软考中级-面向对象

面向对象基础

（1）类

类分为三种：实体类（世间万物）、接口类（又称边界类，提供用户与系统交互的方式）、控制类（前两类之间的媒介）。

对象：由对象名+数据（属性、状态）+操作（行为、函数、方法）组成。

消息：对象之间进行通信叫做消息，例如a.func(b)，即对象.消息（外界信息）。

重载：方法名相同，参数数量或参数类型不同或参数类型相同排列顺序不同。

（2）面向对象三大特征

• 封装

对象将自身内部复杂的属性和行为隐藏起来，成为一个整体，将使用者和生产者隔离。

• 继承

在定义和实现一个类的时候，可以在某个已存在类的基础上进行，将该类中的内容为自己所用，并可以增加新内容，实现类之间数据和方法的共享。

• 多态

不同对象收到同一消息，可能做出不同形为。用户发出一个通用消息，具体实现细节由接收对象自己决定。多态的实现受继承的支持，通用功能的消息放在较高层次，具体功能的不同实现放在较低层次。

参数多态：用途最广，最纯的多态。

包含多态：子类型化，即一个类型是另一个类型的子类型。

过载多态，同一个名字在不同上下文中含义不同。

强制多态。

动态绑定：运行时，静态绑定：编译时。

（3）面向对象五大设计原则

• 单一设计原则

一个类只有一个职责，即一个类只有一个引起他变化的原因。

• 开闭原则

软件实体（类、模块、函数）是可以拓展的（开放），但是不可以修改的（关闭）。

• 里氏替换原则

子类应该可以替换父类，即父类可以出现的地方，子类也可以出现。

• 依赖倒置原则

抽象不依赖于细节（实现），细节应依赖于抽象。即高层模块不依赖低层模块，二者都依赖于抽象。

• 接口分离原则

依赖于抽象，不依赖于具体。

（4）两大补充设计原则

• 共同重用原则

重用包中一个类，就要重用所有类。

• 共同封闭原则

一个变化对一个包产生影响，整个包中的类都要被影响，该包以外没有任何影响。

（5）面向对象的分析（OOA）

目的是为了理解问题，描述软件要干什么，主要关注系统的形为。

包含五个活动：认定对象、组织对象、（描述）对象间的互相作用、（基于）确定对象的操作、认定对象的内部信息。

• 认定对象

将实际存在的“名词”看作对象，难点在于认定其中的实质性对象。

• 组织对象

确定对象间的关系，如汉堡由肉+菜+面包组成。

• 对象间的相互作用

描述对象之间的交互行为。

（6）面向对象的设计（OOD）

将OOA所创建的分析模型转为设计模型，即构造蓝图。侧重理解解决方案。

包含五个活动：识别类及对象、定义属性、定义服务、识别关系、识别包。这五个活动与OOA的五个活动一一对应。

（7）面向对象测试

分为四个层次：算法层、类层、模板层、系统层。

（8）面向对象程序设计（OOP）

是一种程序设计范式，OOP实质是使用面向对象的设计语言，采用类、对象等相关概念进行程序设计，其关键是加入了类和继承来提高抽象性。

UML

又称统一建模语言，能够表达软件设计中的动态和静态信息，其中包含三部分构造块：事物，关系和UML图。

（1）事物

• 结构事物：表示模型的静态部分（名词），有类、接口、协作、用例、主动类、构件、制品、结点。

• 形为事物：表示模型的动态部分（动词），有交互、状态机、活动。

• 分组事物：UML中的组织部分，是一些由模型分解成的“盒子”，最主要的分组事物是包。

• 注释事物：是UML模型的解释部分，注解是一种主要的注释事物。

（2）关系

• 依赖

一种语义关系，一个依赖事物A依赖独立事物B，当独立事物发生变化，依赖事物会随之改变。如学生（A）读书（B），书类型改变，学生读的这个形为也改变，读语文书变为读数学书。

画作：A--------->B

• 关联（聚集）

一种结构关系，它是一种链，链是对象之间的连接。

重复度和角色：代表一个角色A可以对应多少个角色B

关联图可画为：A0..1<——>0..*B，数字在箭头上方，此处箭头也可省略。若将此图中A看作老板，B看作员工，可理解为老板和员工有关联关系，其中一个老板可以对应0到*（多个）员工，一个员工可对应0到1个老板。

聚合：是一种特殊的关联，表示整体和部分的关系，两者生命周期不同，整体消失了，部分仍可单独存在。

聚合画为：A——空心菱形B，表示A是部分，B是整体，如A表示学生B表示班级。

组合：一种特殊的关联，表示部分和整体，不同点是部分和整体生命周期一致，整体消失部分也消失。

组合画为：A——实心菱形B，如A表示部门，B表示公司。

• 泛化

是一种特殊/一般关系，即特殊元素（子类）和通用元素（父类），子类可替换父类，子类共享父类的属性和行为。

画为：A——空心三角箭头B，A为子类B为父类。

• 实现

是类元之间的语义关系，即接口和实现的关系或用例和实现的关系。

画作：A------空心三角箭头B，A是接口B是实现。

阶段补充

关系强度：依赖<关联

关联关系的线中间上方可以写关联名，解释两者关系；关联关系两个箭头下方可分别写该箭头指向的对象的角色

关联关系：当A的实例可以重复对应B的实例时，就需要在两者之间添加关联关系类。

直接对象/非直接对象：直接对象指自己本身实例化出的对象，非直接指自己的子类实例化出的对象。

（3）图

一组元素的图形表示，画为顶点（事物）和弧（关系）的连通图，其中序列图和通信图被称为交互图。

• 类图

展现一组对象、接口、协作和它们之间的关系。包含主动类的类图给出了系统静态进程视图，主要表达系统的功能。当有对系统的词汇建模、对简单的协作建模、对逻辑数据库模式建模这三种情况时，使用类图。

类图中每个单元包含：类命、属性、方法。

• 对象图

展现了某一时刻一组对象和他们之间的关系，描述了类图中实例的静态快照（静态进程图、静态视图），其中包含对象和链。

对象图中每个单元包含类名、对象名和属性。

• 用例图

展现用例、参与者和它们之间的关系，用于对系统的语境建模和对系统的需求建模。

关系包括：

• 拓展关系（用例与用例之间的关系）

一个用例执行时可能会发生一些特殊情况或可选情况，如A拓展B，箭头指向A，做A时可选做不做B，如还书这个动作（A）可能要做支付逾期款（B）这个动作，如果你还书时逾期了的话。

• 包含关系（用例与用例之间的关系）

一个用例包含另一个用例，A中包含B，箭头指向B，如修改图书信息（A）这个动作中包含了查找图书（B），即做A时必做B。

• 泛化关系（参与者与参与者、用例与用例之间的关系）

子类和父类之间的关系。如参与者用户（A）可泛化出商家（B1）和会员（B2），空心箭头指向A；又如用例登录（A）可泛化出手机号登陆（B1）或账号密码登录（B2）。

• 交互图

对系统的动态方面进行建模，由一个用例中一组对象和它们之间的关系组成，包含对象、链和消息。

（1）序列图（顺序图）

强调消息时间顺序，描述按时间顺序排列的对象的交互，对象从左到右排列，发送和接受消息按时间顺序从上到下排列，消息包括同步消息（调用消息）、异步消息、返回消息。

（2）通信图（协作图）

强调发送和接受消息的对象的结构组织，用对象作为图顶点，用链连接对象，用消息修饰链，用来获取对象之间的消息流及其顺序。

阶段补充：

序列图较通信图的特点：序列图有生命线，序列图有控制焦点（动作箭头指向的矩形）。

通信图较序列图的特点：通信图有路径（链末端依附的路径构造型，有local、parameter、global、self）。消息有顺序号，表示一条消息中每条消息的序号。同一个链可能有来自不同方向的消息，且每条消息都有唯一的顺序号。

消息箭头指向的对象需要实现该消息代表的的方法。

序列图和顺序图时同构的，可以相互转换。

• 状态图

展现了一个状态机，它由状态、活动、事件和转换

组成，关注系统的动态视图，强调对象行为的事件顺序。

• 状态

是任何可以被观察到的系统的行为模式，既可以是一种形为，也可以是改变状态，还可以是既做行为又改变状态。包括初态（只能有一个）、终态（可以没有也可以有多个）和中间状态。

• 活动

活动表，由多个事件名+动作表达式组成，事件名有三种标准的（入口、出口和执行）。

• 事件

是系统在某个特定时刻发生的事情，表示系统的动作或从一个状态转换到另一个状态的抽象。活动可以在状态内执行，也可以在状态转换（迁移）中执行。

• 活动图

特殊的状态图，表示从一个活动到另一个活动的流程，是动态视图，强调对象间的控制流程。

• 构件图（组件图）

展示组件之间的组织和依赖。

纠正：图中半圆是需接口，整圆是供接口

• 部署图

对面向对象系统物理层面建模的方法，物理和软件之间的关系，实施阶段使用，静态，每个节点是一个运行过程中的物理元素。

阶段总结：

设计模式