面向對象課程設計報告

報告屬性

報告正文

隨著計算機科學的發展、應用領域的不斷擴大，對計算機技術本身的要求越來越高。現在越來越多的軟件開發過程采用了面向對象的開發技術，面向對象的研究遍及計算機軟硬件的各個領域，如面向對象的程序設計語言、面向對象的程序設計方法、面向對象的設計、面向對象的分析、面向對象的操作系統、面向對象的dbms、面向對象的開發工具、面向對象的開發環境等。目前不僅在研究領域已取得了豐碩的成果，而且有些軟件產品已經投放市場。面向對象技術是一種新的設計技術，與傳統的面向過程技術相比，它試圖依據人們對問題的看法來解釋軟件的架構，并力求將問題域中的問題映像到分析模型中，再轉換成對應的程序代碼。面向對象技術倡導一種新的認知和表示世界的思想，計算機專業人士利用它提出了面向對象的計算機程序設計語言、面向對象的軟件設計方法、面向對象的數據庫等，使面向對象技術在今天的應用設計中得到了最廣泛的運用。

一、面向對象的有關基本概念

面向對象技術為軟件開發提供了一種新的方法學，引入了許多新的概念，這些概念是理解和使用面向對象技術的.基礎和關鍵。

（一）對象(object)、方法(method)及消息(message)

客觀世界的問題都是由客觀世界中的實體及其相互之間的關系構成的。我們將客觀世界中的實體抽象為問題空間中的對象。由于我們需要解決的問題不同，我們面向的對象也就不同，因此對象是不固定的。一本書可以是一個對象，一家圖書館也可以是一個對象。從動態的觀點看，對象及其操作就是對象的行為，一個對象的通常定義是:對象是對一組信息及其上面的操作的描述。

私有數據結構和處理，這些處理又稱為操作(operation)或方法(method)，包括控制和過程。其中私有數據表示了對象的狀態，該狀態只能由私有操作來改變，每當需要改變對象的狀態時，只能由其它對象向該對象發送消息。

消息是用來請求對象執行某一操作或回答某些信息的要求，消息統一了數據流和控制流，程序的執行是靠在對象間傳遞消息來完成的。表示消息的形式是消息模式。對同一消息模式的不同消息，同一對象所作的解釋和處理都相同，但是會由于對象狀態的不同而導致操作結果不同。一個消息模式定義對象的一種處理能力，所有消息模式及相應于消息模式的處理能力，定義了對象的外部特征。

（二）類(class)、實例(instance)、繼承性(inheritance)

在客觀世界中，有許多具有相同特征的事物，如：小轎車、大客車、卡車等，可以歸類為機動車。從對象觀點看，具有共同的屬性、共同的操作性質的對象的集合就是類，而單個對象則是對應類的一個實例。例如：書是一個類，而某一本具體的書如《面向對象的分析》則是該類的一個實例，任何一個對象都是某一個類的實例，并繼承該類定義的私有數據和操作。這就是繼承性，一個類實質上定義的是一種對象類型。

類構成層次結構，相對上層的是超類，相對下層是子類，子類在繼承超類的私有數據結構及操作的同時可以擁有自有的私有數據結構及操作。如果一個子類只有一個超類，則稱為單繼承性，這時該類共享多個超類的屬性及操作。

類和繼承性是現代軟件工程中的重要概念，軟件的可重用性、程序成分的可重用性是通過繼承類中的屬性和操作而實現的。許多工業觀察有相信可重用軟件不是通過建立傳統的過程序(子程序庫)，而是通過建立“類庫”實現的。

（三）封裝性(encapsulation)

對象的封裝性是面向對象技術的一個重要特征。對象本身的定義即提供了封裝性。對象的封裝性是一種信息隱蔽技術，對象的使用者只能看到對象封裝界面上的信息，對象的內部對使用者是隱蔽的，其目的在于將對象的使用者和設計者分開。對象的封裝性體現在以下幾個方面：

對象具有清楚的邊界：對象的內部軟件（數據結構及操作）的范圍，限定在這個邊界之內;對象具有統一的外部接口；對象的接口(消息模式)描述該對象與其他對象間的相互作用;對象的內部實現是不公開的；對象的實現給出了對象提供的功能細節，外部對象是不能訪問這個功能細節的。

信息隱蔽是軟件開發過程中強調的一個重要概念，對象的封裝性很好地體現了這一概念。這就便利得用面向對象技術所開發設計的軟件的可維護性大為改善，這也是軟件技術追求的目標之一。

二、面向對象技術的基本思想

面向對象的方法是一種分析方法、設計方法和思維方法。計算機系統通常是在指定的對象上執行特定的行為操作，要獲得符合用戶需求的靈活而且可重用的系統，最好的辦法就是把軟件結構建立在對象之上，而不是行為之上，使計算機求解問題更加類似于人類的活動。因此，概括面向對象方法的基本思想為：從客觀存在的對象出發來構造軟件系統，并在系

統構造中盡可能運用人類的自然思維方式。面向對象技術是從問題域中客觀存在的事物出發來構造軟件系統，用對象作為這些事物的抽象表示，并成為系統的基本構成單位。每個對象都有其屬性和服務，對象的屬性和服務融為一體，對外屏蔽其內部細節，稱作封裝，把具有相同屬性和相同服務的對象歸為一類，類是這些對象的抽象描述，每個對象是該類的一個實例，通過在不同程度上運用抽象原則，得到較一般的類和較特殊的類，特殊類繼承一般類的屬性和服務，復雜的對象用簡單的對象構成，稱作聚合。對象之間的消息通信表達對象之間的動態聯系，對象之間的關聯表達對象之間的靜態關系。

隨著科學技術不斷進步和經濟不斷發展，面向對象技術在當今軟件開發中的運用越來越廣泛，面向對象技術中使用uml語言對于數據庫系統的設計具有非常重要的作用。運用uml語言能詳細描述數據庫系統的外部功能結構、內部靜態結構、動態結構以及程序代碼的物理結構，采用面向對象的成熟技術提高了數據庫系統設計的效率和質量，提高了數據庫系統軟件開發的可重用性和可維護性。

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