《物件導(dǎo)向程式設(shè)計》課件

《物件導(dǎo)向程式設(shè)計》面向?qū)ο缶幊淌且环N重要的編程范式，在軟件開發(fā)中廣泛應(yīng)用。它將程序視為一系列相互作用的、具有狀態(tài)和行為的對象，什么是物件導(dǎo)向程式設(shè)計11.以對象為中心將程序分解為相互關(guān)聯(lián)的對象，每個對象都有數(shù)據(jù)和操作。22.強(qiáng)調(diào)抽象通過抽象，可以簡化復(fù)雜的問題，提高代碼的可維護(hù)性和可復(fù)用性。33.面向?qū)ο缶幊痰膬?yōu)勢OOP使開發(fā)更易于管理，維護(hù)和擴(kuò)展，并提高代碼的可復(fù)用性。物件導(dǎo)向程式設(shè)計的核心概念抽象將復(fù)雜的事物簡化為易于理解的模型，隱藏細(xì)節(jié)，只保留關(guān)鍵屬性和行為。封裝將數(shù)據(jù)和方法封裝在一起，保護(hù)數(shù)據(jù)，并控制對數(shù)據(jù)的訪問。繼承子類繼承父類的屬性和方法，實現(xiàn)代碼復(fù)用，并進(jìn)行擴(kuò)展。多態(tài)同一操作在不同對象上產(chǎn)生不同的結(jié)果，提高代碼靈活性和可擴(kuò)展性。類和對象類類是對象的藍(lán)圖或模板，定義了對象的屬性和方法。對象對象是類的實例，是根據(jù)類創(chuàng)建的具體實體。屬性和方法屬性屬性是對象的狀態(tài)，描述對象的特征。每個屬性都有一個名稱和數(shù)據(jù)類型。方法方法是對象的行為，描述對象能夠做的事情。每個方法都有一個名稱、參數(shù)列表和返回值類型。實例化使用類創(chuàng)建對象的過程稱為實例化。每個對象都有自己的屬性和方法。封裝隱藏內(nèi)部實現(xiàn)封裝將數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的代碼捆綁在一起。外部代碼只能通過公開的方法訪問數(shù)據(jù)，而看不到內(nèi)部實現(xiàn)細(xì)節(jié)。保護(hù)數(shù)據(jù)安全封裝可以防止意外修改數(shù)據(jù)，增強(qiáng)代碼的健壯性和可維護(hù)性。它限制了對內(nèi)部狀態(tài)的直接訪問，維護(hù)數(shù)據(jù)的完整性。繼承代碼復(fù)用子類繼承父類的屬性和方法，無需重復(fù)編寫代碼。層次結(jié)構(gòu)創(chuàng)建類之間關(guān)系的層次結(jié)構(gòu)，便于組織代碼。多態(tài)性基礎(chǔ)繼承是實現(xiàn)多態(tài)性的基礎(chǔ)，允許子類具有不同的行為。多態(tài)多種形式同一個方法，在不同的類中可以有不同的實現(xiàn)。代碼重用通過多態(tài)，可以避免重復(fù)編寫相同功能的代碼，提高代碼復(fù)用性。靈活性程序可以在運(yùn)行時動態(tài)選擇不同的實現(xiàn)方式，更加靈活。抽象類和接口抽象類抽象類是一種特殊的類，無法直接實例化。它可以包含抽象方法，這些方法沒有實現(xiàn)。抽象類主要用于定義接口，子類必須實現(xiàn)抽象方法才能被實例化。接口接口定義了契約，規(guī)定了類必須具備的方法，但不包含方法的具體實現(xiàn)。接口可以被多個類實現(xiàn)，實現(xiàn)接口的類必須實現(xiàn)接口中定義的所有方法。類的實例化創(chuàng)建對象使用類創(chuàng)建對象的過程稱為實例化。分配內(nèi)存實例化時，系統(tǒng)為新對象分配內(nèi)存空間。初始化屬性對象創(chuàng)建后，其屬性會根據(jù)類的定義進(jìn)行初始化。使用對象實例化后，可以使用對象調(diào)用其方法訪問屬性和執(zhí)行操作。構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)1構(gòu)造函數(shù)在對象創(chuàng)建時自動調(diào)用，初始化對象。參數(shù)可選無返回值與類名相同2析構(gòu)函數(shù)對象銷毀時自動調(diào)用，釋放資源。無參數(shù)無返回值以“~”加類名開頭3實例確保對象初始化和資源釋放的正確性，提高代碼可靠性。重載和重寫方法重載在同一個類中，方法名相同，參數(shù)列表不同，稱為方法重載。方法重寫子類繼承父類，子類中定義的方法名、返回值類型、參數(shù)列表都與父類相同，稱為方法重寫。訪問控制修飾符公有(public)所有類都可以訪問。私有(private)僅限于當(dāng)前類。受保護(hù)(protected)當(dāng)前類和子類可訪問。靜態(tài)成員和靜態(tài)方法靜態(tài)成員屬于類本身，而不是單個對象。使用類名訪問，所有對象共享同一個靜態(tài)成員。靜態(tài)方法可以通過類名直接調(diào)用，無需創(chuàng)建對象。只能訪問靜態(tài)成員，不能訪問非靜態(tài)成員。UML類圖UML類圖是面向?qū)ο蟪淌皆O(shè)計中的一種圖形化表示法。它通過圖表的方式展示類之間的關(guān)系，包括繼承、關(guān)聯(lián)、聚合和組合。類圖有助于理解系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)，并促進(jìn)開發(fā)人員之間的溝通。組合和聚合組合組合關(guān)系是一種“擁有”關(guān)系，一個對象擁有另一個對象。聚合聚合關(guān)系是一種“使用”關(guān)系，一個對象使用另一個對象。組合和聚合在設(shè)計中表示對象之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，體現(xiàn)了“整體”與“部分”之間的聯(lián)系。接口和實現(xiàn)解耦提高代碼可維護(hù)性接口定義行為，實現(xiàn)提供具體邏輯。修改實現(xiàn)不會影響使用接口的代碼。增強(qiáng)代碼可擴(kuò)展性通過引入新實現(xiàn)類，擴(kuò)展功能，無需修改原有代碼。促進(jìn)代碼復(fù)用不同實現(xiàn)類可以共享同一個接口，提高代碼復(fù)用率。簡化代碼測試可以通過創(chuàng)建模擬實現(xiàn)類，簡化對接口的測試。依賴注入11.解耦將對象的依賴關(guān)系移出對象自身，通過外部機(jī)制注入。22.可測試性通過注入模擬對象，輕松測試目標(biāo)對象的行為。33.靈活性可以輕松更換依賴的實現(xiàn)，適應(yīng)不同場景和需求。44.可維護(hù)性代碼結(jié)構(gòu)更清晰，易于理解和修改。設(shè)計模式介紹設(shè)計模式定義設(shè)計模式是經(jīng)過驗證的可重復(fù)使用的解決方案，用來解決軟件設(shè)計中常見的難題。它們是最佳實踐的集合，幫助開發(fā)人員創(chuàng)建更靈活、可維護(hù)和可擴(kuò)展的代碼。設(shè)計模式的好處設(shè)計模式提高代碼可讀性，減少代碼重復(fù)，方便代碼維護(hù)。它們提供了一種通用的語言，用于在團(tuán)隊中討論和交流設(shè)計決策，促進(jìn)代碼復(fù)用和可擴(kuò)展性。單例模式單一實例單例模式確保一個類只有一個實例，并提供全局訪問點。懶惰初始化實例在需要時才創(chuàng)建，避免不必要的資源占用。應(yīng)用場景數(shù)據(jù)庫連接池配置管理器日志記錄器工廠模式工廠模式介紹工廠模式是一種創(chuàng)建型設(shè)計模式，它提供了一種創(chuàng)建對象的最佳實踐。抽象工廠工廠模式通常通過抽象工廠來創(chuàng)建特定類型的對象。創(chuàng)建實例工廠類負(fù)責(zé)創(chuàng)建對象實例，而不是在代碼中直接實例化。裝飾者模式動態(tài)添加功能裝飾者模式允許在運(yùn)行時動態(tài)地為對象添加新的職責(zé)，無需修改對象的本身。它通過創(chuàng)建裝飾類，將裝飾類和原始對象包裝在一起，從而擴(kuò)展對象的現(xiàn)有功能。例如，在一個咖啡店，我們可以通過裝飾者模式為咖啡添加各種配料，例如糖、牛奶、奶油等，而無需改變咖啡本身的制作方式。策略模式11.定義算法族策略模式定義了一系列算法，并將每個算法封裝到獨(dú)立的類中，使它們可以相互替換。22.上下文類一個上下文類來持有策略對象，并在需要時調(diào)用策略對象的算法方法。33.靈活切換允許客戶端在運(yùn)行時選擇不同的策略，從而實現(xiàn)靈活的算法切換。44.示例例如，在電商平臺中，可以選擇不同的支付方式，如支付寶、微信支付等，每個支付方式對應(yīng)一個具體的策略類。觀察者模式定義觀察者模式定義對象間一對多的依賴關(guān)系，當(dāng)一個對象的狀態(tài)發(fā)生改變時，所有依賴于它的對象都會得到通知并自動更新。應(yīng)用場景適用于事件驅(qū)動系統(tǒng)，例如，用戶界面更新、日志記錄、數(shù)據(jù)變更通知等場景。優(yōu)點降低耦合度，提高代碼可維護(hù)性和擴(kuò)展性，有利于實現(xiàn)松耦合的系統(tǒng)設(shè)計。模板方法模式定義模板方法模式定義一個算法的骨架，將一些步驟延遲到子類中實現(xiàn)。它允許子類在不改變算法結(jié)構(gòu)的情況下，重新定義算法中的一些步驟。優(yōu)點模板方法模式可以實現(xiàn)代碼的復(fù)用和擴(kuò)展性。它將算法的公共部分提取到父類中，子類只需要實現(xiàn)不同的步驟即可。適配器模式11.解決接口不兼容問題將一個類的接口轉(zhuǎn)換成客戶期望的另一個接口。22.擴(kuò)展現(xiàn)有類使原本不兼容的類能夠合作。33.類適配器模式通過繼承適配者類來實現(xiàn)接口轉(zhuǎn)換。44.對象適配器模式通過組合適配者類來實現(xiàn)接口轉(zhuǎn)換。橋接模式分離抽象和實現(xiàn)橋接模式將抽象部分與其實現(xiàn)部分分離，允許它們獨(dú)立變化。提高靈活性通過將抽象和實現(xiàn)解耦，可以更容易地修改和擴(kuò)展系統(tǒng)。減少代碼耦合橋接模式通過引入一個抽象層來減少代碼之間的依賴關(guān)系。應(yīng)用場景橋接模式適用于需要將抽象和實現(xiàn)分離，并允許它們獨(dú)立變化的場景。責(zé)任鏈模式請求處理鏈多個處理對象組成鏈條，依次處理請求，直到某一個處理對象能夠處理該請求。鏈?zhǔn)絺鬟f每個處理對象可以決定是否處理請求，如果沒有處理，則將請求傳遞給下一個處理對象。請求處理順序責(zé)任鏈模式可以靈活地控制請求的處理順序，例如，可以先進(jìn)行身份驗證，再進(jìn)行權(quán)限校驗。總