面向?qū)ο蟮姆治雠c程序設(shè)計(jì)-2016

1、東 北 大 學(xué)研 究 生 考 試 試 卷評(píng)分考試科目： 面向?qū)ο蟮姆治雠c程序設(shè)計(jì) 課程編號(hào)： y2014500042 閱 卷 人： 考試日期： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 注 意 事 項(xiàng)1考 前 研 究 生 將 上 述 項(xiàng) 目 填 寫 清 楚2字 跡 要 清 楚，保 持 卷 面 清 潔3交 卷 時(shí) 請(qǐng) 將 本 試 卷 和 題 簽 一 起 上 交東北大學(xué)研究生院面向?qū)ο蟮姆治雠c程序設(shè)計(jì)課程作業(yè)1. 什么叫面向?qū)ο?？面向?qū)ο箝_發(fā)方法的優(yōu)點(diǎn)？ 面向?qū)ο笫擒浖こ填I(lǐng)域中的重要技術(shù)，這種軟件開發(fā)思想比較自然地模擬了人類認(rèn)識(shí)客觀世界的方式，成為當(dāng)前計(jì)算機(jī)軟件工程學(xué)中的主流方法?；舅枷胧菑默F(xiàn)實(shí)世界中客觀存在的事物

2、（即對(duì)象）出發(fā)，盡可能地運(yùn)用人類的自然思維方式來構(gòu)造軟件系統(tǒng)。它更加強(qiáng)調(diào)運(yùn)用人類在日常的邏輯思維中經(jīng)常采用的思想方法與原則，例如抽象、分類、繼承、聚合、封裝等，使開發(fā)者以現(xiàn)實(shí)世界中的事物為中心來思考和認(rèn)識(shí)問題，并以人們易于理解的方式表達(dá)出來。綜上所述，面向?qū)ο蠓椒ㄊ且环N運(yùn)用對(duì)象、類、繼承、封裝、聚合、消息傳遞、多態(tài)性等概念來構(gòu)造系統(tǒng)的軟件開發(fā)方法。 面向?qū)ο箝_發(fā)方法的優(yōu)點(diǎn)：（1）自然性。按照人類的自然思維方式，追求軟件系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的直接模擬，盡量實(shí)現(xiàn)將現(xiàn)實(shí)世界中的事物直接映射到軟件系統(tǒng)的解空間中。有利于對(duì)問題域和系統(tǒng)責(zé)任的理解，有利于人員交流。（2）階段銜接平滑。面向?qū)ο蟮姆椒ǜ倪M(jìn)了在生存期

3、各個(gè)階段之間的接口，各階段開發(fā)出來的“部件”都是類。各階段是對(duì)各個(gè)類進(jìn)行逐步的細(xì)化，類成為分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的基本單元。因此，填平了語言之間的鴻溝，使得開發(fā)活動(dòng)之間平滑過渡。下圖顯示了傳統(tǒng)的軟件工程方法與面向?qū)ο蠓椒ǖ谋容^。（3）實(shí)現(xiàn)復(fù)用。對(duì)象所具有的封裝性和信息隱蔽等特性，使其容易實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用。對(duì)象類可以派生出新類，類可以產(chǎn)生實(shí)例對(duì)象，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)象類的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作代碼的軟構(gòu)件的復(fù)用。另外，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言的開發(fā)環(huán)境一般預(yù)定義了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)連接庫，提供大量公用程序代碼，避免重復(fù)編寫，提高了開發(fā)效率和質(zhì)量。面向?qū)ο蠹夹g(shù)允許復(fù)用的不僅僅是代碼, 通過面向?qū)ο蠹夹g(shù), 我們可以復(fù)用需求、分析、設(shè)計(jì)、

4、測試計(jì)劃、用戶界面以及體系結(jié)構(gòu)等等, 事實(shí)上, 軟件工程生存期中的每個(gè)部分都可以復(fù)用。（4）維護(hù)性好。在面向?qū)ο蟮姆椒ㄖ?，系統(tǒng)由對(duì)象構(gòu)成，對(duì)象是一個(gè)包含屬性和操作兩方面的獨(dú)立單元，對(duì)象之間通過消息聯(lián)系。這樣的系統(tǒng)一旦出錯(cuò)，容易定位和修改，系統(tǒng)的可維護(hù)性好。2. 簡述OOD模型的總體結(jié)構(gòu)，并畫圖表示。OOD模型的總體結(jié)構(gòu)：（1）問題論域部分：在OOA模型的基礎(chǔ)上,細(xì)化分析結(jié)果，設(shè)計(jì)一組構(gòu)成底層應(yīng)用模型的類和對(duì)象。（2）人機(jī)交互部分：設(shè)計(jì)用戶界面模型,該用戶界面模型中的類和對(duì)象提供實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互操作的接口函數(shù)。用戶界面設(shè)計(jì)包括 菜單設(shè)計(jì)、窗口設(shè)計(jì)、輸入/輸出界面設(shè)計(jì)等等。（3）任務(wù)管理部分：建立一些

5、類，用以負(fù)責(zé)處理操作系統(tǒng)級(jí)的并發(fā)問題、中斷、調(diào)度以及其它與特定平臺(tái)有關(guān)的問題。 （4）數(shù)據(jù)管理部分：提供數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中存儲(chǔ)和檢索對(duì)象的基本結(jié)構(gòu)，包括對(duì)永久性數(shù)據(jù)的訪問和管理。數(shù)據(jù)管理設(shè)計(jì)包括： 數(shù)據(jù)存放設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)存放設(shè)計(jì)選擇數(shù)據(jù)存放的方式。 設(shè)計(jì)相應(yīng)的操作。為每個(gè)需要存儲(chǔ)的對(duì)象和類增加用于存儲(chǔ)管理的屬性和操作，在類和對(duì)象的定義中加以描述。類及對(duì)象層 類及對(duì)象層 服務(wù)層 結(jié)構(gòu)層 問題論域部分 人機(jī)交互部分 任務(wù)管理部分 數(shù)據(jù)管理部分 主題層 主 題 類邊界 實(shí)例連接 屬性 消息 服務(wù) 實(shí)例邊界 圖1 OOD模型的總體結(jié)構(gòu)3. 面向?qū)ο箝_發(fā)分幾個(gè)階段，各完成什么任務(wù)? 面向?qū)ο箝_發(fā)主要分為面向?qū)ο?/p>

6、分析，面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)和面向?qū)ο髮?shí)現(xiàn)三個(gè)階段。 面向?qū)ο蠓治龅年P(guān)鍵是定義所有與待解決問題相關(guān)的類，包括類的操作和屬性、類與類之間的關(guān)系以及它們表現(xiàn)出的行為，主要完成 5項(xiàng)任務(wù)：1）全面深入調(diào)研分析，掌握用戶業(yè)務(wù)需求細(xì)節(jié)及流程；2）準(zhǔn)確標(biāo)識(shí)類，包括定義其屬性和操作；3）認(rèn)真分析定義類的層次關(guān)系；4）明確表達(dá)對(duì)象與對(duì)象之間的關(guān)系；5）具體確定模型化對(duì)象的行為。 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)是將面向?qū)ο蠓治鏊鶆?chuàng)建的分析模型轉(zhuǎn)換為設(shè)計(jì)模型，解決“怎么做”的問題。主要任務(wù)是：1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)；將分析模型中緊密相關(guān)的類劃分為子系統(tǒng)，子系統(tǒng)應(yīng)具有良好的接口，且其中的類相互協(xié)作。2）對(duì)象設(shè)計(jì)；模塊、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及接口等都集中地體現(xiàn)在對(duì)象

7、和對(duì)象層次結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)開發(fā)的全過程都與對(duì)象層次結(jié)構(gòu)直接相關(guān)，是面向?qū)ο笙到y(tǒng)的基礎(chǔ)和核心。3）設(shè)計(jì)優(yōu)化。 面向?qū)ο髮?shí)現(xiàn)的主要任務(wù)：1）將面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的結(jié)果翻譯成用某種語言書寫的面向?qū)ο蟪绦颍淳幋a；2）對(duì)用某種語言編寫的面向?qū)ο蟪绦蜻M(jìn)行有效的測試，即測試。4. 面向?qū)ο蟮娜髾C(jī)制是什么？解釋其定義和作用。 面向?qū)ο蟮娜髾C(jī)制是封裝，繼承，多態(tài)。 封裝是指將數(shù)據(jù)與具體操作的實(shí)現(xiàn)代碼放在某個(gè)對(duì)象內(nèi)部，使這些代碼的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)不被外界發(fā)現(xiàn)，外界只能通過接口使用該對(duì)象，而不能通過任何形式修改對(duì)象內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，正是由于封裝機(jī)制，程序在使用某一對(duì)象時(shí)不需要關(guān)心該對(duì)象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)及實(shí)現(xiàn)操作的方法。使用封裝能隱藏對(duì)象

8、實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，使代碼更易維護(hù)，同時(shí)因?yàn)椴荒苤苯诱{(diào)用、修改對(duì)象內(nèi)部的私有信息，在一定程度上保證了系統(tǒng)安全性。繼承來源于現(xiàn)實(shí)世界，一個(gè)最簡單的例子就是孩子會(huì)具有父母的一些特征，即每個(gè)孩子都會(huì)繼承父親或者母親的某些特征，當(dāng)然這只是最基本的繼承關(guān)系，現(xiàn)實(shí)世界中還存在著更復(fù)雜的繼承，面向?qū)ο笾允褂美^承機(jī)制主要是用于實(shí)現(xiàn)代碼的復(fù)用多個(gè)類所公用的代碼部分可以只在一個(gè)類中提供，而其他類只需要繼承即可。多態(tài)與繼承纖細(xì)緊密，是面向?qū)ο缶幊讨辛硪粋€(gè)突出的特征，所謂的多態(tài)是指在繼承體系中，所有派生類都從基類繼承接口，但由于每個(gè)派生類都是獨(dú)立的實(shí)體，因此在接收同一消息的時(shí)候，可能會(huì)生成不同的響應(yīng)。多態(tài)的作用作為隱藏代碼

9、實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，使得代碼能夠模塊化;擴(kuò)展代碼模塊，實(shí)現(xiàn)接口重用。簡單來說：一種行為產(chǎn)生多種效果?？偟膩碚f：封裝可以隱藏實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)同時(shí)包含私有成員，使得代碼模塊化并增加安全指數(shù)；繼承可以擴(kuò)展已存在的模塊，目的是為了代碼重用；多態(tài)則是為了保證：類在繼承和派生的時(shí)候，保證家譜中任何類的實(shí)例被正確調(diào)用，實(shí)現(xiàn)了接口重用。5. 對(duì)象的生命周期是什么意思？在程序中如何正確聲明和使用對(duì)象的實(shí)例？ 每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)明確定義的生命周期，即從使用類定義開始一直到刪除它為止。在對(duì)象的生命周期中，除了“正在使用”的正常狀態(tài)之外，還有“構(gòu)造階段”（即對(duì)象最初進(jìn)行實(shí)例化的時(shí)期）和“析構(gòu)階段”（即在刪除一個(gè)對(duì)象時(shí)，常常需要執(zhí)行一些清

10、理工作）。對(duì)象必須建立在類的基礎(chǔ)上，聲明對(duì)象也就是實(shí)例化過程。對(duì)象是類的具體化的過程。對(duì)象的聲明和基本類型的數(shù)據(jù)聲明在形式上是一樣的類名與對(duì)象名；對(duì)象名也是用戶標(biāo)識(shí)符，和基本類型的變量遵循同樣的命名規(guī)則和使用規(guī)則。然后需要將對(duì)象名所代表的變量看成是一個(gè)引用變量，并為它分配所需內(nèi)存空間。對(duì)象之后在實(shí)例化之后，才能成為類的一個(gè)實(shí)例。6. 描述編程中消息、方法、屬性之間的關(guān)系。 消息是對(duì)象之間相互請(qǐng)求或相互協(xié)作的途徑，是要求某個(gè)對(duì)象執(zhí)行某個(gè)功能操作的規(guī)格說明。一個(gè)消息由三部分組成：接收消息的對(duì)象；完成方法的名字（接收對(duì)象采取的方法）；方法所需的參數(shù)。方法稱為成員函數(shù)，是指對(duì)象上的操作，作為類聲明的一

11、部分來定義，方法定義了可以對(duì)一個(gè)對(duì)象執(zhí)行那些操作。屬性是類中所定義的數(shù)據(jù)，它是對(duì)客觀世界實(shí)體所具有的性質(zhì)的抽象描述。三者之間的關(guān)系：方法即成員函數(shù)，屬性即數(shù)據(jù)成員，方法實(shí)現(xiàn)一定的功能，它會(huì)使用或改變類的數(shù)據(jù)成員，即屬性。消息與方法指的都是成員函數(shù)，只是消息更偏重于指調(diào)用函數(shù)，即發(fā)送消息；而方法更偏重于指定義函數(shù)，如在類內(nèi)具體定義一個(gè)函數(shù)。三者關(guān)系圖示如下：7. 統(tǒng)一建模語言UML的優(yōu)點(diǎn)?統(tǒng)一建模語言UML的優(yōu)點(diǎn)： （1）統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；UML不僅統(tǒng)一了Booch，OMT和OOSE等方法中的基本概念，還吸取了面向?qū)ο蠹夹g(shù)領(lǐng)域中其它流派的長處，其中也包括非OO方法的影響。UML使用的符號(hào)表示考慮了各種方法的圖形表示，刪掉了大量易引起混亂的，多余的和極少使用的符號(hào)，也添加了一些新符號(hào)，提供了標(biāo)準(zhǔn)的面向?qū)ο蟮哪Ｐ驮氐亩x和表示法。 （2）面向?qū)ο螅?UML支持面向?qū)ο蠹夹g(shù)的主要概念，它提供了一批基本的表示模型元素的圖形和方法，能簡潔明了地表達(dá)面向?qū)ο蟮母鞣N概念和模型元素。 （3）表達(dá)能力強(qiáng)大，可視化。UML是一種圖形化語言，用UML的模