软件工程导论第12章(Office2007版)

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第12章 面向对象实现

12.1 12.2 12.3 12.4 12.5

程序设计语言 程序设计风格 测试策略 设计测试用例 小结

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面向对象实现与面向过程的一样应包括： 编码，测试。面向对象的分析和设计共同的模型使它们难于分开。 面向对象编程(OOP)需要OOP语言OOL OOL具有自己的特点和风格。 面向对象程序中的封装、继承和多态等机制，给测 试带来新特点，增加了测试和调试的难度。

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应用的实现 应用的实现是在所有的类都被实现之 后的事情。 实际上，当把类开发出来时就已经实 现了应用。 每个类提供了完成应用所需要的某种 功能。 在C++和C中有一个main( )函数。可 以使用这个过程来说明构成应用的主 要对象的那些类的实例。3

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12.1 程序设计语言12.1.1 面向对象语言OOL的优点面向对象的设计适宜用OOL来实现， 理论上也可 以用非OOL实现但不可取。 若用非OOL编写面向对象程序，则程序员必须自 己实现OOL编译程序自动提供的面向对象的概念 和机制：类，继承，封装。 若有可能，应选用OOL,因为它的下述重要优点。4

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1. 一致的表示方法 面向对象开发基于不随时间变化的、一致的表示方 法OO模型：OOA,OOD,OOP。2. 可重用性 软件开发组织可重用OOA, OOD和OOP结果。 3. 可维护性 保持文档与源程序一致的完全一致几乎不可能。 OOL的可读性(对象名等) =可维护性。

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12.1.2 面向对象语言的技术特点两大类面向对象语言: 纯面向对象语言: Smalltalk和Eiffel等 混合型面向对象语言: 过程语言+OO,如C++ 纯面向对象语言着重支持面向对象方法研究和快速 原型的实现， 混合型面向对象语言的目标则是提高运行速度和使 传统程序员容易接受面向对象思想。

比较面向对象语言/开发环境时需要考察的特点：6

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1. 支持类与对象概念的机制:内存管理 允许用户动态创建对象意味着系统必须处理内存管 理问题。 有两种管理内存的方法: 1)语言的运行机制自动管理内存，即自动回收“垃 圾”的机制；(必须采用先进的垃圾收集算法) 2)由程序员编写释放内存的代码。 (例如: 程序员定义析构函数(destructor)。每当一个 对象超出范围或被显式删除时，就自动调用析构函 数。这种机制使得程序员能够方便地构造和唤醒释 放内存的操作)7

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2. 实现整体-部分(即聚集)结构的机制两种实现关联方法: 指针和独立的关联对象 大多数现有的面向对象语言并不显式支持独立的关 联对象，在这种情况下，使用指针是最容易的实现 关联的方法。

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3. 实现一般-特殊(即泛化)结构的机制实现继承 + 解决名字冲突。 名字冲突指的是继承多个基类可能出现的重名问题。

某些语言拒绝接受有名字

冲突的程序，另一些语言 提供了解决冲突的协议。 程序员应该尽力避免出现名字冲突。

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4. 实现属性和服务的机制 属性的机制： 支持实例连接； 属性的可见性控制； 对属性值的约束。 服务的机制： 支持消息连接(即表达对象交互关系) ; 控制服务可见性； 动态联编。

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5. 类型检查 强/弱类型: 语法规定变量/属性分类的严格性。 强类型优点： 一是在编译时能发现程序错误， 二是增加了优化的可能性。 强类型有助于提高软件的可靠性和运行效率. 强类型宜用于开发软件产品， 弱类型适于快速开发原型。

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6. 类库 类库:编译/开发环境提供的重用类构件。 类库包含实现通用数据结构(例如，动态数组、表、 队列、栈、树等等)的类，GUI用户界面类。7. 效率 面向对象语言的主要缺点是效率低: 解释型语言, 动态联编. 类库中提供的算法和数据结构更高效. 差别可以忽略，利大于弊。

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8. 持久保存对象 不依赖于程序执行的生命期而长时间保存数据对象 的两个原因： (1) 实现不同时运行程序间传递数据 (2) 恢复被中断了的程序的运行 理想情况下，应该使程序设计语言语法与对象存储 管理语法实现无缝集成。

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9. 参数化类 类的数据(属性)类型可以由参数给定。 一个类可以对不同的数据类型施以同样的操作。如 对整数和实数排序。 Eiffel 和C++语言提供了参数化类/类模板。10. 开发环境 软件工具或开发环境对软件生产率有很大影响。 一个语言可有不同的编译程序。 CASE工具与语言的兼容性。14

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12.1.3 选择面向对象语言选择面向对象语言应考虑的因素: 1. 将来能否占主导地位 语言的生命力及稳定性：维护的考虑。 2. 可重用性 影响重用的要素：封装，继承，多态。 3. 类库和开发环境 语言、开发环境和类库这3个因素共同决定可重用 性。 类库是否提供有价值的类？ 开发环境是否提供使用方便的类库编辑和浏览工具。15

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4. 其他因素 在选择编程语言时，应该考虑的其他因素还有： 对用户学习面向对象分析、设计和编码技术所能提 供的培训服务； 在使用这个面向对象语言期间能提供的技术支持； 能提供给开发人员使用的开发工具、开发平台、发 行平台； 对机器性能和内存的需求； 集成已有软件的容易程度(调用其它语言的模块)。

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12.2 程序设计风格为适应面向对象方法所特有的概念(例如，继承性) 而必须遵循的一些新准则。

12.2.1 提高可重用性两种代码重用： 1) 本项目内的代码重用，2) 重用 旧/外项目的代码。 1) 内部重用:利用继承机制共享相同或相似的部分

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12.2.1 提高可重用性两种代码重用： 1) 本项目内的代码重用，2)

重用 旧/外项目的代码。 1) 内部重用:利用继承机制共享相同或相似的部分

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实现两类重用的程序设计准则： 1. 提高方法的内聚 一个方法(即服务)只完成单个功能, 否则把它分解 成几个更小的方法。 2. 减小方法的规模 把规模过大的方法(代码长度超过一页纸),分解成 几个更小的方法。 3. 保持方法的一致性 功能相似的方法应该有一致的名字、参数特征(包 括参数个数、类型和次序)、返回值类型、使用条 件及出错条件等。19