第1章 java面向对象技术概述

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• 面向对象与面向过程的不同 (1)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。 (2)它将数据和对数据的操作封装在一起，作为一个整体—— 类——来处理 。
(3)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 。 (4)它可以利用不断扩充的类库，在实际编程时采用搭积木的 方式来组织程序，站在“巨人”的肩上实现自己的目标。
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一些小的细节
• 大家在交作业的时候，作业本封面上要写明如下信息： 学号、姓名、班级编号、任课老师姓名 • 期末考试试卷上需要写明的信息： 学号、姓名、班级编号 • 在书写上述信息时，请字迹工整，因为这些信息是写给 他人看。 • 电子版作业提交的格式详情见我的BBS
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1.4 面向对象技术的基本特征
• 面向对象技术强调在软件开发过程中 面向客观世界或问题域中的事物，采用人 类在认识客观世界的过程中普遍运用的思 维方法，直观、自然地描述客观世界中的 有关事物。面向对象技术的基本特征主要 有抽象性、封装性、继承性和多态性。
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1.4.1 抽象性
抽象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.
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1.1 面向对象技术的发展
•
在C++语言十分热门的时候，人们开始了对面向 对象分析（Object Oriented Analysis，OOA）的 研究，进而延伸到面向对象设计（Object Oriented Design，OOD）。特别是90年代以后， 许多专家都在尝试用不同的方法进行面向对象的分 析与设计，在这段时期，面向对象的分析和设计技 术逐渐走向实用，最终形成了从分析、设计到编程、 测试与维护一整套的软件工程体系。当前，面向对 象的概念已经渗透到编程语言、用户接口、人工智 能和数据库等方面。
消息(Message)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，是对象之间相互请求或相互协 作的途径。 事件(Event)是系统产生的动作或是运行应用程序产生的 动作，事件的概念和Windows的差不多，在Windows中， 对于任何一个程序中的命令请求，例如鼠标的单击、移 动、键盘按下等，都可以成为一个事件。事件通过消息 描述。
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例如，在父类“几何图形”中定义了一个行为“绘图”，但并不确定执 行时到底画一个什么图形。子类“椭圆”和“多边形”都继承了几 何图形类的绘图行为，但其功能却不同，一个是要画出一个椭圆， 另一个是要画出一个多边形。
几何图形类 行为：绘图
椭圆类 行为：绘图
多边形类 行为：绘图
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1.2面向对象方法与结构化方法的比较
• 按照面向对象方法来分析本系统则不是从功能 入手，而是从对象入手。待解决的问题所涉及的 业务范围称为该软件的问题域（Problem Domain）。 • 面向对象方法从问题域中的事物出发，围绕 问题域中的事物来思考问题、认识问题，并根据 这些事物的本质特征，把它们抽象地表示为系统 中的对象，作为系统的基本构成单位。这可以使 系统直接地映射问题域。
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本课程要求
• 不要以拿学分的心态学这门课，虽然学分很重要。 • 平时还是要多下点功夫在学习上，这门课程是计算机的 基础课，有些知识会影响到后续的程序设计课程。 • 平时到课和作业很重要，虽然你可以旷课和不交作业， 但是请注意次数。 • 旷课或者不交作业次数达到总次数的1/3（含），取消 考试资格。 • 最后的成绩评定＝期末考试×80％ ＋ 平时成绩，这个 学期如有变化，另行通知。
借阅者
管理员
预 定 信 息
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• 面向对象方法的优越性
(1)以对象为中心的开发方法能更自然更直接地反映真实世 界的问题空间，对象、类、子类都自然对应于实际问题的 物理或逻辑实体，这样使问题转换工作量达到最小程度。 (2)以对象为中心的开发方法采用消息传递机制作为对象之 间相互通信的唯一方式。 (3)以对象为中心的开发方法具有独特的继承性和更丰富的 多态性，使这种开发方法更易于扩充，能很好地适应复杂 大系统不断发展与变化的要求。
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• 一个对象向另一个对象发出消息请求某项服务， 接收消息的对象响应该消息，激发所要求的服 务操作，并将操作结果返回给请求服务的对象。
Message
changeGears(lowerGear)
You Object A Object B YourBicycle
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1.4.4 多态性
一般来讲，多态性(Polymorphism)就是多种形 态的意思。多态性是指使用相同名字定义了不 同的方法。多态性实际上提供了一种具体情况 具体分析的问题解决方案。具体来说，多态性 是指类中同一函数名对应多个具有相似功能的 不同函数，可以使用相同的调用方式来调用这 些具有不同功能的同名函数。
Байду номын сангаас
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1.1 面向对象技术的发展
• 面向对象技术源于面向对象的编程语言 （Object Oriented Programming Language，OOPL）。面向对象编程语言 的繁荣是面向对象技术走向实用的重要标志， 也是面向对象技术在计算机学术界、产业界 和教育界日益受到重视的推动。
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1.4.2 封装性
封 装 (Encapsulation) 就 是 把 对 象 的属性和行为结合成一个独立的 单位，并尽可能隐蔽对象的内部 细节。
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例如，电视机包括外形尺寸、分辨率等属性，具有打开、关闭、转换频 道等服务，如图1-10所示。封装意味着将这些属性和服务结合成一 个不可分的整体，用户通过按钮等接口使用电视机，而不关心其内 部的实现细节。
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• 将图书抽象成类，以及类实例化为对象的过程
图书类 属性： 书号 书名 作者 出版社 抽象 方法： 修改 借出 还入 创建
图书1 图书2 图书3 图书4 图书5 …
《解析Java程序设计》… 《解析C程序设计》… 《解析C++程序设计》… 《解析VC++程序设计》… 《解析VB程序设计》… …
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• 对于图书管理系统，我们可以考虑进一步识别出类的一些属 性和方法。为了避免过早的陷入细节中，以及适应将来在设 计时类的变化，在分析时，一般只把一些主要的属性和方法 标识出来。
借阅者类 属性： 姓名 借书证号 … 图书类 属性： 书号 书名 作者 出版社 出版时间 价格 …
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1.2面向对象方法与结构化方法的比较
• 按照结构化方法的思路，采用“自顶向下、 逐步求精”的方法，可以把问题描述中的 系统分解为一系列的模块。 • 结构化方法强调功能抽象与模块化，因 而结构化方法看作一系列处理的过程，也 就是以模块（即过程）为中心的开发方法。
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电视机类 属性： 外形尺寸 分辨率 方法： 打开 关闭 转换频道 ……
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1.4.3 继承性
继承(Inheritance)是一种联结类与类的层次模型。 继承性是指子类的对象拥有其父类的属性和行 为。继承简化了人们对现实世界的认识和描述， 在定义子类时不必重复定义那些已在父类中定 义过的属性和服务，只要说明它是某个父类的 子类，并定义自己特有的属性和服务即可。
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1.5 面向对象分析与设计简介
• 面向对象设计（Object Oriented Design，OOD）就是根据已建立的 分析模型，运用面向对象技术进行系 统软件设计。它将OOA模型直接变成 OOD模型，并且补充与一些实现有关 的部分，如人机界面、数据存储、任 务管理等。面向对象设计是定义系统 的构造蓝图、约定和规则，以指导系 统的实现。
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• 类与对象的区别和联系
类包含了对象的所有属性和方法，它是对象 的“模具”。对象是类的“实例”，可以 由一个类制造出多个实例。 【注意】类本身并不完成任何操作，它只是 定义对象的属性及方法，而实际的操作则 是由它所实例化的对象来完成的。
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1.3.2 事件和消息
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留下联系方式
• 在整个教学进程中可能有些事情需要 临时通知大家，所以请每个班的班长 或学习委员在课间到我这里留下你们 的手机号码（最好是移动号码，方便 加飞信），以便联系。
第1章 面向对象技术概述
• 1.1 • 1.2 • 1.3 • 1.4 • 1.5 面向对象技术的发展 与结构化方法的比较 基本概念 面向对象技术的基本特征 面向对象分析与设计简介
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1.3 面向对象技术的基本概念
• 面向对象的精髓在于考虑问题的思路 是从现实世界的人类思维习惯出发的。 下面我们从实际问题出发来了解面向对 象的思维方法，认识面向对象方法中的 基本概念，如对象、类、消息、事件等。
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1.3.1 对象和类
对象是用来描述客观事物的一个实体，它是构成系统的 一个基本单位，由一组属性和对这组属性进行操作的一 组方法组成。属性是用来描述对象静态特征（即状态） 的一个数据项；方法是用来描述对象动态特征（即行为） 的一个操作序列。 将具有相同属性和操作，并遵守相同约束规则的对象聚 合成一组，这组对象集合就称为类（Class）。如自行车 类，它是许多自行车的抽象；又如茶杯，有不同大小的 茶杯，不同材料、不同形状、可以完全相同的许多茶 杯—茶杯类。