《c++程序设计》课件第1章面向对象程序设计概述.ppt

1、面向对象程序设计C+C+C+C对对C语言语言功能的增强功能的增强增加了面对增加了面对对象的机制对象的机制程序设计程序设计方法方法面对对象面对对象程序设计程序设计面向过程面向过程程序设计程序设计目录目录1234面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述5C+基础知识基础知识类和对象类和对象继承与组合继承与组合多态性与虚函数多态性与虚函数目录目录6789面向对象的妥协面向对象的妥协10运算符重载运算符重载模板模板输入输出流输入输出流异常处理异常处理第1章面向对象程序设计概述6本章主要内容本章主要内容v1.1 1.1 面向过程程序设计面向过程程序设计v1.2 1.2 面向对象程序设计面向对象程序设计v

2、1.3 1.3 面向对象的软件开发面向对象的软件开发v1.4 1.4 学生信息管理系统的面向对象分析学生信息管理系统的面向对象分析与设计与设计面向面向过程过程的的结构化结构化程序设计方法程序设计方法v设计思路设计思路 自顶向下、逐步求精。采用模块分解与功能自顶向下、逐步求精。采用模块分解与功能抽象，自顶向下、分而治之。抽象，自顶向下、分而治之。v程序结构：程序结构：按功能划分为若干个基本模块，形成一个树按功能划分为若干个基本模块，形成一个树状结构。状结构。各模块间的关系尽可能简单，功能上相对独各模块间的关系尽可能简单，功能上相对独立；每一模块内部均是由顺序、选择和循环立；每一模块内部均是由顺序

3、、选择和循环三种基本结构组成。三种基本结构组成。其模块化实现的具体方法是使用子程序。其模块化实现的具体方法是使用子程序。第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述v【例例1-1】运用面向过程程序设计方法设计一个小型运用面向过程程序设计方法设计一个小型的学生信息管理系统。该系统要管理的学生信息包的学生信息管理系统。该系统要管理的学生信息包括：学号括：学号(Num)、姓名、姓名(Name)、性别、性别(Sex)、出生日、出生日期期(Birthday)、三门课成绩、三门课成绩英语英语(English)、数据结、数据结构构(DataStructure)、C+程序设计程序设计(CPlusPlu

4、s)、总成绩总成绩(Sum)、平均成绩、平均成绩(Average)，学生信息表如，学生信息表如表表1-1所示。所示。1.1 面向过程程序设计面向过程程序设计第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述学号学号姓名姓名性性别别出生出生日期日期英语英语成绩成绩数据结数据结构成绩构成绩C+C+成绩成绩总成绩总成绩平均成绩平均成绩2007020200120070202001邓光辉邓光辉男男89-02-0589-02-0587878888909026526588.388.32007020200220070202002杜丽丽杜丽丽女女90-09-2090-09-207979808075752342

5、3478.078.02007020200320070202003姜志远姜志远男男90-11-0890-11-0868688484707022222274.074.02007020200420070202004张大伟张大伟男男88-08-0588-08-0570706767828221921973.073.0表表1-1 1-1 学生信息表学生信息表 第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述v该学生信息管理系统要具有如下功能该学生信息管理系统要具有如下功能:（1）显示学生信息显示学生信息：显示全部学生的信息。：显示全部学生的信息。（2）查询学生信息查询学生信息：按学号或姓名查询学生信息

6、，：按学号或姓名查询学生信息，查询结果直接显示在屏幕上。查询结果直接显示在屏幕上。（3）添加学生信息添加学生信息：对学生信息进行添加。：对学生信息进行添加。（4）修改学生信息修改学生信息：按学号修改学生信息。：按学号修改学生信息。1.1 面向过程程序设计面向过程程序设计第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述v该学生信息管理系统要具有如下功能该学生信息管理系统要具有如下功能:（5）删除学生信息删除学生信息：按学号删除学生信息。：按学号删除学生信息。（6）统计学生成绩统计学生成绩：统计每个学生的总成绩和平均成：统计每个学生的总成绩和平均成绩，或统计所有学生某一门课的总成绩和平均成绩。

7、绩，或统计所有学生某一门课的总成绩和平均成绩。（7）学生信息排序学生信息排序：按学号、总成绩或某一门课成绩：按学号、总成绩或某一门课成绩排序。排序。（8）备份学生信息备份学生信息：把所有学生信息备份一份。：把所有学生信息备份一份。1.1 面向过程程序设计面向过程程序设计实现该系统的实现该系统的C程序框架程序框架/*学生信息管理系统学生信息管理系统C语言源代码语言源代码student.c*/#include /*包含输入包含输入/输出头文件输出头文件*/#include /*包含字符串处理头文件包含字符串处理头文件*/typedef struct /*用于存放生日信息的结构体用于存放生日信息的结

8、构体*/int year;int month;int day;Date;实现该系统的实现该系统的C程序框架程序框架typedef struct /*用于存放学生信息的结构体用于存放学生信息的结构体*/char Num15;char Name10;char Sex;float English;/*英语课成绩英语课成绩*/float DataStructure;/*数据结构课成绩数据结构课成绩*/float CPlusPlus;/*C+课成绩课成绩*/float Sum,Average;/*总成绩、平均成绩总成绩、平均成绩*/Student;实现该系统的实现该系统的C程序框架程序框架/*用于存放读

9、入内存中的所有学生信息的全局数组用于存放读入内存中的所有学生信息的全局数组*/Student stud100;int count=0;/*存放实际学生人数的全局变量存放实际学生人数的全局变量*/*各自定义函数原型声明各自定义函数原型声明*/void ReadData();/*读取学生信息到全局数组读取学生信息到全局数组stud中中*/void Display();/*显示学生信息显示学生信息*/void Search();/*查询学生信息查询学生信息*/void SearchNum();/*按学号查询学生信息按学号查询学生信息*/void SearchName();/*按姓名查询学生信息按姓名

10、查询学生信息*/void BackupData();/*备份学生信息备份学生信息*/实现该系统的实现该系统的C程序框架程序框架void main()/*系统功能以菜单的形式提供给用户系统功能以菜单的形式提供给用户*/char choice;ReadData();for(;)/*显示系统功能菜单显示系统功能菜单*/printf(*学生信息管理系统学生信息管理系统*n);printf(*n);printf(“*1显示学生信息显示学生信息 *n);printf(*2查询学生信息查询学生信息 *n);实现该系统的实现该系统的C程序框架程序框架printf(*8备份学生信息备份学生信息 *n);prin

11、tf(“*0退出系统退出系统 *n);printf(*n);printf(请选择要执行的操作请选择要执行的操作(08):_ n);scanf(%c,&choice);switch(choice)case 1:Display();break;case 2:Search();break;case 0:return;default:printf(选择错误！请重新选择。选择错误！请重新选择。n);/*switch结束结束*/实现该系统的实现该系统的C程序框架程序框架 /*for结束结束*/*main函数结束函数结束*/*各自定义函数实现代码各自定义函数实现代码*/void ReadData()void

12、 Display()void Search()图图1-1 1-1 面向过程程序设计的程序模型面向过程程序设计的程序模型面向面向过程过程的的结构化结构化程序设计方法程序设计方法v优点：优点：有效地将一个较复杂的程序系统设计任有效地将一个较复杂的程序系统设计任务分解成许多易于控制和处理的子任务，务分解成许多易于控制和处理的子任务，便于开发和维护。便于开发和维护。面向面向过程过程的的结构化结构化程序设计方法程序设计方法v缺点：可重用性差、数据安全性差、难以开发大型缺点：可重用性差、数据安全性差、难以开发大型软件和图形界面的应用软件软件和图形界面的应用软件 把数据和处理数据的过程分离为相互独立的实把数

13、据和处理数据的过程分离为相互独立的实体。体。当数据结构改变时，所有相关的处理过程都要当数据结构改变时，所有相关的处理过程都要进行相应的修改。进行相应的修改。每一种相对于老问题的新方法都要带来额外的每一种相对于老问题的新方法都要带来额外的开销。开销。图形用户界面的应用程序，很难用过程来描述图形用户界面的应用程序，很难用过程来描述和实现，开发和维护也都很困难。和实现，开发和维护也都很困难。面向面向对象对象的方法的方法v客观世界中的事物都是客观世界中的事物都是对象对象（object），对象之间存在一定的关系。，对象之间存在一定的关系。v对同类型对象抽象出其共性，形成类。对同类型对象抽象出其共性，形成

14、类。v用用对象的属性对象的属性（attribute）描述事物的）描述事物的静态特征，用静态特征，用对象的操作对象的操作（operation）描述事物的行为（动态特征）。描述事物的行为（动态特征）。第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述v1.2.2 面向对象的基本概念面向对象的基本概念v 1对象对象v 可以从可以从两个角度两个角度来理解来理解对象对象。一个角度。一个角度是现实世界，另一个角度是我们所建立是现实世界，另一个角度是我们所建立的软件系统。的软件系统。第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述v1.2.2 面向对象的基本概念面向对象的基本概念v 1对象对象v现实世

15、界中客观存在的任何一个事物都可以看成现实世界中客观存在的任何一个事物都可以看成一个对象一个对象(object)。或者说，现实世界是由千千或者说，现实世界是由千千万万个对象组成的万万个对象组成的。v对象可以是有形的对象可以是有形的，如汽车、房屋、张三等，如汽车、房屋、张三等，也也可以是无形的可以是无形的，如社会生活中的一种逻辑结构：，如社会生活中的一种逻辑结构：学校、军队，甚至一篇文章、一个图形、一项计学校、军队，甚至一篇文章、一个图形、一项计划等都可视作对象。划等都可视作对象。第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述1.2.2 1.2.2 面向对象的基本概念面向对象的基本概念 1

16、1对象对象v对象可大可小对象可大可小。例如学校是一个对象，一个班。例如学校是一个对象，一个班级也是一个对象，一个学生也是一个对象。同级也是一个对象，一个学生也是一个对象。同样，军队中的一个师，一个团，一个连，一个样，军队中的一个师，一个团，一个连，一个班都是对象。班都是对象。第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述1.2.2 1.2.2 面向对象的基本概念面向对象的基本概念 1 1对象对象v任何一个对象都具有两个要素：属性和行为任何一个对象都具有两个要素：属性和行为v属性：属性：用于描述客观事物的静态特征用于描述客观事物的静态特征v行为：行为：用于描述事物的动态特征。用于描述事物的

17、动态特征。v例如，一个人是一个对象，他有姓名、性别、例如，一个人是一个对象，他有姓名、性别、身高、体重等属性，有走路、讲话、打手势、身高、体重等属性，有走路、讲话、打手势、学习和工作等行为。学习和工作等行为。第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述1.2.2 1.2.2 面向对象的基本概念面向对象的基本概念 1 1对象对象v在一个系统中的多个对象之间通过一定的渠道在一个系统中的多个对象之间通过一定的渠道相互联系，如图相互联系，如图1-21-2所示。所示。图图1-2 1-2 现实世界中的对象模型现实世界中的对象模型 第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述属性属性行为行为

18、行为行为属性属性行为行为行为行为属性属性行为行为行为行为对象对象对象对象对象对象消息消息消息消息消息消息图图1-7 1-7 面向对象程序设计的程序模型面向对象程序设计的程序模型 第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述要使某一个对象实现要使某一个对象实现某一个行为，应当向某一个行为，应当向它传递相应的消息。它传递相应的消息。数据数据成员函数成员函数成员函数成员函数数据数据成员函数成员函数成员函数成员函数数据数据成员函数成员函数成员函数成员函数对象对象对象对象对象对象消息消息消息消息消息消息属性属性行为行为行为行为对象对象第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述1.2.2

19、 面向对象的基本概念面向对象的基本概念 1对象对象v在面向对象的软件在面向对象的软件分析分析系统中，系统中，对象是用来描述客观对象是用来描述客观事物的一个相对独立体，是构成系统的一个基本单位事物的一个相对独立体，是构成系统的一个基本单位。v一个对象由一组属性一个对象由一组属性和对这组属性进行操纵的和对这组属性进行操纵的一组操一组操作作组成。组成。v属性属性是用来描述对象静态特征的一个数据项，是用来描述对象静态特征的一个数据项，操作操作是是用来描述对象行为的一个动作序列。用来描述对象行为的一个动作序列。第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述1.2.2 面向对象的基本概念面向对象的基

20、本概念 1对象对象v在开发软件系统时，首先要对现实世界中的对象进行在开发软件系统时，首先要对现实世界中的对象进行分析和归纳，以此为基础来定义软件系统中的对象。分析和归纳，以此为基础来定义软件系统中的对象。v软件系统中的一部分对象是对现实世界中的对象的抽软件系统中的一部分对象是对现实世界中的对象的抽象，但其内容不是全盘照搬，这些对象只包含与所解象，但其内容不是全盘照搬，这些对象只包含与所解决的现实问题有关的那些内容；系统中的另一部分对决的现实问题有关的那些内容；系统中的另一部分对象是为了构建系统而设立的。象是为了构建系统而设立的。第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述1.2.2 面

21、向对象的基本概念面向对象的基本概念 2类类v类是对客观世界中具有相同属性和行为的一组对象的类是对客观世界中具有相同属性和行为的一组对象的抽象，它为属于该类的全部对象提供了统一的抽象描抽象，它为属于该类的全部对象提供了统一的抽象描述，其内容包括属性和操作。述，其内容包括属性和操作。第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述1.2.2 面向对象的基本概念面向对象的基本概念 2类类v在寻找类时，要用到一个概念：在寻找类时，要用到一个概念：抽象抽象。v所谓抽象，所谓抽象，是指忽略事物的非本质特征，只注意那些是指忽略事物的非本质特征，只注意那些与当前目标有关的本质特征，从而找出事物的共性，与当

22、前目标有关的本质特征，从而找出事物的共性，把具有共性的事物划分为一类，得出一个抽象的概念把具有共性的事物划分为一类，得出一个抽象的概念。例如，人可以作为一个类，它是世界上所有实体人。例如，人可以作为一个类，它是世界上所有实体人如张三、李四、王五等的抽象，而实体人张三、李四如张三、李四、王五等的抽象，而实体人张三、李四、王五等则是人这个类的具体实例。、王五等则是人这个类的具体实例。第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述1.2.2 面向对象的基本概念面向对象的基本概念 2类类v类和对象的关系可表述为：类和对象的关系可表述为：类是对象的抽象，而对象则是类的实例，或者说是类类是对象的抽象

23、，而对象则是类的实例，或者说是类的具体表现形式。的具体表现形式。第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述1.2.2 面向对象的基本概念面向对象的基本概念 3封装封装v在面向对象方法中，在面向对象方法中，所谓所谓“封装封装”，指两方面的含义，指两方面的含义：一是用对象把属性和操纵这些属性的操作包装起来：一是用对象把属性和操纵这些属性的操作包装起来，形成一个基本单位，各个对象之间相对独立，互不，形成一个基本单位，各个对象之间相对独立，互不干扰。二是将对象中某些部分对外隐蔽，即隐藏其内干扰。二是将对象中某些部分对外隐蔽，即隐藏其内部细节，只留下少量接口，以便与外界联系，接收外部细节，只留

24、下少量接口，以便与外界联系，接收外界的消息。这种对外界隐蔽的做法称为信息隐蔽界的消息。这种对外界隐蔽的做法称为信息隐蔽(information hiding)。面向面向对象对象的方法的方法v对象的属性和操作结合为一体，形成一对象的属性和操作结合为一体，形成一个相对独立、不可分的实体。对象对外个相对独立、不可分的实体。对象对外屏蔽其内部细节，只留下屏蔽其内部细节，只留下少量接口少量接口，以，以便与便与外界联系外界联系。v通过抽象对对象进行分类，把具有相同通过抽象对对象进行分类，把具有相同属性和相同操作的对象归为一类，类是属性和相同操作的对象归为一类，类是这些对象的抽象描述，这些对象的抽象描述，每

25、个对象是其所每个对象是其所属类的一个实例。属类的一个实例。35面向面向对象对象的方法的方法v复杂的对象可以用简单的对象作为其构成复杂的对象可以用简单的对象作为其构成部分。部分。v通过在不同程度上运用抽象的原则，可以通过在不同程度上运用抽象的原则，可以得到一般类和特殊类。特殊类继承一般类得到一般类和特殊类。特殊类继承一般类的属性与操作，从而简化系统的构造过程的属性与操作，从而简化系统的构造过程v对象之间通过传递消息进行通信，以实现对象之间通过传递消息进行通信，以实现对象之间的动态联系。对象之间的动态联系。v通过关联表达类之间的静态关系。通过关联表达类之间的静态关系。36第第1章章 面向对象程序设

26、计概述面向对象程序设计概述1.2.2 面向对象的基本概念面向对象的基本概念 4继承继承v所谓所谓“继承继承”，是指特殊类自动地拥有或隐含地复制，是指特殊类自动地拥有或隐含地复制其一般类的全部属性与操作。其一般类的全部属性与操作。继承具有继承具有“是一种是一种”的含义的含义。汽车汽车卡车卡车轿车轿车图图1-3 1-3 继承示例继承示例 一般类（也称为一般类（也称为基类、父类）基类、父类）特殊类（也称为特殊类（也称为派生类、子类）派生类、子类）第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述图图1-4 1-4 继承的层次与抽象原则的运用继承的层次与抽象原则的运用汽车汽车卡车卡车轿车轿车火车火车

27、车辆车辆轮船轮船飞机飞机运输工具运输工具 较多地忽较多地忽 略事物之略事物之 间的差别间的差别,得到较一得到较一 般的类般的类 较多地注较多地注 意事物之意事物之 间的差别间的差别,得到较特得到较特 殊的类殊的类第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述有时一个类要同时继承两个或两个以上一般类中的属有时一个类要同时继承两个或两个以上一般类中的属性和操作，把这种性和操作，把这种允许一个特殊类具有一个以上一般允许一个特殊类具有一个以上一般类的继承模式称作多继承。类的继承模式称作多继承。图图1-5 1-5 多重继承示例多重继承示例 销售经理销售经理管理人员管理人员兼职技术人员兼职技术人员销

28、售人员销售人员雇员雇员第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述1.2.2 面向对象的基本概念面向对象的基本概念 5消息消息v在面向对象方法中，把在面向对象方法中，把向对象发出的操作请求称为向对象发出的操作请求称为消消息息（message）。）。v对象之间通过消息进行通信，实现了对象之间的动态对象之间通过消息进行通信，实现了对象之间的动态联系。至于消息的具体用途，它们有很多种，例如，联系。至于消息的具体用途，它们有很多种，例如，读取或设置对象本身的某个（些）属性的值，请求其读取或设置对象本身的某个（些）属性的值，请求其他对象的操作。

29、他对象的操作。v在在C+中中，消息消息其实就是其实就是函数调用函数调用。第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述1.2.2 面向对象的基本概念面向对象的基本概念 6关联关联v关联（关联（association）是两个或多个类之间的一种静态）是两个或多个类之间的一种静态关系。关系。教师教师指导毕业论文指导毕业论文学生学生1图图1-6 1-6 关联示例关联示例 第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述1.2.2 面向对象的基本概念面向对象的基本概念 7组合组合v组合描述的是类与类之间的整体与部分的关系。组合描述的是类与类之间的整体与部分的关系。例如例如，汽车与发动机之间的关

30、系，计算机与主板间的关系，汽车与发动机之间的关系，计算机与主板间的关系。v组合是具有组合是具有“整体整体部分部分”关系语义的关联，也就关系语义的关联，也就是说，组合是关联的一种，只是它还具有明显的是说，组合是关联的一种，只是它还具有明显的“整整体体部分部分”含义。含义。第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述1.2.2 面向对象的基本概念面向对象的基本概念 8多态性多态性v如果有几个相似而不完全相同的对象，有时人们要求如果有几个相似而不完全相同的对象，有时人们要求在向它们发出同一个消息时，它们的反应各不相同，在向它们发出同一个消息时，它们的反应各不相同，分别执行不同的操作，这种情况

31、就是多态现象。分别执行不同的操作，这种情况就是多态现象。v在面向对象方法中，所谓在面向对象方法中，所谓多态性多态性(polymorphism)是指是指由继承而产生的相关而不同的类，其对象对同一消息由继承而产生的相关而不同的类，其对象对同一消息会作出不同的响应。多态性是面向对象程序设计的一会作出不同的响应。多态性是面向对象程序设计的一个重要特征，使用它能增加程序的灵活性。个重要特征，使用它能增加程序的灵活性。第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述1.2.3 面向对象程序设计的优点面向对象程序设计的优点v1从认识论的角度看，面向对象程序设计改变了软从认识论的角度看，面向对象程序设计改

32、变了软件开发的方式件开发的方式 面向对象程序设计强调从对象出发认识问题域面向对象程序设计强调从对象出发认识问题域，对，对象对应着问题域中的事物，其属性和操作分别刻画了象对应着问题域中的事物，其属性和操作分别刻画了事物的静态特征和动态行为，对象之间的继承、组合事物的静态特征和动态行为，对象之间的继承、组合、关联和依赖关系如实地表达了问题域中事物实际存、关联和依赖关系如实地表达了问题域中事物实际存在的各种关系。在的各种关系。第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述1.2.3 面向对象程序设计的优点面向对象程序设计的优点 因此，无论是软件系统的构成成分，还是通过这些成因此，无论是软件系统

33、的构成成分，还是通过这些成分之间的关系而体现的软件系统结构，都可直接地映分之间的关系而体现的软件系统结构，都可直接地映射到问题域。软件开发人员能够利用人类认识事物所射到问题域。软件开发人员能够利用人类认识事物所采用的一般思维方式来进行软件开发。采用的一般思维方式来进行软件开发。第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述 在面向过程的结构化程序设计中，人们常使用这样的公式来表在面向过程的结构化程序设计中，人们常使用这样的公式来表述程序：述程序：程序程序=算法算法+数据结构数据结构 而面向对象程序设计则把算法和数据结构封装在对象中。在面而面向对象程序设计则把算法和数据结构封装在对象中。在

34、面向对象程序设计，我们可以这样来表述程序：向对象程序设计，我们可以这样来表述程序：程序程序=（对象对象+对象对象+对象对象+）+消息消息 或或 程序程序=对象对象s+消息消息 对象对象=算法算法+数据结构数据结构第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述1.2.3 面向对象程序设计的优点面向对象程序设计的优点v2面向对象程序中的数据的安全性高面向对象程序中的数据的安全性高 面向对象程序中的数据及对数据的操作捆绑在一起，面向对象程序中的数据及对数据的操作捆绑在一起，被封装在不同的对象中。对象对外隐蔽其内部细节，被封装在不同的对象中。对象对外隐蔽其内部细节，只留下少量的接口，以便与外界联

35、系。外界只能通过只留下少量的接口，以便与外界联系。外界只能通过对象提供的对外接口操作对象中的数据，这可以有效对象提供的对外接口操作对象中的数据，这可以有效保护数据的安全。保护数据的安全。第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述1.2.3 面向对象程序设计的优点面向对象程序设计的优点v3面向对象程序设计有助于软件的维护与复用面向对象程序设计有助于软件的维护与复用 某类对象数据结构的改变只会引起该类对象操作代码某类对象数据结构的改变只会引起该类对象操作代码的改变，只要其对外提供的接口不发生变化，程序的的改变，只要其对外提供的接口不发生变化，程序的其余部分就不需要做任何改动，从而把程序代

36、码的修其余部分就不需要做任何改动，从而把程序代码的修改维护局限在一个很小的范围内。这就对用户需求的改维护局限在一个很小的范围内。这就对用户需求的变化有较强的适应性。变化有较强的适应性。第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述1.2.3 面向对象程序设计的优点面向对象程序设计的优点v3面向对象程序设计有助于软件的维护与复用面向对象程序设计有助于软件的维护与复用 面向对象程序设计中类的继承机制有效解决了代码复面向对象程序设计中类的继承机制有效解决了代码复用的问题。在设计新类时，可通过继承引用已有类的用的问题。在设计新类时，可通过继承引用已有类的属性和操作，并可在已有类的基础上增加新的数

37、据结属性和操作，并可在已有类的基础上增加新的数据结构和操作，延伸和扩充已有类的功能，这种延伸和扩构和操作，延伸和扩充已有类的功能，这种延伸和扩充一点不影响原有类的使用。人们可以像使用集成电充一点不影响原有类的使用。人们可以像使用集成电路（路（IC）构造计算机硬件那样，比较方便地重用对）构造计算机硬件那样，比较方便地重用对象类来构造软件系统。象类来构造软件系统。第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述v面向对象的软件工程包括以下几个阶段：面向对象的软件工程包括以下几个阶段：1面向对象分析（面向对象分析（object oriented analysis,OOA）2面向对象设计（面向对象

38、设计（object oriented design,OOD）3面向对象编程（面向对象编程（object oriented programming,OOP）4面向对象测试（面向对象测试（object oriented test,OOT）5面向对象维护（面向对象维护（object oriented soft maintenance,OOSM）1.3 面向对象的软件开发面向对象的软件开发第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述v1面向对象分析面向对象分析 对系统进行面向对象分析，识别出系统中的对象，对系统进行面向对象分析，识别出系统中的对象，定义对象的属性和操作，并抽象出对象类。定义对象

39、的属性和操作，并抽象出对象类。1.4 学生信息管理系统的面向对象分析与设计学生信息管理系统的面向对象分析与设计第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述（1）学生对象与学生类）学生对象与学生类 考虑问题域，识别系统中的对象与类。考虑问题域，识别系统中的对象与类。该系统是一个学生信息管理系统，每一个被管理的学该系统是一个学生信息管理系统，每一个被管理的学生都是该系统中的一个对象，所有学生对象都具有相生都是该系统中的一个对象，所有学生对象都具有相同的属性：学号、姓名、性别、出生日期、英语成绩同的属性：学号、姓名、性别、出生日期、英语成绩、数据结构成绩、数据结构成绩、C+程序设计成绩、总成

40、绩、平均程序设计成绩、总成绩、平均成绩，相同的操作：计算总成绩、计算平均成绩。对成绩，相同的操作：计算总成绩、计算平均成绩。对所有学生对象的抽象，形成一个学生类。所有学生对象的抽象，形成一个学生类。第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述+计算总成绩计算总成绩+计算平均成绩计算平均成绩-学号学号-姓名姓名-平均成绩平均成绩 学生类学生类 +显示学生信息显示学生信息+按学号查询学生信息按学号查询学生信息+按姓名查询学生信息按姓名查询学生信息 +打开文件打开文件+写文件写文件+新建文件新建文件“顺序表顺序表”容器类容器类1-学生数组学生数组-学生总人数学生总人数图图1-8 1-8 学生

41、信息管理系统的类图学生信息管理系统的类图第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述（2）顺序表对象与顺序表类顺序表对象与顺序表类 考虑系统责任，把系统责任所要求的每一项功能都落考虑系统责任，把系统责任所要求的每一项功能都落实到某个或某些对象上。该系统要实现对所有需要管实到某个或某些对象上。该系统要实现对所有需要管理的学生对象信息的输入（从键盘输入）、输出（输理的学生对象信息的输入（从键盘输入）、输出（输出到屏幕）、存储（存储到外存）、读取（从外存读出到屏幕）、存储（存储到外存）、读取（从外存读取）、增加、删除、修改、查询、排序、统计等操作取）、增加、删除、修改、查询、排序、统计等操作

42、。假定学生对象信息在外存中以文件的形式存放，在。假定学生对象信息在外存中以文件的形式存放，在内存中以顺序表的形式存放。我们把顺序表看作系统内存中以顺序表的形式存放。我们把顺序表看作系统中的一个对象，并形象地称它为中的一个对象，并形象地称它为“容器容器”。第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述v2面向对象面向对象设计设计 根据面向对象分析的结果，主要解决与实现有关的问根据面向对象分析的结果，主要解决与实现有关的问题。题。首先，我们把分析阶段所抽象出来的类，按实现条件首先，我们把分析阶段所抽象出来的类，按实现条件进行补充和调整。进行补充和调整。1.4 学生信息管理系统的面向对象分析与

43、设计学生信息管理系统的面向对象分析与设计第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述v2面向对象面向对象设计设计 假如我们选择假如我们选择C+作为该系统的编程语言，由于作为该系统的编程语言，由于C+没没有提供日期数据类型，所以每个学生的出生日期看作有提供日期数据类型，所以每个学生的出生日期看作一个日期对象，所有日期对象具有相同的属性：年、一个日期对象，所有日期对象具有相同的属性：年、月、日，相同的操作：设置日期、显示日期、获取年月、日，相同的操作：设置日期、显示日期、获取年份、获取月份、获取日期。对所有日期对象的抽象，份、获取月份、获取日期。对所有日期对象的抽象，形成一个日期类。该类与

44、学生类的关系为组合关系。形成一个日期类。该类与学生类的关系为组合关系。1.4 学生信息管理系统的面向对象分析与设计学生信息管理系统的面向对象分析与设计第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述v2面向对象面向对象设计设计对于学生类，增加描述类对象自身行为的操作：初始化对于学生类，增加描述类对象自身行为的操作：初始化属性值、设置属性值（设置属性学号、姓名、性别、属性值、设置属性值（设置属性学号、姓名、性别、出生日期、英语成绩、数据结构成绩、出生日期、英语成绩、数据结构成绩、C+程序设计程序设计成绩的值）、显示属性值（显示所有属性的值）、获成绩的值）、显示属性值（显示所有属性的值）、获取

45、学号、获取姓名、获取英语成绩、获取数据结构成取学号、获取姓名、获取英语成绩、获取数据结构成绩、获取绩、获取C+成绩、获取总成绩、获取平均成绩。成绩、获取总成绩、获取平均成绩。1.4 学生信息管理系统的面向对象分析与设计学生信息管理系统的面向对象分析与设计第第1章章 面向对象程序设计概述面向对象程序设计概述v2面向对象面向对象设计设计对于人机界面的设计，由于我们不借助于可视化编程环对于人机界面的设计，由于我们不借助于可视化编程环境（境（Visial C+）的支持，我们需要设计一个主菜单类）的支持，我们需要设计一个主菜单类，负责系统功能主菜单的显示。每项系统子功能设计，负责系统功能主菜单的显示。每项系统子功能设计一个子菜单类，负责系统子功能菜单的显示与实现。一个子菜单类，负责系统子功能菜单的显示与实现。主菜单类与子菜单类是继承关系，这样可以在类间使主菜单类与子菜单类是继承关系，这样可以在类间使用多态性机制，从而创建一个易于扩展的系统。用多态性机制，从而创建一个易于扩展的系统。1.4 学生信息管理系统的面向对象分析与设计学生信息管理系统的面向对象分析与设计