【正文】 有多種形態(tài)或狀態(tài)，而是指同一個操作在不同的類中有不同的實現(xiàn)方法和不同的執(zhí)行結(jié)果。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 3. 多態(tài)性 多態(tài)性是面向?qū)ο笙到y(tǒng)的又一重要特性。多繼承在有些面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言中是不允許的。例如一個黑人學(xué)生，他既屬于學(xué)生類，又屬于黑人類。設(shè)計出來的類層次結(jié)構(gòu)是否合理，往往取決于系統(tǒng)分析員的經(jīng)驗等因素。例如，中學(xué)生類既可以直接從類人派生出來，也可以從類人的派生類中學(xué)生類派生出來。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 利用類及其繼承性描述系統(tǒng)時，由于類之間的繼承關(guān)系，可能會形成一種具有層次性的類結(jié)構(gòu)。 在設(shè)計一個新類時 ， 不必從頭設(shè)計編寫全部的代碼 ， 可以通過從已有的具有類似特性的類中派生出一個類 ， 繼承原有類中的部分特性 ，再加上所需的新特性 。在類人中描述教師類和學(xué)生類的共性，而在學(xué)生類和教師類中只需描述各自的個性。 面向?qū)ο蠓椒ㄖ幸话泐惡吞厥忸惖亩x是：如果類 A具有類 B的全部屬性和服務(wù) ， 而且具有自己特有的某些屬性或服務(wù) ， 則類 A叫做類 B的特殊類 ， 類 B叫做類 A的一般類 。此時類人稱為教師類和學(xué)生類的父類，而學(xué)生類和教師類為類人的子類。例如，教師類和學(xué)生類繼承了類人的結(jié)構(gòu)和行為特征。將這些共性抽取出來，形成一個單獨的類 ——人，描述教師類和學(xué)生類中的共性。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 2. 繼承性 面向?qū)ο笏枷氩杉{了事物分類的層次思想，在描述類的時候，某些類之間具有結(jié)構(gòu)和行為的共性。 (3) 抽象可以幫助我們明確對象是什么 、 對象做什么而不必考慮對象怎么做 。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 在系統(tǒng)開發(fā)的整個過程中 ， 尤其在分析階段 ， 抽象具有特別重要的意義 ， 其作用如下： (1) 使用抽象僅僅涉及到應(yīng)用域的概念而不必涉及問題域的求解 ， 因此可以盡可能避免過早地考慮實現(xiàn)的細(xì)節(jié) 。 1. 抽象 所謂抽象，是指在分析問題時，強調(diào)實體的本質(zhì)、內(nèi)在屬性而忽略一些無關(guān)緊要的細(xì)節(jié)。 因此 ， 一個類的定義至少包含以下兩個方面的描述： (1) 該類所有實例的屬性定義或結(jié)構(gòu)定義； (2) 該類所有實例的操作 (或行為 )的定義。 一個類的不同實例具有相同的操作或行為的集合和相同的信息結(jié)構(gòu)或?qū)傩缘亩x ，但屬性值可以不同；不同的實例具有不同的對象標(biāo)識 。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 類是對一組具有相同特征的對象的抽象描述 ， 所有這些對象都是這個類的實例 。 為了描述這種相同結(jié)構(gòu)特征和行為特征的對象 ， 面向?qū)ο蠓椒ㄒ肓祟惖母拍?。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 自行車對象男車女車童車抽象自行車類屬性 名稱 規(guī)格 型號 變速裝置 材料操作 變速 行走 修理……圖 各種自行車到自行車類的抽象 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 同樣 ， 采用面向?qū)ο蠓椒ㄟM行系統(tǒng)分析與設(shè)計時 ， 對于一個具體的系統(tǒng)而言 ， 可能存在很多具有相同特征的對象 。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 2. 類與實例 把具有共性的一些事物歸為一類，是人們認(rèn)識客觀世界和分析問題的一般方法。例如，對于一個學(xué)生，在學(xué)籍管理系統(tǒng)與戶籍管理系統(tǒng)兩個不同的應(yīng)用系統(tǒng)中，抽象出的表示內(nèi)部狀態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行的操作都是不同的。接口規(guī)定哪些操作是允許的；它不提供操作是如何實現(xiàn)的信息。 (3) 接口。 (2) 處理 ， 稱為操作或方法 。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 一個對象在映射為軟件實現(xiàn)時由三個部分組成： (1) 私有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 消息的接收者是提供服務(wù)的對象，在設(shè)計該對象時，它對外提供的每個服務(wù)應(yīng)規(guī)定消息的格式 ——消息協(xié)議。消息是向?qū)ο蟀l(fā)出的服務(wù)請求，它應(yīng)該含有下述信息：提供服務(wù)的對象標(biāo)識、服務(wù)標(biāo)識、輸入信息和回答信息。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 當(dāng)系統(tǒng)運行時 ， 系統(tǒng)中的對象顯現(xiàn)出其動態(tài)特征 ， 即對象內(nèi)部狀態(tài)的轉(zhuǎn)換和對象間的相互作用 ， 例如 ， A對象向 B對象傳送一個消息 ， 這一消息附帶的一個事件可能導(dǎo)致 B對象被激發(fā)或 B對象由于執(zhí)行某一傳送方所要求的操作 ， 改變了某些內(nèi)部屬性值 ， 從而由一個狀態(tài)轉(zhuǎn)入另一個狀態(tài) (對象的一個狀態(tài)是由某些內(nèi)部屬性值構(gòu)成的 )。 從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，可以給對象作如下定義：對象是系統(tǒng)中用來描述客觀事物的一個實體，它是構(gòu)成系統(tǒng)的一個基本單位，一個對象是由一組屬性和對這組屬性進行操作的一組服務(wù)構(gòu)成的。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 對象的屬性可以是簡單數(shù)據(jù)類型 、 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)類型 ， 也可以是復(fù)雜數(shù)據(jù)類型 (另一個對象 )。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 面向?qū)ο蟮幕靖拍? 1. 對象 (Object) 對象是客觀世界中事物在計算機領(lǐng)域中的抽象 ， 是一組數(shù)據(jù) (描述對象的特性或?qū)傩?)和施加于該組數(shù)據(jù)上的一組操作 (行為 )組成的集合體 。因此，采用對象的觀點看待所要解決的問題，并將其抽象為系統(tǒng)是極其自然與簡單的，符合人類的思維習(xí)慣，應(yīng)用系統(tǒng)也更容易被理解。而在窗口系統(tǒng)的界面上 ， 總是先選定一個界面對象 (圖標(biāo)或按鈕 )， 然后在其上進行相應(yīng)的操作 (例如移動 、 單擊等 )。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 面向?qū)ο蟮谋举|(zhì)是確定動作的主體在先 ， 而執(zhí)行動作在后 ， 這種面向?qū)ο蟮哪Ｊ椒Q為 “ 主體 —動作 ” 模式 。 將對象模型映射到計算機上，面向?qū)ο蠓椒▽④浖到y(tǒng)看成是一系列對象的集合，并強調(diào)描述對象性質(zhì)的數(shù)據(jù)及行為的緊密聯(lián)系 ——數(shù)據(jù)和行為的封裝技術(shù)。 近年來又出現(xiàn)了一些新的高級技術(shù)，例如面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫、對象分布、對象總線、面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)框架構(gòu)造以及面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)集成等。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 面向?qū)ο蠓椒ㄟm合于解決分析與設(shè)計期間的復(fù)雜性 ， 實現(xiàn)分析與設(shè)計的復(fù)用 。 面向?qū)ο?(OO， Obeject Orient)方法和技術(shù)起源于面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言 (OOPL)。第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 面向?qū)ο箝_發(fā)方法 標(biāo)準(zhǔn)建模語言 (UML)簡介 UML靜態(tài)建模機制簡介 UML動態(tài)建模機制簡介 習(xí)題 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 面向?qū)ο箝_發(fā)方法 20世紀(jì) 70年代末至 80年代初 ， 計算機應(yīng)用領(lǐng)域日漸擴大 ，系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的需求日益多樣化 ， 系統(tǒng)規(guī)模日益膨脹 ，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化分析方法和面向過程的編程技術(shù)已無法給予有效的支持 ， 導(dǎo)致軟件的生產(chǎn)方式和效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上信息化社會發(fā)展的需要 。 人們開始尋找和研究新的方法和技術(shù) ， 面向?qū)ο蠓椒ê图夹g(shù)應(yīng)運而生 。 20世紀(jì) 80年代以來 ， 出現(xiàn)了大批OOPL， 其實用性 、 效率不斷提高 ， OO技術(shù)開始走向繁榮和實用化 。 從 20世紀(jì) 80年代中期開始 ， 面向?qū)ο蠹夹g(shù)的焦點逐漸從程序設(shè)計轉(zhuǎn)移到軟件工程的其他階段 ， 面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計 (OOA和 OOD)技術(shù)得到了快速的發(fā)展 ， 初步形成新的方法論和開發(fā)技術(shù) 。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 面向?qū)ο蠓椒ǖ幕舅枷? 傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法用過程化方式描述應(yīng)用系統(tǒng) ， 而面向?qū)ο蠓椒ㄕJ(rèn)為客觀世界是由各種各樣的對象組成的 ， 每個對象都有各自的內(nèi)部狀態(tài)和運動規(guī)律 ， 不同對象之間通過消息傳送相互作用和聯(lián)系就構(gòu)成了各種不同的系統(tǒng) 。例如，學(xué)籍管理系統(tǒng)可以看成是由學(xué)生、教師、課程、各種規(guī)章制度等多個彼此獨立而又相互關(guān)聯(lián)的對象集合而成的。 例如 ，學(xué)生總是先選定某門課程 ， 然后才去考慮如何學(xué)好這門課程 。 反映面向?qū)ο蟊举|(zhì)的 “ 主體 —動作 ” 模式是與人們對客觀世界的認(rèn)識規(guī)律相符合的。 “ 主體 —動作 ” 模式的特點是將對象作為軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本組成單元，以主體數(shù)據(jù)為中心，對數(shù)據(jù)和作用在數(shù)據(jù)上的操作進行封裝，以標(biāo)準(zhǔn)接口對外提供服務(wù)。 例如， Windows系統(tǒng)中窗口上的一個文本框?qū)ο蟀型獠棵?(Name)、字體 (Font)、數(shù)據(jù)源 (Data Source)、前景顏色(Fore Color) 、高度和寬度 (Height、 Width)等多種屬性，同時還帶有單擊左鍵 (Click)、雙擊左鍵 (Double Click)、修改文本(Change)等多個操作。 例如 ， 公司是對象 ， 公司中包含有員工這一屬性 ， 而員工本身又是一個對象 。屬性是用來描述對象靜態(tài)特征的一個數(shù)據(jù)項，也叫對象特性；服務(wù)是用來描述對象動態(tài)特征 (行為 )的一個操作；屬性和操作稱為對象的性質(zhì)。 在面向?qū)ο笙到y(tǒng)中，對象之間的相互作用是通過消息傳送來進行的。消息通常由接收對象 (提供服務(wù)的對象標(biāo)識 )、調(diào)用操作名 (服務(wù)標(biāo)識 )以及必要的參數(shù)等三部分組成。消息的發(fā)送者是要求服務(wù)的對象或其他系統(tǒng)成分，在每個發(fā)送點上，需要按服務(wù)方規(guī)定的消息協(xié)議寫出一個完整的消息。 它用于描述對象的內(nèi)部狀態(tài) 。 它是施加于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之上的 。這是對象可被共享的部分，消息通過接口調(diào)用相應(yīng)的操作。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 客觀世界的同一對象在不同的應(yīng)用系統(tǒng)中，由于考察對象的角度不同，對其抽象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作都可能是不同的。因此，在對實際應(yīng)用系統(tǒng)中的對象進行分析時應(yīng)注意該系統(tǒng)的要求，區(qū)分哪些是該對象的本質(zhì)特征。這里的共性是指事物的本質(zhì)特征，分類實際上是一種抓住事物的本質(zhì)而忽略一些無關(guān)緊要的細(xì)節(jié)的抽象過程，圖 。 例如 ，對于一個學(xué)籍管理系統(tǒng) ， 存在許多學(xué)生對象 ， 它們具有相同的結(jié)構(gòu)特征和行為特征 ， 只是表示內(nèi)部狀態(tài)的數(shù)據(jù)值不同 。 類是一組具有相同性質(zhì) (屬性和操作 )的對象的抽象，或者說類是具有相同屬性和服務(wù)的一組對象的集合，它為屬于該類的全部對象提供了統(tǒng)一的抽象描述，其內(nèi)部包括屬性和服務(wù)兩個主要部分。 對于學(xué)籍管理系統(tǒng) ， 學(xué)生是一個類 ， 而一個具體的學(xué)生則是學(xué)生類的一個實例 。 對于學(xué)生類中的每一個對象 ， 描述它們所使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相同 ， 但是其值不同 。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 面向?qū)ο笙到y(tǒng)的特性 一個對象具有抽象 、 繼承性 、 封裝性和多態(tài)性等特性 ，要構(gòu)造一個性能優(yōu)越的面向?qū)ο笙到y(tǒng)必須充分利用面向?qū)ο蠓椒ǖ倪@些特性 。抽象是分析問題的基本方法。 (2) 合理地使用抽象 ， 可以在分析 、 高級設(shè)計以及文檔化等階段和過程中使用統(tǒng)一模型 (對象模型 )。 對象怎么做屬于編程方面的細(xì)節(jié) ， 可以延遲到開發(fā)的最后階段 ——物理設(shè)計階段去 實現(xiàn) 。例如，教師類與學(xué)生類在結(jié)構(gòu)方面均具有姓名、年齡、身高、體重等共性，在行為(或操作 )方面均具有回答身高、回答體重等操作。類人的結(jié)構(gòu)特征和行為特征可以被多個相關(guān)的類共享。一個教師類的對象與一個學(xué)生類的對象都具有類人所描述的特征，同時又具有各自所屬教師類和學(xué)生類獨有的特征。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 上面例子中的類人也可以稱為教師類和學(xué)生類的一般類 ，而教師類和學(xué)生類為類人的特殊類 。 利用類之間的繼承關(guān)系，可以簡化對類的描述。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 利用繼承機制可以提高軟件代碼的可重用性 。 這一點與面向過程的設(shè)計語言中的過程或函數(shù)不同，要使用具有相似功能的過程或函數(shù)必須修改源程序代碼以使其適應(yīng)新系統(tǒng)的功能需求，而類的派生機制無須原有類的源代碼即可派生出新的類。在使用類的層次結(jié)構(gòu)描述系統(tǒng)時，某些類之間的層次關(guān)系可以有多種實現(xiàn)方案。在設(shè)計類的層次結(jié)構(gòu)時，應(yīng)注意建立的類層次結(jié)構(gòu)是否易于理解以及組織類結(jié)構(gòu)的費用等方面的問題。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 另外，人們在對客觀世界的事物分類時，一個事物可能屬于多個類，同時具有多個類的特性。這種情形在面向?qū)ο蠓椒ㄖ蟹Q為多繼承，即一個類同時從多個類中派生出來，此時類的層次結(jié)構(gòu)是網(wǎng)狀的。只允許派生類有一個基類稱為單繼承，單繼承的類層次結(jié)構(gòu)是樹狀的。所謂多態(tài)，是指