面向对象程序设计中的泛化与特化原则分析
什么是面向对象编程请解释面向对象编程的三大特征

什么是面向对象编程请解释面向对象编程的三大特征面向对象编程(Object-oriented Programming,简称OOP)是一种计算机编程范式,它的设计思想基于现实世界中对象的概念。
面向对象编程将程序设计看作是一组相互作用的对象之间的消息传递和数据交互,致力于将复杂问题分解为更小、更易于理解和维护的对象,并通过封装、继承和多态等机制来实现程序的模块化和可重用性。
面向对象编程有三大主要特征,分别是封装、继承和多态。
1. 封装(Encapsulation)封装是指将对象的属性(数据)和方法(操作)封装在一起,形成一个独立的单位。
通过隐藏对象的内部细节,只公开必要的接口来操作对象,实现了信息的隐藏和保护,提高了程序的安全性和可维护性。
封装还允许对象内部的数据和实现细节发生变化,而对外部的其他对象保持透明。
这种机制使得多个对象可以并行开发,彼此之间相互独立,减少了代码的耦合性。
2. 继承(Inheritance)继承指的是一个对象(称为子类或派生类)可以从另一个对象(称为父类或基类)继承属性和方法,并可以对其进行扩展。
通过继承,子类可以继承父类的特性,包括数据和行为,而不需要重新编写相同的代码。
继承提供了代码的重用性,可以使得程序的设计更加灵活和可扩展。
同时,继承还建立了类与类之间的层次结构,使得对象之间的关系更加清晰,有助于代码的组织和理解。
3. 多态(Polymorphism)多态是指同一个消息可以被不同类的对象解释为不同的行为。
多态允许使用一个统一的接口来操作不同的对象,从而实现了程序的可扩展性和灵活性。
通过多态,可以在不改变原有代码的情况下,通过定义新的子类并实现特定的方法来满足不同的需求。
多态可以提高代码的可读性和可维护性,使得程序更容易扩展和修改,同时也减少了代码的重复性。
总结:面向对象编程的三大特征,即封装、继承和多态,共同构成了面向对象编程的基础。
封装提供了信息隐藏和保护的机制,继承支持了代码的重用和组织,而多态则提供了灵活性和可扩展性。
第四章 用例图-UML面向对象分析、建模与设计-吕云翔-清华大学出版社

依赖关系
特性 作用 执行过程 对基用例的要求
include
extend
增强基用例的行为
增强基用例的行为
包含用例一定会执行
扩展用例可能被执行
在没有包含用例的情况下,在没有扩展用例的情况下, 基用例可以是也可以不是 基用例一定是良构的 良构的
表示法
箭头指向包含用例
是用例的重要服务对象,而次参与者处于一
种协作地位。
系统管理员
用例与参与者
在确定用例时可以通过参与者入手来寻找用例:
参与者的主要任务是什么? 参与者需要系统的什么信息? 参与者可以为系统提供什么信息? 系统需要通知参与者发生的变化和事件吗? 参与者需要通知系统发生的变化和事件吗?
用例的特征
用例的特征保证用例能够正确地捕捉功能性需求,同时也是判断用 例是否准确的依据。
不改变基用例的同时,根据需要自由地向用
例中添加行为。
检查实名信息
依赖关系——扩展
扩展用例的使用包括四个部分:
基用例:需要被扩展的用例,如图5-10中的“注册”用例。 扩展用例:提供所添加的行为序列的用例,如图5-10中的“检查实名信
息”用例。 扩展关系:使用虚线箭头表示,箭头指向基用例。 扩展点:基用例中的一个或多个位置,表示在该位置会根据某条件来决
一个父参与者的直接实例,这就要求属于抽象父
直接客户
电话客户
参与者的外部对象一定能够属于其子参与者之一。
网上客户
用例的概念 用例与参与者 用例的特征 用例的粒度
用例
用例的概念
用例是类元提供的一个内聚的的功能单元,表明系统与 一个或多个参与者之间信息交换的顺序,也表明了系统 执行的动作。
面向对象程序设计

C# 类的访问修饰符
非嵌套类的类访问修饰符只能是public或 internal(默认的)。 访问修饰符 作用说明 public 表示不限制对类的访问。 internal 表示该类能够被程序集中的所有文件 访问,而不能有程序集之外的对象访 问。
C# 分部类
分部类可以将类(结构或接口等)的声 明拆分到两个或多个源文件中。
面向对象程序设计
《C#程序设计》
面向对象概念(Object-Oriented)
面向对象程序设计(Object-Oriented Programming)简称OOP技术。 OOP的主要思想是将数据和处理这些数 据的操作都封装( Encapsulation)到一个称 为类(Class)的数据结构中。 在程序里用到的是对象,即类的实例。
定义方法的基本格式如下: 修饰符 返回类型 方法名(参数列表) { //方法的具体实现; }
C# 方法参数(值参数)
当利用传值方式向方法传递参数时,编 译程序给实参的值做一份拷贝,并且将此拷 贝传递给该方法,被调用的方法不会修改内 存中实参的值,所以使用值类型参数时可以 保证实际值的安全性。
C# 方法参数(引用参数)
类的声明语法格式如下: [类的修饰符] class 类名 [:基类名]
{
//类的成员;
பைடு நூலகம்
}[;]
C# 类
从编程语言的角度讲,类就是一种数据结 构,它定义数据和操作这些数据的代码。
例如,以下声明了一个Person类:
public class Person { private int pno; //编号 private string pname; //姓名 public void setdata(int no,string name) { pno=no; pname=name; } public void dispdata() { Console.WriteLine("{0} {1}", pno, pname); } }
泛化关系、拓展关系、包含关系的概念

泛化关系、拓展关系、包含关系的概念
泛化关系:泛化关系是指一个类(父类)与其他一个或多个类(子类)之间的关系。
父类提供了一组通用的属性和方法,子类可以继承并扩展这些属性和方法,同时还可以定义自己独有的属性和方法。
泛化关系体现了面向对象编程语言中的继承特性。
拓展关系:拓展关系是指一个类(扩展类)通过继承另一个类(被扩展类)来扩展属性和方法。
扩展类可以在原有类的基础上增加新的属性和方法,同时还可以重写继承的属性和方法。
拓展关系通常用于对已存在的类进行功能扩展,以满足特定需求,而不需要修改原有类的代码。
包含关系:包含关系是指一个类(容器类)包含另一个类(成员类)作为其属性或成员变量的关系。
容器类可以通过实例化成员类的对象来使用成员类中定义的属性和方法。
包含关系通常用于将多个类组合在一起形成更复杂的类,以实现更高层次的功能。
可以通过包含关系来实现代码的模块化和复用。
简述面向对象的特点

简述面向对象的特点
面向对象编程(Object-Oriented Programming,OOP)是一种编程范式,它将程序中的数据和操作数据的方法组合成一个对象,以此来描述现实世界中的事物和概念。
面向对象编程具有以下特点:
1. 封装性:封装是指将数据和方法封装在一个对象中,对外部隐藏对象的内部实现细节,只暴露必要的接口。
这样可以保证数据的安全性和一致性,同时也方便了代码的维护和重用。
2. 继承性:继承是指一个类可以继承另一个类的属性和方法,从而减少代码的重复性。
子类可以重写父类的方法,也可以添加自己的方法和属性,从而实现更加灵活的功能。
3. 多态性:多态是指同一个方法可以根据不同的对象调用出不同的行为。
多态可以提高代码的可扩展性和可维护性,同时也可以提高代码的可读性和可理解性。
4. 抽象性:抽象是指将具有相似特征的对象抽象成一个类,从而减少代码的重复性。
抽象类和接口是面向对象编程中的重要概念,它们可以定义一些方法和属性,但是不能被实例化,只能被子类继承或实现。
面向对象编程的特点使得它在软件开发中得到了广泛的应用。
它可以提高代码的可重用性、可扩展性和可维护性,同时也可以提高代码的可读性和可理解性。
面向对象编程可以应用于各种领域,如游
戏开发、Web开发、桌面应用程序开发等。
随着计算机技术的不断发展,面向对象编程也在不断地演化和发展,如面向方面编程(Aspect-Oriented Programming,AOP)、面向服务编程(Service-Oriented Programming,SOP)等。
面向对象六大基本原则的理解

⾯向对象六⼤基本原则的理解在学习设计模式的时候,总是被推荐先学习⼀下⾯向对象的六⼤原则,学习后果然受益匪浅。
以下完全是我对六⼤基本原则的理解,和官⽹解释可能有出路,⽽且我更多是站在设计模式的⾓度,⽽不是⾯向对象的⾓度理解,如果有什么错误,敬亲谅解。
1.开闭原则很多教程都把开闭原则作为这六⼤原则中最基本的原则,也就是说他是各个原则的核⼼。
开闭原则指的是,⼀个软件实体如类、模块和函数应该对扩展开放,对修改关闭。
⾄于这个具体怎么理解,我也看了很多教程,有些教程说当我们遇到新的需求,就需要我们对我们模块继承的形式进⾏扩展,⽽不是修改代码。
这样的解释貌似有道理,但是如果真的这样做了,程序结构只会更加复杂,业务逻辑只会更不清晰,完全是⼀种作死的做法。
当业务发⽣改变的时候,肯定是要修改代码的,不需要的东西留着只会让程序臃肿,让维护者搞不清什么是有⽤的代码,什么是已经过时的代码。
我不太相信开闭原则的真谛是让我们⾛向这样⼀个死胡同。
对于开闭原则,我的理解是,我们在设计软件的时候,⾸先要搞清楚程序当中什么是未来可能变化的,什么是未来不会变化的。
对于可能变化的东西,我们要提前给与可以对应的扩展接⼝。
当然实际开发中,即便是我们认为这些不会变化的地⽅,未来还是可能变化的,这种变化就只能改代码了,但是这种修改仅仅只是改变个别细节,整体架构往往不会变化。
⽽对于可能变化的地⽅,我们要给出可以⾜够扩展的空间,让其能够⾃由扩展,基本发⽣了重⼤的需求变更,整体架构也不会受影响。
例如:⼯⼚模式中,我们将创建对象的过程封装了起来,这样创建对象对的过程中,创建的代码就和调⽤的代码尽可能地解除了耦合。
创建过程可能是变化的,⽽调⽤过程往往是不变的。
我们创建⼀个对象之后,需要为其初始化,设定⼀些配置,这个过程需要我们给出可以扩展的余地,⽽且要求扩展的时候不能影响调⽤部分,所以需要使⽤⼯⼚模式,将可变的创建过程封装起来,供不变的调⽤模块。
这样说来,开闭原则的核⼼是解耦了?没错,我认为开闭原则讲的就是解构,但是他要求我们在设计的时候,重点要预判出什么地⽅是会发⽣变化的,并要为变化的地⽅留出余地。
Java程序设计——05面向对象核心机制

赵志崑
继承
• 继承提供了创建新类的一种方法,本质特征是行为共 享。继承对开发者来说就是代码共享与重用。
– 通过继承创建的子类是作为另一个类的扩充或修正所定义的 一个类。 – 子类从超类(父类)中继承所有方法和变量。 – 子类和超类之间是特化与范化的关系。
自行车 (超类)
子类
山地车
赛车
双座自行车
赵志崑
赵志崑
多态
• 继承机制引出多态机制 • 某一类型的引用变量可能是指向该类或者其子类的对象。 • 由于Java中Object类是所有类的祖先,所以可以用Object 类型的引用指向所有类型的对象。
class Car { int colorNumber; int doorNumber; int speed; void pushBreak() { … } void addOil() { … } } class TrashCar extends Car { double amount; fill_trash() { … } } Car myCar = new TrashCar();
• 如果一个构造函数既没有调用super(…)也没有调用this(…),编译器 自动插入一个对父类构造函数的调用,而且不带参数,super() 。
– 上例中,若去掉红色的super语句,编译将报错。
赵志崑
构造函数定义错误举例
• 下面的类声明会产生编译错误,
class GeometricObject{ private String name; public GeometricObject(String aName){name = aName;}; } class Ellipse extends GeometricObject{ }
面向对象程序设计的四个基本特征

面向对象程序设计的四个基本特征面向对象程序设计(Object-Oriented Programming,简称OOP)是一种常用的编程范式,它以对象作为程序的基本单元,通过封装、继承和多态来实现代码的重用、可扩展和易维护。
面向对象程序设计具有以下四个基本特征:封装、继承、多态和抽象。
一、封装封装是面向对象程序设计的基本特征之一,它将数据和方法组合在一个对象中,并对外部用户隐藏对象的内部实现细节。
封装通过定义类的成员访问权限来实现信息的隐藏和保护。
对外部用户而言,只需要了解对象的公共接口,而无需关心对象的内部实现。
封装提供了良好的模块化和信息隐藏机制,有助于提高代码的可维护性和可重用性。
二、继承继承是面向对象程序设计的另一个基本特征,它允许一个类从另一个类派生出来,并继承父类的属性和方法。
通过继承,子类可以重用父类的代码,并在此基础上进行扩展或修改。
继承提供了一种层次化的组织结构,有助于代码的重用和扩展。
同时,继承也体现了面向对象程序设计中的"is-a"关系,即子类是父类的一种特殊情况。
三、多态多态是面向对象程序设计的第三个基本特征,它允许不同的对象对相同的消息作出不同的响应。
多态通过方法的重写(覆盖)和方法的重载(重载)来实现。
方法的重写是指子类覆盖父类的方法,以实现自己的特定行为;方法的重载是指在同一个类中定义多个具有相同名字但参数列表不同的方法,以根据不同的参数类型选择合适的方法。
多态提供了一种灵活的方式来处理不同类型的对象,提高了代码的可扩展性和可维护性。
四、抽象抽象是面向对象程序设计的第四个基本特征,它通过接口和抽象类来定义对象的行为和属性,而无需关注具体的实现细节。
抽象类是一种无法实例化的类,它定义了一组抽象方法,子类必须实现这些抽象方法才能被实例化。
接口是一种纯粹的抽象类型,它只包含方法的声明而不包含具体的实现。
抽象类和接口提供了一种规范和约束,有助于代码的模块化和扩展。
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面向对象程序设计中的泛化与特化原则分析
在面向对象程序设计中,泛化与特化原则是一个很重要的概念。这两个概念描
述了如何通过抽象和特化的方式来设计对象,并且让它们之间相互关联。本文将从
泛化和特化这两个角度来分析这个原则。
一、泛化与特化的概念
泛化是将类的共同点提取出来,形成一个新的类,新类总结了原类的特点,并
且更加泛化。比如说,我们有一个基类“人”,然后我们可以泛化出“男人、女人、
老人、儿童”等类别。这样可以让类的设计更为抽象,可以减少代码的重复,提高
代码的复用性。另外,泛化还可以提高程序的可维护性,因为当我们需要修改基类
的时候,只需要修改这个基类,然后所有的子类都会跟随变化。
特化是将类的差异点提取出来,形成一个新的类,新类描述了原类特定的特性。
比如说,在基类“人”的基础上,我们可以特化出“警察、医生、教师”等类别。这样
可以更好地描述类的特定功能。
二、泛化与特化的应用
在面向对象程序设计中,泛化与特化应用广泛。下面我会以Java语言为例,说
明如何实现这些原则。
1.泛化
在Java中,我们可以使用extends关键字来实现泛化。例如,我们有一个基类
“人”,我们可以创建一个类“男人”,如下所示:
```
class 人{
…
}
class 男人 extends 人 {
…
}
```
这样,我们就可以让“男人”继承“人”的属性和方法,然后再加入新的属性和方
法。通过这种方式,我们可以把类的共同点提取出来,形成一个新的类,从而提高
程序的复用性和可维护性。
2.特化
在Java中,我们可以通过实现接口来实现特化。例如,我们有一个基类“人”,
我们可以创建一个接口“教师”,这个接口中包含了“教学”的方法,如下所示:
```
interface 教师{
void 教学();
}
```
然后,我们可以创建一个类“数学教师”,这个类实现了“教师”接口,并且还有
自己特定的属性和方法,如下所示:
```
class 数学教师 implements 教师{
void 教学(){
… // 实现“教学”的方法
}
… // 数学教师特定的方法和属性
}
```
这样,通过实现接口,我们可以将类的差异点提取出来,形成一个新的类,从
而更好地描述类的特定功能。
三、总结
泛化与特化原则是面向对象程序设计中非常重要的原则。通过泛化与特化,我
们可以将类的设计变得更为抽象,并且减少代码的重复,提高程序的复用性和可维
护性。在Java中,我们可以通过继承和实现接口来实现泛化与特化。如果我们能
够恰当地应用泛化与特化原则,那么可以让程序更加清晰,易于维护。当然,这只
是面向对象程序设计中的原则之一,设计出良好的对象还需要我们多方面考虑。