面向对象软件开发概述课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/9/14,#,1.1,面向对象问题求解的提出,软件开发面临的问题,理论上,如何解决复杂,-简化、缩短开发周期、易维护等,语言方面,机器语言-面向过程-面向对象,面向对象的程序设计,结构化程序设计,模块化,数据抽象,信息隐藏,知识表示,并行处理,优点,提高了软件的生产力（,可扩充、可重用,）,减小了维护开销,(,复杂性降低、标准件使用),更接近人的思维活动,面向对象方法,分析（,OOA,Object Oriented Analysis,),设计（OOD,Object Oriented Designed,),实现（OOP,Object Oriented Programming,),1.2 面向对象问题求解概述,面向过程,以具体的解题,过程,为研究和实现的主体,面向对象,以解决问题中所涉及到的各种,对象,为主体,面向对象程序设计核心围绕几个概念,抽象数据类型和类,类的层次,-子类,继承和多态,对象,（Object）-,面向对象技术的核心,对象是现实世界的实体或概念在计算机逻辑中的抽象表示,一个对象包含数据结构及相关的操作,例如：某台电视机，特指的某辆汽车,黑盒,用户,只关心能做什么？如汽车的功能：代步、运输等等,而不必关心具体内部原理，即如何做？,面向对象的程序是由对象组成，这些对象应具有以下特征：,自治性：,数据结构和操作合为一体，且私有和公有分开，可以达到保护、减少干扰、降低复杂性、提高可靠性。,自恰性：,可以通过自身定义的操作来管理自己,接口和消息机制：,消息隐藏、通过接口体现功能,.,抽象,抽象的概念,从特定的实体中抽取共性形成一般化概念的过程,简化了的描述，强调共性，忽略一部分细节,描述,说明,解释实现,抽象是具有层次的，高层抽象视其低层抽象为它的一种实现,是人们理解复杂现象和求解复杂问题中处理复杂性的重要工具,面向对象的抽象原理,数据抽象,模块化,信息隐藏,行为共享,进化,确定性,类,类的概念,创建对象的样板,包含外部接口和内部算法以及数据结构的形式,简单化：是同种对象的集合与抽象,例：电脑是一个类（手提式、台式、掌上电脑,）,实体与对象的关系,实体,现实世界（电视机、汽车）,对象计算机世界（电视的属性和功能）,对象,计算机世界,类,现实世界,实体,抽象数据类,映射,计算机逻辑的实现,实例化,抽象,抽象,概念世界,面向对象技术的一个关键的设计思想,让计算机逻辑来模拟现实世界的物理存在,让计算机世界向现实世界靠拢,面向对象,反之让现实向计算机靠拢面向过程,最终目的,接近自然的思维模式,更接近于现实问题的本来面目的方法、设计,缩短开发周期,易于维护,对客观世界进行抽象的例子,1 自行车：,数据（属性）,车架尺寸,车轮尺寸,牌子,材料名称,操作,变速,移动,修理,2 窗口菜单：,数据（属性）：,颜色,样式,标题,位置,操作：,选择,增加,移动,1.3 对象的属性,1.3.1,对象的属性,对象的状态,（又称静态属性）,对象内部所包含的各种信息，即变量。,行为又称操作或方法,（动态属性）,其作用是设置或改变对象的状态,方法,(行为）和状态的关系,状态,是否开启,所在频道,行为：打开,行为：改变频道,以电视机为例,方法将对象的内部变量（状态）包裹、封装、保护,只能通过方法改变状态,方法是对象与外界交互的接口,面向对象的问题求解的,最终目的,最终形成一个广泛联系的、可理解的、可扩充的、可维护的更接近问题原形的动态对象模型系统,对象、实体与类关系,对象：现实世界中某个具体的物理实体在计算 机逻辑中的映射和体现,类：是一种抽象的数据类型，是同种对象的集合与抽象。属于类的某一个对象则被称为类的一个实例,鸭子：类,那只红嘴巴的鸭子：对象,手表：类,老王的手表：对象,1.3.2,对象的关系,包含,当对象,A是对象B的属性时，称对象B包含对象A。,例：电视机显像管，汽车发动机,继承,当对象A是对象B的特例时，称对象A继承了对象B。,例：小汽车（小轿车、小货车、小客车）,学生（小学生、中学生、大学生）,父公共关系集合,子除公共以外，有属于自己的特殊属性,关联,当对象A的引用是对象B的属性时，称对象A、B为关联关系,对象的引用：可以获取或操作该对象的途径（线索）,例：汽车对象中包含厂商对象的线索（厂名、址、电话）,注意:,包含和继承,的区别,包含：是整体中不可缺少的一个部分,继承：是在已有之上细化（具体化、扩充）,是一般与特殊的结构关系.,包含和关联,的区别,包含：含有实体,关联：不含实体，只包含与实体相关的线索,1.4 面向对象的软件开发过程,需求分析（需求模型：对象模型，动态行为模型，用户界面模型）,设计（概要设计，详细设计）,实现（选择语言，编码，集成，测试）,1.4.1,面向对象的分析,任务：用户需求,OOA模型的设计和表达方法（五个层次）,对象类层,现实世界到计算机世界（对象、类）的抽象,静态属性层,设计对象的状态及各对象间的约束关系,服务层（方法层）,定义对象和类的动态属性及对象之间的消息通信,结构层,定义系统中的所有对象和类之间的层次结构关系,主题层,划分子系统,1.4.2 面向对象的设计,OOD模型划分为四个部分,问题逻辑,界面管理,负责整个系统的人-机界面设计,任务管理,负责处理并行操作之类的系统资源管理功能的工作,数据管理,负责设计系统与数据库的接口,分为四个部分的优点,技术实现上的透明性,可重用性大大提高,维护更容易,问题逻辑部分的任务,对最初的OOA模型进一步细化分析、设计和验证,细化分析包括,对类静态数据的确定,对类方法的参数、返值、功能实现的明确规定,细化验证包括,各对象类公式间的相容性和一致性,各个类间、类内成员的访问权限的严格合理性,对象类的功能是否符合用户需求,详细设计原则,充分利用已存在的，可获得的对象类或部件,分析哪些类或哪些功能是可重用的，交专人优先开发,大型项目设专人管理可重用资源，组成类库或其它可重用结构，充分、合理地利用资源,1.4.3 面向对象的实现,编码阶段,选择语言,用语言编码实现详细设计阶段所得公式、图表、说明和规划等对软件系统各对象类的详尽描述,将类代码模块根据类的相互关系集成（层次）,按测试样例进行模块及系统测试，测试可与编码同步完成。,1.5 面向对象程序设计的特点,抽象-,简化描述、抽取共性,封装,所有对象内部软件范围具有清晰的边界,描述该对象与其它对象如何相互作用的接口,受保护的内部实现,继承,-,层次关系、创建新类的一种方法,多态,不同对象对同一种信息可以按照对象本身的性质加以回应,动态联编,-运行时真正锁定需要的对象,1.6 面向对象程序设计方法的优点,可重用性,面向对象软件开发的核心思路,可扩展性,（快速原型法）,从简单起，不断补充、延伸,可管理性,由于封装，便于管理,1.7 第一章小结,面向对象问题的提出和求解的基本过程,基本概念,对象、类、实体及其相互关系,对象的属性（状态和行为）,对象间的关系,包含：部分,-整体,继承：一般-特殊,关联：相关的一条线索,软件工程开发方法（OOA-OOD-OOP),面向对象程序设计的特点,(抽象、封装、继承、多态、动联),面向对象程序设计方法的优点,(可重用、扩展、管理),作业：,1,、按照数据抽象原理，体现面向对象的设计要求，给出几何图形（如：点、线、多边形、圆等）的继承关系层次图。,2,、给出对象计算机、对象,“,联想,”,牌计算机、对象,CPU,及对象计算机商家（或厂家）之间的关系。,一、Java的发展历史,1991，Sun 成立由James Gosling领导的Green小组，开发了Oak语言;,1995.1，James Gosling 和Naughton 完成Oak新版与第一个基于Oak的应用程序Web Runner。,Oak, Java,WebRunner, HotJava，支持Java的第二代浏览器,1998年底，发布J2SDK。,目前最新版本是JDK7,James Gosling,Java 2 平台,Java 2 Platform Standard Edition,J2SE,Java 2 Platform Enterprise Edition,J2EE,Java 2 Platform Micro Edition,J2ME,Java 开发平台,Java 语言,Java是一种编程语言。,Java又是一种平台。,Java编程语言,Java 平台,Java 的特征,Sun在JAVA“白皮书”中指出：,JAVA是一种“,简单、面向对象、分布式、解释型、健壮、安全、体系结构中立、可移植、高性能和动态,”的编程语言,极尽赞美之辞也不为过！,二、Java的语法机制概述,与C+一致的语法机制：（同）,数据类型、表达式、程序流控制、结构化,异常处理等；,与C+不同的语法机制,“（异）,类,、,接口,（Interface)、,程序包,(Package)、,自动内存回收以及多线程,。,Java与C+不同的语法机制,类： 最重要、最基本的语法，类的定义与继承与 C+类似，主要区别：,Java不允许多重继承，多重继承必须通过接口实现。,Java引进了abstract 和final,修饰词。,带,abstract的类称为抽象类，只能作为父类使用， 不能直接产生实例对象。,带final的类不能用作父类被继承， 带final的属性在定义式必须赋初值并称为常量，带final的方法将 禁止子类(Overriding)。,Java与C+不同的语法机制,接口,是一种抽象类，其中只能出现静态常量或抽象方法定义。,主要目的是实现多重继承功能，避免C+在多重继承,语义上的复杂性。,一个JAVA类可以实现（继承）多个接口。,Java与C+不同的语法机制,程序包（package）,是一些相关类或接口的集合。,JAVA提供包括可重用类标准程序包，用户可自,定义程序包。,通过 import 语句将程序包引入应用程序。,Java与C+不同的语法机制,自动内存回收,JAVA,取消了指针类型，所有动态内存请求均,通过,new,运算符，并且得到的不是指针而是引用。,系统进行内存回收。,多线程,依赖操作系统提供的线程管理的,API：,与平台绑定,语言级支持多线程：忽略操作系统多线程机制的差,异，软件具有更好的可靠性和可移植性。,三、JAVA运行系统,Java运行系统的构成,类装配器,字节码验证器,解释器,代码生成器,运行支持库,Java运行环境的种类,JAVA Application - JAVA解释器,JAVA Applet- JAVA兼容的Web浏览器,JAVA程序运行过程,Hello.java,Javac Hello.java,Hello.class,网络,类装配器,字节码验证器,解释器,代码生成器,运行支持库,本地系统,编译,运行,四、JAVA常用开发工具,JDK（Sun）,命令行,Eclipse,JCreator(XINOX),NetBeans（Sun）,Java Studio Creator（ Sun ）,JBuilder(Borland),Visual Age for Java(IBM),4.1 JDK1.6的获取与安装,从, c:javabin;,CLASSPATH = .;c:javalib,4.1,JDK安装目录结构简介,1软件安装的根目录,包含版权、许可以及README文件。还包括：src.zip构成Java平台核心API的所有类的源文件的归档。,2bin目录,包含JDK开发工具的可执行文件。,3lib目录,开发工具使用的归档包文件。,4jre目录,Java运行时环境的根目录。,其子目录 jrebin中包含Java平台使用的工具和库的可执行文件及DLL。,5demo目录： 含有资源代码的程序示例,4.1,JDK目录结构中bin目录下主要,开发工具的可执行文件,简介,（1）javac：Java语言的编译器。,（2）java：Java应用程序执行引擎，类名后面可带一个或多个字符串参数。,（3）javadoc：API生成器，对当前类生成HTML格式的API文档。,（4） appletviewer：小应用程序浏览器。,（5）jar：Java Archive文件归档工具，用它可以把类文件以及其他格式的文件进行压缩，以便于程序中引入以及网络传输等。,（6）jdb：Java调试工具Debugger。,Java的API（Application Program Interface）,Java的API文档是Java程序开发的最好帮手，从 class 类名 extend 父类名,type 类变量1；,type 类变量2；,修饰符 type 类方法1（参数列表）,type 局部变量；,方法体,修饰符 type 类方法2（参数列表）,type 局部变量；,方法体,成员变量,成员方法,Java应用程序举例,/ HelloWorldApp.java:,public class HelloWorldApp,public static void main( String args ),System.out.println(,“,Hello World!,”,);,Java,程序编写、编译过程,main,声明-,Java,程序入口点,格式,public static void main(String args) ,源文件的名字与,main(),方法所在的类名相同，,扩展名必须是 .,java。,编译,javac HelloWordApp.java,生成,HelloWorldApp.class,运行,java HelloWorldApp,4.3 Eclipse的安装与使用,下载地址http:/www.eclipse.org/downloads,最新的,Eclipse,1、,Eclipse启动,2、选择一个workspace启动,3、创建一个新工程 File,newproject,4、输入工程名(如Test)，点击finish,5、创建java类：点击工程名Test右键,newClass,6、在Name输入框输入类名，如Helloword,7、编辑、运行、调试,运行Java应用程序：,Run,Run AsJava Application,若用外面参数传入main方法的args参数，则,Run,Run,若要调试，则RunDebug具体见调试方法,经常,不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有,力量,Study Constantly, And You Will Know Everything. The More You Know, The More Powerful You Will,Be,学习总结,结束语,当,你尽了自己的最大努力,时,，,失败,也是伟大,的，所以不要放弃，坚持就是正确的。,When You Do Your Best, Failure Is Great, So DonT Give Up, Stick To The,End,演讲,人：,XXXXXX,时,间：,XX,年,XX,月,XX,日,