语言与面向对象程序设计第一章.pptx

,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,2010/8/26,#,Java,语言与面向对象程序设计,授课：,课程介绍,Java,具有的,突出,优点,其一，,Java,是面向对象的语言，与现代面向对象的,设计与分析,的软件工程相一致，,也是,当前的主流程序设计语言之一。,其二，简单易学。其中的数据类型、数据运算、程序控制结构等基本概念对于任何,语言,都是一致的；而其语法相对于,C+,等语言而言更简单，更容易掌握。,其三，,Java,语言就其本身而言支持一些高级特性，如多线程、异常处理、自动垃圾,回收,等，这些特性使,Java,成为极优秀的语言之一,。,最后,，,Java,具有广泛的用途。,Java,具有跨平台的特点，在各种平台上都有应用，它,还可以,有效地进行数据库、多媒体及网络的程序设计。不仅如此，,Java,还与,JavaScript,十分相似,，而后者可以广泛用于办公软件、网页设计、网络服务程序等方面。,成绩评定原则,考试方式,期中考试：笔试,100,分,期末,考试：笔试,50,分,+,上机,操作,50,分,成绩评定,总成绩,=,期,中成绩,+,期末成绩,+,上机操作,+,作业,+,考勤表现,期中,成绩,20%,期末成绩,30%,上机操作,30%,作业,10%,考勤表现,10,%,第,1,章,Java,语言与面向对象的程序设计,1.1 Java,语言简介,1.1.1,Java,语言出现的背景、影响及应用,前景,1.1.2 Java,的,特点,1.1.3 Java,和,C,、,C,+,1.2,面向对象程序设计,1.2.1,面向对象,概述,1.2.2,对象、类与,实体,1.2.3,对象的状态与,行为,1.2.4,对象的,关系,1.2.5,面向对象的软件开发,过程,1.1 Java,语言,简介,Java,语言是当今流行的,网络编程语言,，它的面向对象、跨平台、分布应用等特点给,编程,人员带来了一种崭新的计算概念，使,WWW,从最初的单纯提供静态信息发展到现在的,提供,各种各样的动态服务，产生了巨大的变化。,Java,不仅能够编写小应用程序实现嵌入,网页的,声音和动画功能，而且还能够应用于独立的大中型应用程序，其强大的网络功能能够,把整个,Internet,作为一个统一的运行平台，极大地拓展了传统单机或,Client/Server,模式,应用程序,的外延和内涵。自,1995,年正式问世以来，,Java,已经逐步从一种单纯的计算机高级,编程语言,发展为一种重要的,Internet,平台，并进而引发、带动了,Java,产业的发展壮大，成为,当今计算机,业界不可忽视的力量和重要的发展潮流与方向。,1.1 Java,语言,简介,1.1.1,Java,语言出现的背景、影响及应用,前景,Java,发展与出现背景,Oak,语言（,1991,年）促成发展（,1994,年）,Java,的影响,需求分析、开发方法、动态效果、最终产品、价值,Java,应用前景广泛,1.1 Java,语言,简介,1.1.2 Java,的特点,简单易学,面向对象,平台,无关性,安全稳定,支持多,线程,很好的,支持网络编程,Java,丰富的类库,1.1 Java,语言,简介,1.1.3 Java,和,C,、,C,+,相同：变量,声明、参数传递、操作符、,流控制,区别,：,全局变量、,Goto,语句、,指针、,内存管理、,数据类型支持、,类型转换、,头文件、,结构和联合、,预处理,1.2,面向对象程序设计,1.2.1,面向对象,概述,Java,是面向对象的程序设计语言，面向对象的软件开发和相应的面向对象的,问题求解是,当今计算机技术发展的,重要,成果和趋势之一,。,面向过程的程序设计是以具体的解题过程为研究和实现的主体，而面向对象的,程序设计,是以需解决的问题中所涉及的各种对象为主体。,1.2,面向对象程序设计,1.2.1,面向对象,概述,定义：,面向过程,的程序设计是以具体的解题过程为研究和实现的主体，而面向对象的,程序设计,是以需解决的问题中所涉及的各种对象为主体。,1.2,面向对象程序设计,面向对象中的对象：,“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,。,具体地，,对象是具有惟一对象名和固定对外接口的一组属性和操作的集合，用来,模拟组成,或影响现实世界问题的一个或一组因素,。其中,对象名是区别于其他对象的标志,；,对外接口,是对象在约定好的运行框架和消息传递机制中与外界通信的通道,；,对象的属性表示,它所,处于的状态,；而,对象的操作则用来改变对象的状态达到特定的功能,。对象的,最主要,特点是,以数据为中心,，它是一个集成了数据和其上操作的独立、自恰的逻辑单位。,1.2,面向对象程序设计,面向对象的问题求解,就是力图从实际问题中抽象出这些封装了数据和操作的对象，,通过,定义属性和操作,来,表述,它们的特征和功能，通过,定义接口,来,描述,它们的地位及与其他,对象,的关系，最终形成一个广泛联系的可理解、可扩充、可维护及更接近于问题本来面目,的,动态,对象模型系统,。,面向对象的程序设计将在面向对象的问题求解所形成的对象模型基础之上，选择一,种面向对象,的高级语言来具体实现这个模型,。,1.2,面向对象程序设计,面向对象程序设计是,将数据及数据的操作封装在一起，成为一个不可分割的整体,，同时，,将具有相同特征的对象抽象成为一种新的数据类型,类。通过对象间的消息传递使整个系统运转。通过对象类的继承提供代码重用的有效途径。,在面向对象程序设计方法中，其,程序结构是一个类的集合和各类之间以继承关系联系起来的结构,，有一个主程序，在主程序中定义各对象并规定它们之间传递消息的规律,。,1.2,面向对象程序设计,1.2.2,对象、类与,实体,对象的概念是面向对象技术的核心所在。以面向对象的观点来看，所有面向对象的,程序,都是由对象组成的，这些对象首先是自治、自恰的，同时它们还可以互相通信、协调,和配合,，从而共同完成整个程序的任务和功能。,更确切地，,面向对象技术中的对象就是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。,比如，电视机是一个具体存在的，拥有外形、尺寸、颜色等外部特性,和开关,、频道设置等实在功能的实体，而这样一个实体，在面向对象的程序中，就可以,表达成,一个计算机可理解、可操纵、具有一定属性和行为的对象。,类也是面向对象技术中一个非常重要的概念。简单地说,，类是同种对象的集合与抽象,。类,是一种抽象的数据类型，它是所有具有一定共性的对象的抽象，而属于类的某一个,对象则,被称为是类的一个实例，是类的一次实例化的结果。,如果类是抽象的概念，如“电视机”,，那么,对象就是某一个具体的电视机，如“我家那台电视机”。,1.2,面向对象程序设计,1.2.3,对象的状态与行为,对象都具有状态和行为。,对象的状态又称为对象的静态属性，主要指对象内部所包含的各种信息，也就是变量,。每个,对象个体都具有自己专有的内部变量，这些变量的值标明了对象所处的状态。,当,对象经过,某种操作和行为而发生状态改变时，具体地就体现为它的属性变量的内容的改变。,通过,检查对象属性变量的内容，就可以了解这个对象当前所处的状态。仍然以电视机为例,，每,一个电视机都具有以下这些状态信息：种类、品牌、外观、大小、颜色、是否开启、,所在,频道等，这些状态在计算机中都可以用变量来表示。,行为又称为对象的操作，它主要表述对象的动态属性，操作的作用是设置或改变,对象的,状态。,比如一个电视机可以有打开、关闭、调整音量、调节亮度、改变频道等行为或,操作,。对象的操作一般都基于对象内部的变量，并试图改变这些变量,(,即改变对象的状态,),。如,“打开”的操作只对处于关闭状态的电视机有效，而执行了“打开”操作之后，,电视机原有,的关闭状态将改变。,对象的状态在计算机内部是用变量来表示，而对象的行为在,计算机,内部是用方法来表示的。方法实际上类似于面向过程中的函数。对象的行为或操作,定义在,其方法的内部。,1.2,面向对象程序设计,1.2.4,对象的,关系,对象,之间存在的,三种,关系：,包含、,继承,和关联。,1.2,面向对象程序设计,1.2.4,对象,的,关系,1,包含,当,对象,A,是对象,B,的属性时，称对象,B,包含对象,A,。,当,一个对象包含另一个对象时，它将在自己的内存空间中为这个被包含对象留出,专门的,空间，即被包含对象将被保存在包含它的对象,内部。,B,A,1.2,面向对象程序设计,1.2.4,对象的,关系,2,继承,当对象,A,是对象,B,的特例时，称对象,A,继承了对象,B,。,实际上,，这里所说的对象间的继承关系就是后面要详细介绍的类间的继承关系。,作为特例,的类称为子类，而子类所继承的类称为父类。父类是子类公共关系的集合，子类将,在父,类定义的公共属性的基础上，根据自己的特殊性特别定义自己的属性,。,B,A,1.2,面向对象程序设计,1.2.4,对象的,关系,3,关联,当对象,A,的引用是对象,B,的属性时，称对象,A,和对象,B,之间是关联关系,。,所谓对象的,引用是指对象的名称、地址、句柄等可以获取或操纵该对象的途径。相对于对象本身,，对象,的引用所占用的内存空间要少得多，它只是找到对象的一条线索。通过它，程序,可以找到,真正的对象，并访问这个对象的数据，调用这个对象的方法。,A,B,1.2,面向对象程序设计,1.2.5,面向对象的软件开发过程,面向对象的软件开发过程可以大体划分,为,面向对象,的分析,(Object Oriented Analysis,，,OOA,),、,面向对象,的设计,(Object Oriented Design,，,OOD),、,面向对象,的实现,(Object,Oriented Programming,，,OOP),三个阶段。,1.2,面向对象程序设计,1.2.5,面向对象的软件开发,过程,OOA,面向对象的分析的主要作用是明确用户的需求，并用标准化的面向对象的模型规范,地表述,这一需求，最后将形成面向对象的分析模型，即,OOA,模型。,分析阶段的工作应该,由用户,和开发人员共同协作完成,。需求分析,是要抽取存在于用户需求中的各对象实体，分析、明确这些对象实体的,静态数据,属性和动态操作属性，以及它们之间的相互关系。更重要的是，要能够反映出由多,个对象,组成的系统的整体功能和状态，包括各种状态间的变迁及对象在这些变迁中的作用,、在,整个系统中的位置等。需求模型化方法是面向对象的分析中常用的方法。这种方法,通过对,需要解决的实际问题建立模型来抽取、描述对象实体，最后形成,OOA,模型，将用户,的需求,准确地表达出来。,OOA,模型有很多种设计和表达方法，如使用较为广泛,的,Coad&Yourdon,的,OOA,模型。,1.2,面向对象程序设计,1.2.5,面向对象的软件开发过程,OOD,如果说分析阶段应该明确所要开发的软件系统“干什么”，那么设计阶段将明确这个,软件,系统“怎么做”。面向对象的设计将对,OOA,模型加以扩展并得到面向对象的设计阶段,的最终,结果：,OOD,模型。,面向对象的设计将在,OOA,模型的基础上引入界面管理、任务管理和数据管理三,部分的,内容，进一步扩充,OOA,模型。其中，界面管理负责整个系统的人机界面的设计；,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；数据管理则负责设计系统与,数据库,的接口。这三部分再加上,OOA,模型代表的“问题逻辑”部分，就构成了最初的,OOD,模型。,面向对象的设计还需要对最初的,OOD,模型做进一步的细化分析、设计和验证。在,“问题逻辑”,部分，细化设计包括对类静态数据属性的确定，对类方法,(,即操作,),的参数、,返回值,、功能和功能的实现的明确规定等；细化验证主要指对各对象类公式间的相容性和,一致性,的验证，对各个类、类内成员的访问权限的严格合理性的验证，也包括验证对象类的,功能,是否符合用户的需求。,1.2,面向对象程序设计,1.2.5,面向对象的软件开发过程,OOP,面向对象的实现就是具体的编码阶段，其主要任务包括：,（,1,）选择一种合适的面向对象的编程语言，如,C+,、,Object Pascal,、,Java,等；,（,2,）用选定的语言编码实现详细设计步骤所得的公式、图表、说明和规则等对软件,系统,各对象类的详尽描述；,（,3,）将编写好的各个类代码模块根据类的相互关系集成；,（,4,）利用开发人员提供的测试样例和用户提供的测试样例分别检验编码完成的各个,模块,和整个软件系统。,1.2,面向对象程序设计,1.2.5,面向对象的软件开发过程,综上所述，面向对象的软件开发可概括为如下过程,：,分析,用户需求，从问题中抽取,对象模型；,将,模型细化、设计类，包括类的属性和类间相互关系，同时考察是否有可以,直接引用,的已有类或部件,；,选定,一种面向对象的编程语言，具体编码实现上一阶段类的设计,，并,在开发过程中引入测试，完善整个解决方案。,习题作业,1.Java,语言有哪些主要特点,?,2.,简述,面向过程问题求解和面向对象问题求解的异同。试列举出面向对象和,面向过程的,编程语言各两种。,3.,简述,对象、类和实体及它们之间的相互关系。尝试从日常接触到的人或物中抽象,出对象,的概念。,4.,对象,有哪些属性？什么是状态？什么是行为？二者之间有何关系？设有对象,“学生”,，试为这个对象设计状态与行为。,5.,对象,间有哪三种关系？对象“班级”与对象“学生”是什么关系？对象“学生”,与对象,“大学生”,是什么关系？,6.,有人,说“父母”和“子女”之间是继承的关系。这种说法是否正确？为什么？,7.,面向对象,的软件开发包括哪些过程？,OOA,模型包括哪三个层次？,OOD,模型在,OOA,模型的基础上引入了哪些工作,?,8,.,面向对象,的程序设计方法有哪些优点,?,