面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)概述

1、5第1章 Error! No text of specified style in document.面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)概述1什么是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法？這種方法有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？【解答】結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法是指20世紀(jì)60年代開(kāi)始出現(xiàn)的高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法，由于采用了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化、語(yǔ)句結(jié)構(gòu)化、數(shù)據(jù)抽象和過(guò)程抽象等概念，使程序設(shè)計(jì)在符合客觀事物與邏輯的基礎(chǔ)上更進(jìn)了一步。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的思路是：自頂向下、逐步求精。程序結(jié)構(gòu)由具有一定功能的若干獨(dú)立的基本模塊（單元）組成，各模塊之間形成一個(gè)樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，模塊之間的關(guān)系比較簡(jiǎn)單，其功能相對(duì)獨(dú)立，模塊化通過(guò)子程序的方式實(shí)現(xiàn)。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法使高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)開(kāi)始

2、變得普及，并促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的深入應(yīng)用。雖然結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法采用了功能抽象、模塊分解與組合，以及自頂向下、逐步求精的方法，能有效地將各種復(fù)雜的任務(wù)分解為一系列相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)的子任務(wù)，有利于軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)；但與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法相比，結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題是，程序的數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)的操作相互分離，若數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)改變，程序的大部分甚至所有相關(guān)的處理過(guò)程都要進(jìn)行修改。因此，對(duì)于開(kāi)發(fā)大型程序具有一定的難度，軟件的可重用性差，維護(hù)工作量大，不完全符合人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界的客觀規(guī)律。2面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)有哪些重要特點(diǎn)？【解答】軟件設(shè)計(jì)的目的是為了解決日常生活中存在的各種實(shí)際問(wèn)題，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)與以往各種程序設(shè)計(jì)方

3、法的根本區(qū)別是程序設(shè)計(jì)的思維方法的不同。它主要具有如下重要特點(diǎn)：（1）面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了較直接地描述客觀世界中存在的事物（即對(duì)象）及事物之間的相互關(guān)系，它所強(qiáng)調(diào)的基本原則是直接面對(duì)客觀事物本身進(jìn)行抽象，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，將人類(lèi)的思維方式與表達(dá)方式直接應(yīng)用在軟件設(shè)計(jì)中。（2）面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)將客觀事物看作具有屬性和行為的對(duì)象，通過(guò)對(duì)客觀事物進(jìn)行抽象來(lái)尋找同一類(lèi)對(duì)象的共同屬性（靜態(tài)特征）和行為（動(dòng)態(tài)特征），并在此基礎(chǔ)上形成類(lèi)。（3）面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)將數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)的操作封裝在一起，提高了數(shù)據(jù)的安全性和隱蔽性。（4）面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)通過(guò)類(lèi)的繼承與派生機(jī)制以及多態(tài)性特性，提高了軟件代碼

4、的可重用性，因而大大縮減了軟件開(kāi)發(fā)的相關(guān)費(fèi)用及軟件開(kāi)發(fā)周期，并有效地提高了軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。（5）面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的抽象性和封裝特性，使對(duì)象以外的事物不能隨意獲取對(duì)象的內(nèi)部屬性，有效地避免了外部錯(cuò)誤對(duì)內(nèi)部所產(chǎn)生的影響，減輕了軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中查錯(cuò)的工作量，減小了排錯(cuò)的難度。（6）面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)較直觀地反映了客觀世界的真實(shí)情況，使軟件設(shè)計(jì)人員能夠?qū)⑷祟?lèi)認(rèn)識(shí)事物規(guī)律所采用的一般思維方法移植到軟件設(shè)計(jì)中。3面向?qū)ο笈c面向過(guò)程程序設(shè)計(jì)有哪些不同點(diǎn)？【解答】面向過(guò)程的程序設(shè)計(jì)方法將客觀事物中本質(zhì)上密切相關(guān)、相互依賴(lài)的數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)的操作相互分離，這種實(shí)質(zhì)上的依賴(lài)與形式上的分離使得大型程序既難以編寫(xiě)，也難以調(diào)試

5、、修改和維護(hù)，代碼的可重用性和共享性差。而面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法是一種以對(duì)象為基礎(chǔ)，以事件或消息來(lái)驅(qū)動(dòng)對(duì)象執(zhí)行相應(yīng)處理的程序設(shè)計(jì)方法。它將數(shù)據(jù)及對(duì)數(shù)據(jù)的操作封裝在一起，作為一個(gè)相互依存、不可分離的整體對(duì)象；它采用數(shù)據(jù)抽象和信息隱蔽技術(shù)，將這個(gè)整體抽象成一種新的數(shù)據(jù)類(lèi)型類(lèi)。類(lèi)中的大多數(shù)數(shù)據(jù)，只能通過(guò)本類(lèi)方法進(jìn)行操作和處理。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)以數(shù)據(jù)為中心而不是以功能為中心來(lái)描述系統(tǒng)，因而非常適合于大型應(yīng)用程序與系統(tǒng)程序的開(kāi)發(fā)。在程序結(jié)構(gòu)上，面向?qū)ο蟪绦蚺c面向過(guò)程程序也有很大的不同。面向過(guò)程的程序主要由順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)組成，程序的基本單位是函數(shù)，程序的執(zhí)行順序也是確定的。而面向?qū)ο蟪绦蛴深?lèi)的

6、定義和類(lèi)的使用兩部分組成，程序的基本單位是類(lèi)，在主程序內(nèi)定義對(duì)象，并確定對(duì)象之間消息的傳遞規(guī)律，程序中的所有操作都是通過(guò)向?qū)ο蟀l(fā)送消息來(lái)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)象接到消息后，通過(guò)消息處理函數(shù)完成相應(yīng)的操作。4什么是面向?qū)ο蠓椒ǖ姆庋b性？它有何優(yōu)缺點(diǎn)？【解答】封裝性指將對(duì)象的屬性和行為代碼封裝在對(duì)象的內(nèi)部，形成一個(gè)獨(dú)立的單位，并盡可能隱蔽對(duì)象的內(nèi)部細(xì)節(jié)。封裝性是面向?qū)ο蠓椒ǖ囊粋€(gè)重要原則，C+面向?qū)ο蠓椒ǖ姆庋b特性包含以下兩層含義：第一層含義是將對(duì)象的全部屬性和行為封裝在對(duì)象內(nèi)部，形成一個(gè)不可分割的獨(dú)立單位。對(duì)象的屬性值（公有屬性值除外）只能由這個(gè)對(duì)象的行為來(lái)讀取和修改。第二層含義是“信息隱蔽”，即盡可能隱蔽

7、對(duì)象的內(nèi)部細(xì)節(jié)，對(duì)外形成一道屏障，只保留有限的對(duì)外接口與外部發(fā)生聯(lián)系。面向?qū)ο蠓椒ǖ姆庋b性具有以下特點(diǎn)：（1）封裝性使對(duì)象以外的事物不能隨意獲取對(duì)象的內(nèi)部屬性，有效地避免了外部錯(cuò)誤對(duì)它產(chǎn)生的影響，大大減輕了軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中查錯(cuò)的工作量，減小了排錯(cuò)的難度。（2）封裝性使得當(dāng)程序需要修改對(duì)象內(nèi)部的數(shù)據(jù)時(shí)，減少了因?yàn)閮?nèi)部修改對(duì)外部的影響。（3）封裝性使對(duì)象的使用者與設(shè)計(jì)者可以分開(kāi)，使用者不必知道對(duì)象行為實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，而只使用設(shè)計(jì)者提供的外部接口即可。（4）封裝性事實(shí)上隱蔽了程序設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，提高了代碼重用性，降低了軟件開(kāi)發(fā)的難度。（5）面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法的信息隱蔽作用體現(xiàn)了自然界中事物的相對(duì)獨(dú)立性，程

8、序設(shè)計(jì)者與使用者只需關(guān)心其對(duì)外提供的接口，而不必過(guò)分注意其內(nèi)部細(xì)節(jié)，即主要關(guān)注能做什么，如何提供這些服務(wù)等。5面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)為什么要應(yīng)用繼承機(jī)制？【解答】在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中，根據(jù)既有類(lèi)（父類(lèi)）派生出新類(lèi)（子類(lèi)）的現(xiàn)象稱(chēng)為類(lèi)的繼承機(jī)制，亦稱(chēng)為繼承性。面向?qū)ο蠓椒ǖ睦^承性是聯(lián)結(jié)類(lèi)與類(lèi)的一種層次模型。繼承是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)能夠提高軟件開(kāi)發(fā)效率的重要原因之一。繼承意味著派生類(lèi)中無(wú)須重新定義在父類(lèi)中已經(jīng)定義的屬性和行為，而是自動(dòng)地、隱含地?fù)碛衅涓割?lèi)的全部屬性與行為。繼承機(jī)制允許和鼓勵(lì)類(lèi)的重用，派生類(lèi)既具有自己新定義的屬性和行為，又具有繼承下來(lái)的屬性和行為。當(dāng)派生類(lèi)又被它更下層的子類(lèi)繼承時(shí)，它繼承的及

9、自身定義的屬性和行為又被下一級(jí)子類(lèi)繼承下去。繼承是可以傳遞的，符合自然界中特殊與一般的關(guān)系。繼承性具有重要的實(shí)際意義，它簡(jiǎn)化了人們對(duì)事物的認(rèn)識(shí)和描述。比如我們認(rèn)識(shí)了飛行器的特征之后，再考慮飛機(jī)、飛船和彈道時(shí)，由于它們都具有飛行器的共性，于是可以認(rèn)為它理所當(dāng)然地具有飛行器的一般本質(zhì)特征，從而只需把精力用于發(fā)現(xiàn)和描述飛機(jī)、飛船和導(dǎo)彈獨(dú)有的特征。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中的繼承性是對(duì)客觀世界的直接反映。通過(guò)類(lèi)的繼承，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)問(wèn)題的深入抽象描述，反映人類(lèi)認(rèn)識(shí)問(wèn)題的發(fā)展過(guò)程。6什么是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中的多態(tài)性？【解答】面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的多態(tài)性指父類(lèi)中定義的屬性或行為，被派生類(lèi)繼承之后，可以具有不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型或

10、表現(xiàn)出不同的行為特性。如類(lèi)中的同名函數(shù)可以對(duì)應(yīng)多個(gè)具有相似功能的不同函數(shù)，可使用相同的調(diào)用方式來(lái)調(diào)用這些具有不同功能的同名 函數(shù)。多態(tài)性使得同一個(gè)屬性或行為（如函數(shù)）在父類(lèi)及其各派生類(lèi)中具有不同的語(yǔ)義，面向?qū)ο蟮亩鄳B(tài)特性使軟件開(kāi)發(fā)更科學(xué)、更方便和更符合人類(lèi)的思維習(xí)慣，能有效地提高軟件開(kāi)發(fā)效率，縮短開(kāi)發(fā)周期，提高軟件可靠性，使所開(kāi)發(fā)的軟件更健壯。7什么是運(yùn)行時(shí)多態(tài)？C+語(yǔ)言是如何實(shí)現(xiàn)運(yùn)行時(shí)多態(tài)的？【解答】運(yùn)行時(shí)多態(tài)是指，在程序的運(yùn)行階段才根據(jù)程序運(yùn)行中產(chǎn)生的信息確定需要調(diào)用哪個(gè)同名的函數(shù)。在C+中，運(yùn)行時(shí)多態(tài)是通過(guò)繼承和虛函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。8什么是面向?qū)ο笾械南ⅲ恳粭l消息由哪幾部分組成？【解答】在

11、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中，消息是描述事件發(fā)生的信息，是對(duì)象之間發(fā)出的行為請(qǐng)求。事件一般由多個(gè)消息組成。在面向?qū)ο蠓椒ㄖ?，消息是向某個(gè)對(duì)象提出執(zhí)行該對(duì)象具有的特定服務(wù)的申請(qǐng)，不同對(duì)象之間通過(guò)發(fā)送消息向?qū)Ψ教岢龇?wù)請(qǐng)求，接受消息的對(duì)象主動(dòng)完成所請(qǐng)求的服務(wù)。通常一條消息由接受消息的對(duì)象、消息名稱(chēng)和若干消息參數(shù)三部分組成。面向?qū)ο笾械南C(jī)制為不同對(duì)象之間提供了一個(gè)動(dòng)態(tài)聯(lián)系的途徑，使它們的行為能互相配合，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的運(yùn)行系統(tǒng)。9為什么說(shuō)C+是混合型面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言？【解答】C+是美國(guó)Bell實(shí)驗(yàn)室于20世紀(jì)80年代在C語(yǔ)言的基礎(chǔ)上成功開(kāi)發(fā)出來(lái)的，是目前已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用的混合型面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言。C+

12、既可以用于結(jié)化程序設(shè)計(jì)，又可以用于面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)，因此是一種混合型面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言。C+保留了C語(yǔ)言的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，兼容C語(yǔ)言的語(yǔ)法，彌補(bǔ)了C語(yǔ)言的缺陷，且C程序不經(jīng)修改可以直接在C+環(huán)境中使用。同時(shí)，C+還增加了面向?qū)ο蟮姆椒ㄅc機(jī)制，全面支持面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法。10C+支持多態(tài)性主要表現(xiàn)在哪些方面？【解答】多態(tài)性指在一般類(lèi)中定義的屬性或行為，被派生類(lèi)繼承之后，可以具有不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型或表現(xiàn)出不同的行為。C+的多態(tài)性分為編譯時(shí)多態(tài)和運(yùn)行時(shí)多態(tài)。編譯時(shí)多態(tài)是指在程序的編譯階段由編譯系統(tǒng)根據(jù)操作數(shù)或返回值不同，確定需要調(diào)用哪個(gè)同名的函數(shù)。運(yùn)行時(shí)多態(tài)是指在程序的運(yùn)行階段才根據(jù)程序運(yùn)行中產(chǎn)生的信息，

13、確定需要調(diào)用哪個(gè)同名的函數(shù)。這些同名函數(shù)雖然名稱(chēng)相同但卻具有不同的功能，因此將產(chǎn)生不同的操作。在C+中，編譯時(shí)多態(tài)是通過(guò)函數(shù)重載和運(yùn)算符重載實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)行時(shí)多態(tài)是通過(guò)繼承和虛函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。11面向?qū)ο蟮能浖こ贪男┲饕獌?nèi)容？【解答】面向?qū)ο筌浖_(kāi)發(fā)是目前軟件開(kāi)發(fā)的最新方法和程序設(shè)計(jì)的最新成果，面向?qū)ο蟮能浖こ淌敲嫦驅(qū)ο蠓椒ㄔ谲浖こ填I(lǐng)域的全面應(yīng)用，它主要包括以下內(nèi)容： 面向?qū)ο蠓治觯∣OA）； 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（OOD）； 面向?qū)ο缶幊蹋∣OP）； 面向?qū)ο鬁y(cè)試（OOT）； 面向?qū)ο筌浖S護(hù)（OOSM）。12目前常用的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言有哪些？各有哪些特點(diǎn)？【解答】面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言主要包

14、括以下幾種： Simula 67語(yǔ)言； Smalltalk語(yǔ)言； CLU語(yǔ)言； Ada語(yǔ)言； Modula-2語(yǔ)言； LOOPS語(yǔ)言； Flavors語(yǔ)言； CLOS語(yǔ)言； Visual Basic等可視化面向?qū)ο笳Z(yǔ)言； C+語(yǔ)言； Java語(yǔ)言。Simula 67語(yǔ)言產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代，具有類(lèi)和對(duì)象的概念，被認(rèn)為是最早具有面向?qū)ο蟾拍畹恼Z(yǔ)言。Smalltalk語(yǔ)言是美國(guó)Xerox Palo Alto研究中心于20世紀(jì)70年代初推出的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)工具，它完整地體現(xiàn)并進(jìn)一步豐富了面向?qū)ο蟮母拍?，被認(rèn)為是世界上第一個(gè)真正面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言。CLU、Ada、Modula-2都或多或少地引入

15、了面向?qū)ο蟮母拍睿琇OOPS、Flavors和CLOS是與人工智能語(yǔ)言相結(jié)合形成的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言。Visual Basic是Microsoft于1991年在BASIC語(yǔ)言的基礎(chǔ)上推出的可視化面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言。Visual Basic的產(chǎn)生標(biāo)志著軟件技術(shù)一個(gè)新時(shí)代的開(kāi)始。在Visual Basic之后，相繼產(chǎn)生了Visual C+、Visual J+、Visual FoxPro、Borland Delphi及Power Builder等眾多可視化程序語(yǔ)言。C+語(yǔ)言由C語(yǔ)言發(fā)展而來(lái)，是一種混合型面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言。Java語(yǔ)言是適合網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言。13什么是.NET？【解答

16、】.NET即Microsoft.NET，是Microsoft于2000年推出的一個(gè)新的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，是Microsoft為應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代的一個(gè)重要戰(zhàn)略，它定義了一種公用語(yǔ)言子集（CLS），是一種為符合其規(guī)范的語(yǔ)言與類(lèi)庫(kù)之間提供無(wú)縫集成的混合語(yǔ)言。與以往的Visual Studio 6.0版相比，.NET包含了許多新的編程思想，它統(tǒng)一了編程的類(lèi)庫(kù)，提供了對(duì)下一代網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)可擴(kuò)展置標(biāo)語(yǔ)言XML的完全支持，功能十分強(qiáng)大，使程序員能夠快速創(chuàng)建下一代面向任何設(shè)備并與任何平臺(tái)集成的Internet應(yīng)用程序，因而使軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)變得更容易、更簡(jiǎn)單。Microsoft在其軟件中添加了手寫(xiě)和語(yǔ)音識(shí)別的功能，讓

17、人們能夠與計(jì)算機(jī)進(jìn)行更好的交流。與Microsoft的其他產(chǎn)品一樣，.NET與Windows平臺(tái)高效集成，其運(yùn)行庫(kù)與操作系統(tǒng)已融為一體，.NET再現(xiàn)了一個(gè)現(xiàn)代化的、功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。.NET是軟件技術(shù)的一次革命，它是一種面向網(wǎng)絡(luò)、支持各種用戶(hù)終端的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，旨在從根本上改變軟件的開(kāi)發(fā)與使用方式。.NET為使用者與軟件開(kāi)發(fā)人員提供了功能強(qiáng)大、種類(lèi)豐富的管理與開(kāi)發(fā)工具，將Basic、Java、C、C+等語(yǔ)言集成到一個(gè)統(tǒng)一的程序框架上，即這些工具都是.NET框架提供的服務(wù)。2002年推出的Visual Studio.NET是.NET的核心開(kāi)發(fā)工具，包括了Microsoft提供的各種開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，并增加了對(duì)新一代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言Visual C#的支持。.NET平