构、行为和关系。
属性
属性是类中用于描述对象状态的变量。每个对象都有其自己的属性值，这些属性值决定了对象的状态 。
对象的行为与关系
行为
行为是类中定义的方法，用于描述对 象可以执行的操作。方法定义了对象 的行为和功能。
高层模块不应该依赖于低层模块，它们都应 该依赖于抽象。
面向对象设计的优势
提高代码可重用性
通过类和继承实现代码重用，减少重 复代码。
提高代码可维护性
面向对象设计使得代码结构更加清晰， 易于理解和维护。
提高开发效率
通过快速原型开发，快速构建软件系 统。
面向对象编程中的封装性
面向对象编程中的封装性封装性是面向对象编程的重要概念之一，它允许我们将数据和行为组合到一起，并将其隐藏在类和对象的内部，防止它们被其它程序直接访问和修改，从而保证程序的安全性和稳定性。
在本文中，我们将从以下几个方面探讨封装性在面向对象编程中的意义和作用。
一、封装性的定义和原理封装性是面向对象编程中的一种编码技术，指的是使用类和对象将类的数据和行为组合在一起，然后将它们隐藏起来，使得只有类的内部才能直接访问和修改这些数据和操作。
通过这种方式，封装性可以帮助我们控制和保护程序中的数据，防止其被误操作或恶意修改，从而增强了程序的安全性和稳定性。
封装性的实现方式主要有两种，即使用访问器和使用访问修饰符。
其中，访问器是指类中的方法，用于获取或设置类的私有数据。
访问器可以分为getter和setter两种，getter用于获取数据，setter用于修改数据。
访问修饰符则是指类中的关键字，用于控制数据成员的访问权限。
其中，C++中的访问修饰符有public、private和protected三种，Java中则有public、private、protected和default四种。
二、封装性的优点和作用1、防止误操作和恶意修改封装性可以将数据和操作保护在类的内部，防止其被误操作或恶意修改。
在程序中，有些数据和操作可能非常重要，一旦被修改或删除，就会引发一系列连锁反应，导致程序崩溃。
因此，使用封装性可以帮助我们避免这些问题的发生，保证程序的安全性和稳定性。
2、提高代码的可维护性封装性可以将数据和操作组合在一起，并隐藏在类的内部。
这样一来，我们可以修改类的内部实现，而不影响程序的其它部分。
这将提高代码的可维护性，使得我们可以更加方便地进行代码修改和重构，而不用担心对程序的其它地方造成不良影响。
3、简化代码的使用方式封装性将数据和操作隐藏在类的内部，这样一来，程序的其它部分就不需要知道类的内部实现细节，只需要调用类提供的公共方法即可。
基于面向对象的模具零部件建模方法研究
类 、 弹簧 类 和 限 为 柱 类 。 以滑 块 类 为 例 进 行 类 的创 建 ，定
义 名 称 为 Ｓｉｅ 。 ｌ ｒ ｄ
５结 束 语
相 对 传 统 的模 具 零 部 件 建 模 而 言 ．面 向对 象 设 计 方 法 的 引入 ，通 过 对 滑 块 系 统 的 对 象 化 分 析 ，最 终 建 立 完 整 的 滑 块 系统 模 型 ，使 得 设 计 人 员 在 进 行 模 具 建 模 设 计 时 。可
ｌ ｔ３／ ｆ ａ ｆ／ 义 滑 块 斜 靠 面 角 度 ｏ ；定
ｉ ｔｓ ｒｎ ｎ ｐ ｉ ｇ
＿ ＿
Ｓ ｒ ｇ ０ 一ｐｉｇ ／ 簧 ｐ ｎ ｓｒ ；／ ｉ ｎ 弹 Ｌｍｔ０ ＿ｉ ｉ：／ ｉｉ ｌ ｔ ／ ｍ 限位 柱
ｌＳ ｄｒＳｓ ｍ； ｌ ｅ＿ ｙｔ ｉ ｅ
这 样 定 义 的 类 型 Ｓｉｅ Ｓ ｓ ｍ 包 含 了一 般 滑 块 设 计 的 ｌ ｒ ｙｔ ｄ ＿ ｅ
１／ 块 抽 出距 离 ，根 据 传 参 倒 扣 距 离 ｘ 行 自 ／ 滑 进
动 换 算 ，结 果 以 浮 点 数 返 回
）
其 余 对 象 类 按 照类 似 方 法 建 立 ，并 且 要 把 ３２阐述 的 ．
表 １ 滑 块 数 据 关 系
关 联 包 含进 去 ，同 样 为 了 研 究 模 型 的 简 化 ，对 一 些 次要 的 因素 进 行 忽 略 ，但 这 并 不 影 响 模 型 的准 确 建 立 。
ｄａ ｔｒ ／ 义 弹 簧孔 直 径 ｉｍｅｅ； 定 ／
／ 法 函数 ／ 方
Ｆｌ ａ ｌｄｅ Ｏｕｔ Ｌｎ ｔ ｏ ｔＳ ｉ ｅｇ ｈ
＿
＿
（ｏｔ ） ｛ ｌ ｆ ａｘ
面向对象设计方法主要特征
面向对象设计方法主要特征
面向对象设计方法的主要特征包括：
1. 封装（Encapsulation）：将数据和对数据的操作封装在一起，通过定义类来实现。
类中的数据称为属性，对属性的操作称为方法。
封装可以隐藏内部实现细节，提供简化的接口，提高代码的可重用性和可维护性。
2. 继承（Inheritance）：通过继承机制，一个类可以派生出子类，子类会继承父类的属性和方法。
继承允许代码的复用，并且可以构建类的层次结构，实现抽象和特化。
3. 多态（Polymorphism）：多态是指同一个类的不同对象对同一消息采取不同的行为。
多态提供了一种灵活的方式来处理不同类型的对象，通过动态绑定实现方法的调用。
4. 抽象（Abstraction）：抽象是指忽略实现细节，关注事物的本质和共性特点。
通过抽象，可以定义出适用于多个具体类的通用类，提高代码的灵活性和可扩展性。
5. 组合（Composition）：组合是指将多个对象组合成一个更大的对象，形成部分-整体的关系。
通过组合，可以构建复杂的结构和功能。
6. 接口（Interface）：接口定义了一个类或组件对外提供的操作和属性，而不关心其具体实现。
接口可以约束不同类的行为，实现代码的解耦和可插拔性。
7. 聚合（Aggregation）：聚合是指将多个对象聚集在一起，形成所谓的整体。
聚合是一种弱关联关系，整体和部分可以分离存在。
通过运用这些特征，面向对象设计方法可以模拟现实世界中的情景和关系，使系统具有更好的可维护性、可扩展性和重用性。
面向对象编程语言的设计与实现
面向对象编程语言的设计与实现面向对象编程（Object-Oriented Programming，OOP）是一种广泛使用的编程范paradimg，它的主要思想是将现实世界的事物抽象成对象，并通过对象之间的交互来实现程序的功能。
面向对象编程语言就是用来实现面向对象编程的工具，本文将探讨面向对象编程语言的设计与实现。
一、面向对象编程语言的特点面向对象编程语言具有以下几个特点：1. 封装性（Encapsulation）：面向对象编程语言允许将数据和方法封装在对象内部，通过公共接口进行访问。
这种封装性可以保护数据的安全性，同时提供了简洁而清晰的接口。
2. 继承性（Inheritance）：继承是面向对象编程语言中的重要概念，它允许从现有的类创建新的类。
通过继承，子类可以继承父类的属性和方法，并且还可以添加自己的特有属性和方法，从而实现代码的复用和扩展性。
3. 多态性（Polymorphism）：面向对象编程语言中的多态性指的是同一类型的对象在不同情境下可能展现出不同的行为。
通过多态性，可以写出更加灵活和可扩展的代码，同时减少代码的冗余。
二、面向对象编程语言的设计原则设计面向对象编程语言的时候，需要遵循一些重要的设计原则，以确保语言的可用性和灵活性：1. 单一职责原则（Single Responsibility Principle）：一个类或者对象只应该有一个引起它变化的原因。
这个原则可以确保类的职责单一，减少代码的耦合性，提高代码的可维护性。
2. 开放封闭原则（Open-Closed Principle）：软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改封闭。
这个原则可以提高代码的可扩展性和重用性。
3. 里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）：子类对象可以替换父类对象，而程序的行为不变。
遵循这个原则可以确保代码的正确性和一致性。
4. 接口隔离原则（Interface Segregation Principle）：使用多个专门的接口，而不是使用单一的总接口。
面向对象分析与设计
面向对象分析与设计在软件开发过程中，面向对象分析与设计（Object-Oriented Analysis and Design，简称OOAD）是一种重要的方法论。
通过OOAD，开发者可以将现实世界中的概念和问题转化为软件系统的结构和行为。
一、什么是面向对象分析与设计？面向对象分析与设计是一种以对象为核心的开发方法。
它强调将问题领域的实体、关系和行为抽象为对象、类和方法。
面向对象的分析阶段主要关注问题领域的需求和约束，而设计阶段则更关注如何将需求转化为可执行的软件系统。
二、面向对象分析与设计的优势1. 模块化：面向对象的方法将复杂的系统拆分为多个独立的对象，每个对象都有清晰的职责和接口。
这种模块化可以提高代码的可维护性和可复用性。
2. 继承与多态：继承是面向对象编程中的重要特性，它允许新的类继承已有类的属性和方法。
多态则允许对象在不同上下文中表现出不同的行为。
这些特性使得代码更加灵活和易于扩展。
3. 封装与信息隐藏：面向对象的方法将数据和操作封装在对象内部，外界只能通过对象的接口进行交互。
这种封装和信息隐藏可以保护数据的完整性和安全性。
4. 规范化的开发流程：面向对象的分析与设计有一套规范的开发流程，包括需求分析、概念设计、详细设计和实现等阶段。
这种流程可以提高开发效率，并减少错误和重复工作。
三、面向对象分析与设计的过程1. 需求收集与分析：在这个阶段，开发者与用户密切合作，收集和分析系统的业务需求。
通过访谈、文档分析等方法，确定系统的功能、性能和约束等方面的要求。
2. 概念设计：在概念设计阶段，开发者将业务需求转化为概念模型。
通过绘制用例图、类图、状态图等工具，描述系统的结构和行为。
3. 详细设计：在详细设计阶段，开发者将概念模型进一步细化，确定具体的类和接口。
同时，还需要考虑系统的性能、安全和可维护性等方面的问题。
4. 编码与测试：在编码阶段，开发者根据详细设计的要求，使用具体的编程语言实现系统。
面向对象程序设计的重点是什么的设计
面向对象程序设计的重点是什么的设计面向对象程序设计 (Object-Oriented Programming, OOP) 是一种软件开发方法，通过将现实世界的事物抽象为对象，并建立对象之间的关系来实现系统的设计和开发。
在进行面向对象程序设计时，有一些重要的设计原则和重点需要遵循和关注。
首先，面向对象程序设计的重点之一是封装性。
封装是将数据和方法封装在一个对象内部，以便于对外部隐藏实现细节，并提供对外的接口来访问和操作数据。
这样可以降低程序的耦合度，提高代码的可维护性和可重用性。
通过封装，类的设计者可以将复杂的操作封装成简单的方法，使得使用者只需关注方法的调用，而无需了解方法的实现细节。
另一个重点是继承性。
继承是指一个类从另一个类继承属性和方法的机制，通过继承可以减少代码的重复，提高代码的复用性。
通过继承，我们可以定义一个通用的父类，然后通过子类继承父类的属性和方法，并可以在子类中添加额外的属性和方法，以满足特定的需求。
继承使得程序设计具有层次结构，可以更好地组织和管理代码。
多态性是面向对象程序设计中的另一个重点。
多态是指同一种操作在不同的对象上可以有不同的行为。
通过多态，一个方法可以在不同的对象上具有不同的实现。
多态可以提高代码的灵活性和可扩展性。
通过定义抽象类和接口，程序可以针对接口编程，而无需关注具体的实现细节。
这样可以使得程序具有更好的扩展性，可以根据需要进行替换和改造。
还有一个重点是关注问题领域的建模，将现实世界的概念和关系转化为程序中的类和对象。
在面向对象程序设计中，类表示一组具有相同属性和行为的对象，对象是类的一个实例。
通过分析问题领域中的关系和行为，可以将问题拆解为一组相互关联的类和对象，然后通过定义和实现类和对象之间的关系来解决问题。
面向对象程序设计的思维方式强调了问题领域与程序之间的联系，使得程序更贴近实际需求。
此外，面向对象程序设计还强调代码的可维护性和可扩展性。
通过将代码组织为模块化的类和对象，可以使得程序更易于理解、修改和扩展。
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同 ， 采 用化 整 为零 的方 法 存取 ， 同结构 的零 部件 采用 参数 若 相
化 设计 ， 系统 保存 的仅 是一 些参 数 ， 会大 大减 少存 取量 。对 就
Ｂ ｓＣａｓ ａ ｅ ｗ ｈｍ ） 每 一个 类 的 Ｃ ｕｔ ｅ ｌ ｓ 素加 入 ａｅ＿ｓＮ ｍ ， Ｓ ｅ ａ将 ａ Ｒ ｎｉ Ｃａ 元 ｍ ｓ
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Ｒ Ａ ， Ｃａｓ ａ ｅ ／ 圳 吼 ＥⅦ ＩＩ （ ｌ Ｎｍ ） ｓ
Ｄ Ｓ Ｉ Ｉ （ Ｃ ｓ ａｌ， ⅥBiblioteka ⅡｉＡ ｋ； Ｉ Ｎ Ｉ ｅ一
设计方法在变型 设计中的应用。
３ Ｍ Ｃ库 运 行 时 类标 识和 动 态对 象创 建 技 术 Ｆ
Ｃ ｕ 血１ ｌ ｓ ＭＦ Ｒｎ ｅａ 在 Ｃｓ Ｃ中的作 用 非 常重 要 ， 为 ＭＦ 因 Ｃ利 用 它来 进行 类 的动态 确 定 ， 通过 类 变 量 来 判 定该 变 量 是否 为 即 某 一 类 的 实 例 。 利 用 Ｃ＋＋ 的 继 承 机 制 中 的 多 态 性
寸 ‘ 。但对 企 业来 讲 ， 可 能 以所有 产 品作 为基 型 ， ２ Ｊ 不 否则 基 型
数据 库 会 十分 庞 大 ， 对该 数 据库 的管 理 、 存取 和 检索所 耗 费 的 时 间 ， 许 得不 偿失 。如 果 仔 细分析 产 品的 结构 ， 然 同类产 也 虽 品功 能和 结构 不 同 ， 组成 产 品 的零 部 件 结构 大 部 分 基 本相 但
个 和原 设计 相 似 的新 产品 。这 种修 改通 常不 破坏 原设 计 的
基 本原 理 和基 本 结构 特 征 ， 仅修 改 该 设 计 的一 种 参 数 或调 仅
整 局部 结构 或 两者 兼 而 有 之 ， 目的是 快 速 、 质量 、 成本 其 高 低
地 生产 新 产 品 以满足 不 断变 化 的市场 的要 求 。变 型设计 应用 非 常 广泛 ， 在 客 观 上 要 求 Ｃ Ｄ 系 统 能 够 支 持这 种 设 计 方 这 Ａ 法 ， 目前存 在 的 Ｃ Ｄ系统对 这种 设 计 方法 的支 持程 度 十分 但 Ａ 有限 ， 因而使 有关 变 型设 计 的理 论 和方 法 成 为 当今 Ｃ Ｄ研究 Ａ
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第 ２ 卷 第 ７期 ２
２０ Ｏ ２年 ７月
文章 编 号 ：０ １ ０ １￣ｏ ）７—０８ —０ １０ —９ ８ （ ２ ｏ ０９ ２
计 算 机 应 用
Ｃｏ ｕ ｅ ｐ ｉａ ｏ ｓ ｍｐ ｔ ｒＡｐ ｌｃ ｔ ｎ ｉ
Ｖｏ ． ２， １ ２ Ｎｏ． ７
＊ ｍ
＿
是 一个 结 构 ， 中包 含 我 们 下 面 要 用 到 的 其 Ｉ ｐｚｌ￣ ａ ｅ 、 ｌ ｓＣａ Ｎ ｍ ） 基类 名 称 （ Ｒ ｎｉｅ ｌ ｓ Ｌｌ Ｃ ｕｔ Ｃａ ｍ ｓ 组 成 链 表 的 首 指 针 （ｔ ｃ ｓ ｔ ａ ｉ
ｐ ａｅ ｌ ｓ 、 Ｃ ｕ￣ ＢｓＣａ ） 由 Ｒ ｎ ｓ
并 将 该 方 法 应 用 于 石 材 异 型 制 品 加 工 设 备 的运 动 副 的 变 型设 计 中。
关 键 词 ： 向对 象 方 法 ； 装 ； 型 设 计 面 封 变
中 图 分 类 号 ：Ｔ ３ １ ５ Ｐ １ ．２ 文献标识码 ： Ａ
ｌ 引 言
变 型设计 是 关 于设 计 方 法 和过 程 的 一 种分 类 定 义 ， 泛 广 应 用 于提取 已存 在的 设 计 或 设计 计 划 、 特定 的修 改 以产生 作
到图 １ 的类 网中 ， 以在 程 序 运 行 过程 中动 态 识 别 类 或 动 态 创 建 对 象 。下面 举几 个例 子说 明 ：
１ ）动态 确定 类 在 ＭＦ 中 Ｃ ｂｅｔ：Ｉ ｉ Ｏ （ ｃｎｔ Ｒ ｎ ｍ Ｏａｓ＊ Ｃ Ｏ ｊ ： ｓ ｎ ｆ ｏｓ ｃ Ｋ ｄ Ｃ ｕｔ ｅ ｓ ｉ
变 型设 计 要 求在 产 品设 计 基 型 上 ， 根据 用 户 对 产 品 的要
Ｃ ｕｔ ｅ ｌ ｓ ｐ ｉｔｌ ｓ 、 表 的 Ｎ ｘ 指针 （ Ｒ ｎｉｅ ｌ Ｒ ｎｉ Ｃａ Ｆｍ Ｃａ ）链 ｍ ｓ ｓ ｅｔ Ｃ ｕ ｔ Ｃａ ｍ ￣＊
求 ， 择合 适 的 系 列 产 品 或 组 合 产 品 ， 确 定 标 准 模 块 的 尺 选 并
Ｊｌ，０ ２ ｕｙ ２ ０
面 向 对 象 的 零 部 件 封 装 变 型 设 计
王经坤 ， 王 志， 艾 兴， 张 峰
（ 山东大学 机械 工程 学院 ， 山东 济 南，５０ １ ２０ ６ ）
摘 要 ： 对 现 代 制 造 企 业 多品种 、 针 小批 量 、 性 化 的 生 产 模 式 需 求 ， 述 了 变 型 设 计 的 重要 性 。 个 论 提 出采 用 基 于 面 向 对 象方 法 中动 态创 建 类 的技 术封 装 零 部 件 的 特征 ， 高 了软 件 的 开放 性 和 强健 性 。 提
的一 个重 点 。
（ ｏ ｍ ￣ｈａ ） ｐｌ ｏ ｉ 技术 可 以依 据 其 类 型 确 认 调 用 子 类 还 是 父 类 ｙ ｍ 中的 函数。 因此如 果 能把 多态 性技 术 和动态 对 象创 建 技术 结 合起来 ， 能极 大 的发挥 面 向对 象 的设 计 方 法在 变 型设 计 中 就 的优 势 。 Ｃ ｕ￣ Ｒｎ 类 的名称 （ 脚 Ｉ