面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)C課件第7章

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)c課件第7章延時(shí)符Contents目錄面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)概述類與對象封裝與繼承多態(tài)與重載異常處理面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)實(shí)例分析延時(shí)符01面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)概述0102對象（Object）對象是現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體在計(jì)算機(jī)程序中的抽象表示，它包含了描述實(shí)體的屬性和行為。類（Class）類是具有相同屬性和行為的對象的抽象描述，它定義了創(chuàng)建對象的模板。封裝（Encapsul…封裝是將對象的屬性和行為捆綁在一起，形成一個(gè)獨(dú)立的單元，并隱藏對象的內(nèi)部細(xì)節(jié)。繼承（Inherita…繼承是一種通過已有的類創(chuàng)建新類的方式，新類繼承了現(xiàn)有類的屬性和行為，并可以添加新的屬性和行為。多態(tài)（Polymorp…多態(tài)是指允許使用父類類型的指針或引用來引用子類的對象，并可以在運(yùn)行時(shí)根據(jù)實(shí)際對象類型來調(diào)用相應(yīng)的方法。030405面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本概念面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)通過類和對象的概念來抽象表示現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體和關(guān)系，提高了程序的可理解性和可維護(hù)性。抽象性面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)通過封裝將對象的屬性和行為捆綁在一起，隱藏了對象的內(nèi)部細(xì)節(jié)，提高了程序的安全性和可重用性。封裝性面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)通過繼承實(shí)現(xiàn)了代碼的復(fù)用和擴(kuò)展，提高了程序的開發(fā)效率和可維護(hù)性。繼承性面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)通過多態(tài)實(shí)現(xiàn)了程序的靈活性和可擴(kuò)展性，使得程序可以更加自然地處理現(xiàn)實(shí)世界中的復(fù)雜情況。多態(tài)性面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的特點(diǎn)第一代程序設(shè)計(jì)語言（1950s-1960s）以機(jī)器語言和匯編語言為代表，程序員需要直接操作計(jì)算機(jī)硬件。第二代程序設(shè)計(jì)語言（1960s-1980s）以結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言為代表，如C語言，程序員開始關(guān)注算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。第三代程序設(shè)計(jì)語言（1980s至今）以面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言為代表，如C、Java等，程序員開始關(guān)注對象的設(shè)計(jì)和組織方式。在這個(gè)階段，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，成為了當(dāng)前主流的程序設(shè)計(jì)技術(shù)之一。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的發(fā)展歷程延時(shí)符02類與對象多態(tài)性多態(tài)是指同一操作作用于不同的對象，可以產(chǎn)生不同的結(jié)果。多態(tài)通過方法的重載和重寫實(shí)現(xiàn)，增加了程序的靈活性和可擴(kuò)展性。類的定義類是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中的基本單位，它定義了一類對象的共同屬性和方法。類具有封裝性、繼承性和多態(tài)性等基本特性。封裝性類將數(shù)據(jù)和操作封裝在一起，形成一個(gè)獨(dú)立的實(shí)體。封裝隱藏了對象的內(nèi)部細(xì)節(jié)，只對外提供必要的接口，從而提高了程序的安全性和可維護(hù)性。繼承性子類可以繼承父類的屬性和方法，實(shí)現(xiàn)了代碼的復(fù)用和擴(kuò)展。通過繼承，可以建立類之間的層次關(guān)系，體現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)世界中的“一般到特殊”的關(guān)系。類的定義與特性對象的創(chuàng)建01在程序中，通過類的構(gòu)造函數(shù)可以創(chuàng)建類的對象。構(gòu)造函數(shù)是一個(gè)特殊的方法，用于初始化對象的狀態(tài)。創(chuàng)建對象時(shí)，需要為對象分配內(nèi)存空間，并調(diào)用構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行初始化。對象的使用02創(chuàng)建對象后，可以通過對象名訪問其屬性和方法。對象的屬性表示對象的狀態(tài)，方法表示對象的行為。通過調(diào)用對象的方法，可以改變對象的狀態(tài)或執(zhí)行特定的操作。對象的銷毀03當(dāng)不再需要對象時(shí)，可以通過垃圾回收機(jī)制自動銷毀對象，釋放其占用的內(nèi)存空間。在C等語言中，也可以通過delete操作符手動銷毀對象。對象的創(chuàng)建與使用類與對象的區(qū)別類是抽象的概念，而對象是具體的實(shí)體。類定義了對象的共同特征，而對象則是這些特征的具體表現(xiàn)。類是對象的模板類定義了創(chuàng)建對象的模板，指定了對象的屬性和方法。對象是類的實(shí)例，根據(jù)類的定義創(chuàng)建出來。類與對象的聯(lián)系類是創(chuàng)建對象的依據(jù)，對象是類的實(shí)例化結(jié)果。類和對象之間存在“一般到特殊”的關(guān)系，即類是對象的抽象，而對象是類的具體化。類與對象的關(guān)系延時(shí)符03封裝與繼承封裝的概念封裝是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的一個(gè)重要特性，它隱藏了對象的內(nèi)部狀態(tài)和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，只對外提供必要的接口。通過封裝，可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的保護(hù)，防止外部程序隨意修改對象內(nèi)部的數(shù)據(jù)。封裝的實(shí)現(xiàn)在C中，可以通過類來實(shí)現(xiàn)封裝。類是一種用戶自定義的數(shù)據(jù)類型，它可以包含數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)。數(shù)據(jù)成員用于存儲對象的狀態(tài)，而成員函數(shù)則用于操作這些數(shù)據(jù)。通過將數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)放在類中，可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的封裝。封裝的概念及實(shí)現(xiàn)繼承的概念繼承是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的另一個(gè)重要特性，它允許一個(gè)新類繼承已有類的屬性和方法。通過繼承，可以實(shí)現(xiàn)代碼的復(fù)用和擴(kuò)展，提高程序的開發(fā)效率。繼承的實(shí)現(xiàn)在C中，可以通過派生類來實(shí)現(xiàn)繼承。派生類是從基類派生出來的新類，它繼承了基類的所有屬性和方法，同時(shí)還可以添加新的屬性和方法。通過派生類，可以實(shí)現(xiàn)代碼的復(fù)用和擴(kuò)展。繼承的概念及實(shí)現(xiàn)提高代碼的可維護(hù)性通過封裝和繼承，可以將程序的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)隱藏起來，只對外提供必要的接口。這樣可以使程序的結(jié)構(gòu)更加清晰，提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。實(shí)現(xiàn)代碼復(fù)用通過繼承，可以實(shí)現(xiàn)代碼的復(fù)用。派生類可以繼承基類的屬性和方法，避免了重復(fù)編寫相同的代碼，提高了程序的開發(fā)效率。實(shí)現(xiàn)多態(tài)性多態(tài)性是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的一個(gè)重要特性，它允許使用基類的指針或引用來調(diào)用派生類的方法。通過封裝和繼承，可以實(shí)現(xiàn)多態(tài)性，使程序具有更好的擴(kuò)展性和靈活性。封裝與繼承在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中的應(yīng)用延時(shí)符04多態(tài)與重載多態(tài)是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中的一個(gè)重要特征，它允許使用父類類型的指針或引用來引用子類的對象，并在運(yùn)行時(shí)根據(jù)實(shí)際對象的類型來調(diào)用相應(yīng)的方法。多態(tài)的概念多態(tài)可以通過虛函數(shù)、抽象類和接口等方式實(shí)現(xiàn)。其中，虛函數(shù)是實(shí)現(xiàn)多態(tài)的一種常用方式，通過在基類中聲明虛函數(shù)，并在派生類中重寫該函數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行時(shí)多態(tài)。多態(tài)的實(shí)現(xiàn)方式多態(tài)的概念及實(shí)現(xiàn)重載的概念及實(shí)現(xiàn)重載的概念重載是指在同一作用域內(nèi)，可以定義多個(gè)名稱相同但參數(shù)列表不同的函數(shù)或運(yùn)算符。通過重載，可以實(shí)現(xiàn)相同的操作符或函數(shù)名對不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行不同的操作。重載的實(shí)現(xiàn)方式重載可以通過定義多個(gè)具有相同名稱但參數(shù)列表不同的函數(shù)或運(yùn)算符來實(shí)現(xiàn)。編譯器會根據(jù)調(diào)用時(shí)提供的參數(shù)類型和數(shù)量來選擇合適的重載函數(shù)或運(yùn)算符進(jìn)行調(diào)用。多態(tài)的應(yīng)用多態(tài)在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)接口的統(tǒng)一、代碼的復(fù)用和程序的擴(kuò)展性等方面。通過使用多態(tài)，可以將不同類型的對象統(tǒng)一處理，提高代碼的靈活性和可維護(hù)性。重載的應(yīng)用重載在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中用于實(shí)現(xiàn)操作符和函數(shù)的復(fù)用，提高代碼的可讀性和易用性。通過重載，可以使用相同的操作符或函數(shù)名對不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，簡化了代碼的編寫和理解過程。多態(tài)與重載在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中的應(yīng)用延時(shí)符05異常處理

異常處理的基本概念異常異常是指在程序運(yùn)行過程中發(fā)生的非正常情況或錯(cuò)誤，如除以零、數(shù)組越界等。異常處理異常處理是程序中專門用于捕獲和處理異常的部分，它可以使程序在出現(xiàn)異常時(shí)能夠繼續(xù)運(yùn)行或者給出錯(cuò)誤信息。異常類型不同的編程語言定義了不同的異常類型，如C中的`std:exception`類及其派生類，Java中的`Exception`類及其子類。大多數(shù)面向?qū)ο缶幊陶Z言都提供了try-catch語句來實(shí)現(xiàn)異常處理。在try塊中編寫可能拋出異常的代碼，在catch塊中捕獲并處理異常。try-catch語句當(dāng)程序中發(fā)生異常時(shí)，可以使用throw語句顯式地拋出一個(gè)異常。throw語句后面通常跟著一個(gè)異常對象，用于描述異常的具體信息。throw語句finally語句塊中的代碼無論是否發(fā)生異常都會被執(zhí)行，通常用于釋放資源或執(zhí)行清理操作。finally語句異常處理的實(shí)現(xiàn)方式輸入標(biāo)題分離錯(cuò)誤處理代碼提高程序的健壯性異常處理在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中的應(yīng)用通過異常處理機(jī)制，程序可以在出現(xiàn)異常時(shí)繼續(xù)運(yùn)行或者給出錯(cuò)誤信息，提高了程序的健壯性和可靠性。在處理異常時(shí)，可以將原始異常包裝成一個(gè)新的異常并拋出，形成異常鏈。這樣可以在不丟失原始異常信息的情況下，將異常傳遞給上層調(diào)用者處理。通過繼承標(biāo)準(zhǔn)異常類或?qū)崿F(xiàn)自定義異常接口，可以定義具有特定業(yè)務(wù)含義的異常類，提高異常處理的針對性和靈活性。將錯(cuò)誤處理代碼與正常業(yè)務(wù)邏輯代碼分離，使得程序結(jié)構(gòu)更加清晰，易于維護(hù)和擴(kuò)展。異常鏈自定義異常類延時(shí)符06面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)實(shí)例分析系統(tǒng)需求分析類與對象設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)測試實(shí)例一確定學(xué)生管理系統(tǒng)的功能需求，如學(xué)生信息管理、課程管理、成績管理等。使用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言（如C）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，包括類的定義、對象的創(chuàng)建、方法的實(shí)現(xiàn)等。設(shè)計(jì)學(xué)生類、課程類、成績類等，并定義相應(yīng)的屬性和方法。對系統(tǒng)進(jìn)行測試，確保系統(tǒng)功能的正確性和穩(wěn)定性。圖形元素設(shè)計(jì)圖形繪制算法實(shí)現(xiàn)圖形交互功能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)測試與優(yōu)化實(shí)例二01020304定義圖形元素類，如點(diǎn)、線、圓等，并定義相應(yīng)的屬性和方法。實(shí)現(xiàn)各種圖形元素的繪制算法，如直線的繪制、圓的繪制等。實(shí)現(xiàn)圖形的交互功能，如圖形的移動、旋轉(zhuǎn)、縮放等。對