软件工程大复习之（四）——面向对象与UML

4.1 面向对象概述

面向对象（OO）是一种编程范式，它将数据和处理数据的方法封装在对象中。面向对象的主要概念包括：

• 对象：实例化的数据和方法的集合。
• 类：对象的蓝图或模板。
• 封装：隐藏对象的内部状态和行为，只通过方法暴露有限的接口。
• 继承：允许新类（子类）继承现有类（父类）的特性。
• 多态：允许不同类的对象对同一消息做出响应。

4.2 UML简介

UML是一种标准的建模语言，用于软件工程中可视化、构建和文档化软件系统。UML包括多种图表类型，如：

• 用例图：描述系统功能和用户如何与系统交互。
• 类图：展示系统中的类、属性、方法和它们之间的关系。
• 对象图：类图的实例，展示对象及其关系。
• 序列图：展示对象间交互的时间顺序。
• 活动图：展示业务流程或操作的步骤。
• 状态图：展示对象状态的变化。

4.3 静态建模

静态建模关注系统的结构，主要包括：

• 类图：展示类之间的关系，如关联、聚合、组合和继承。
• 对象图：展示特定时刻对象间的关系。

4.4 动态建模

动态建模关注系统的行为，主要包括：

• 序列图：展示对象间消息交换的顺序。
• 活动图：展示业务流程或操作的步骤。
• 状态图：展示对象状态的变化。

4.5 物理架构建模

物理架构建模关注系统的部署和硬件结构，包括：

• 部署图：展示系统的物理组件如何分布在硬件上。

相关题目及讲解

1. 面向对象中的“封装”是什么意思？

   • 讲解：封装是面向对象的一个核心概念，它指的是将数据（属性）和操作数据的方法（行为）捆绑在一起，并隐藏内部实现细节，只通过一个清晰的接口与外界交互。这样做可以提高代码的安全性和可维护性。

2. 在UML中，用例图的主要作用是什么？

• 讲解：用例图用于展示系统的功能和用户如何与系统交互。它包括参与者（Actor）和用例（Use Case），以及它们之间的关系。用例图帮助开发者理解系统的功能需求和用户需求。

3. 请解释UML中的序列图和活动图的区别。

   • 讲解：序列图关注对象间交互的时间顺序，展示对象如何通过消息传递进行通信。而活动图关注业务流程或操作的步骤，展示流程中的各个活动以及它们的执行顺序。序列图强调时间顺序，活动图强调流程步骤。

4. 在面向对象中，继承和组合有什么区别？

   • 讲解：继承是一种关系，其中一个类（子类）继承另一个类（父类）的特性和行为，用于表示“是一个”的关系。组合是一种关系，其中一个类的对象包含另一个类的对象，用于表示“有”的关系，并且被包含的对象的生命周期依赖于包含它的对象。

5. UML中的部署图有什么作用？

   • 讲解：部署图用于展示系统的物理架构，包括软件组件如何部署在硬件上。它帮助开发者理解系统的部署需求和硬件配置。

选择题

1. 面向对象中，哪个概念允许新类继承现有类的特性？
   A. 封装
   B. 继承
   C. 多态
   D. 抽象

   答案：B. 继承
   解析： 继承是面向对象编程中的一个基本概念，它允许创建新类（子类）来继承现有类（父类）的属性和方法。

2. 在UML中，哪个图表用于展示对象间交互的时间顺序？
   A. 类图
   B. 序列图
   C. 活动图
   D. 状态图

   答案：B. 序列图
   解析： 序列图（Sequence Diagram）用于展示对象间交互的时间顺序，它显示了对象之间消息传递的顺序。

3. UML中，哪个图表用于展示系统的静态结构？
   A. 活动图
   B. 序列图
   C. 类图
   D. 状态图

   答案：C. 类图
   解析： 类图（Class Diagram）用于展示系统的静态结构，包括类、对象、属性、方法以及它们之间的关系。

4. 在面向对象中，多态性允许什么？
   A. 一个方法有多个实现
   B. 一个类有多个父类
   C. 一个类有多个实例
   D. 一个实例有多个类

   答案：A. 一个方法有多个实现
   解析： 多态性（Polymorphism）允许同一个方法或属性在不同的对象中有多个不同的实现，这使得同一个接口可以用于不同的类对象。

5. UML中，哪个图表用于展示业务流程或操作的步骤？
   A. 用例图
   B. 活动图
   C. 部署图
   D. 序列图

   答案：B. 活动图
   解析： 活动图（Activity Diagram）用于展示业务流程或操作的步骤，它展示了流程中的活动以及它们的执行顺序。

填空题

1. 在面向对象编程中， （） 是一种将数据和操作数据的方法组合在一起，对外隐藏内部实现的机制。
   答案：封装

2. UML中的 （） 展示了系统中的类、属性、方法以及它们之间的关系。
   答案：类图

3. 在UML中， （） 用于展示对象状态的变化以及触发状态变化的事件。
   答案：状态图

4. 面向对象中的 （） 允许新类继承现有类的特性和行为。
   答案：继承

5. UML中的 （） 用于展示系统的物理架构，包括软件组件如何部署在硬件上。
   答案：部署图