《对象行为说明》PPT课件.ppt

第八章 对象行为说明,$8.1 操作分类 对面向对象的数据库而言，相关的操作可以分为三类： I 对象实例的构造，销毁 II 实例状态的查询 III 实例状态的转换,I 实例构造,该类操作属函数操作，将返回一个新的对象实例OID 该类操作又可细分为两类： 原始构造：通过创建函数创建特定类型的新实例 例： matrix$create(i) 一般构造：通过执行某些计算而创建新实例。即新实例是对老实例的运算过程中产生的 例:矩阵对象的转置而产生一个新的转置矩阵 ：零件的组装而产生一个新的组件对象实例 ：商品的拆分销售产生n个其他商品对象 等等,II 对象状态查询,该类操作称为观测函数observer function,它返回一个相应对象的内部状态 例. matrix.elem(I,j)-返回一个矩阵中I,j值 Inorigin(vertex)-查询某点是否为原点 I, II 类操作均不会造成DB状态的不一致性,III 转换操作 Mutators,该类操作是一个过程，它将按照参数内容改变被激活的对象的内部状态 例： 矩阵相加m1.add(m2) III类操作会改变DB的状态，因此，设计该类操作时必须考虑DB的一致性状态的维护问题 对象类型可以按状态是否能改变而分为： 可转换的对象类型-至少包含一个转换操作 不可转换的操作类型,$8.2类型相关操作,一个类型相关操作的定义分为两部分： 操作说明：定义了操作的接口的抽象特征 操作定义：提供了操作实现代码,操作说明子句opretion的语法结构,Opretion declare :- code 在一个对象类型里面唯一的标识了一个操作-不同类型间可以有同名操作 指定了参数的数量，相关顺序和类型-参数表可以为空 确定了返回结果的类型-若无返回结果，则指定为void code为可选部分，它可以对实现部分的代码重新命名。否则，说明部分和实现部分的操作名要一致,操作定义子句implementation结构,Implementation 操作头部：define“(“”)”is 变量段： 操作体： 在declare子句中说明的每一个操作都必须在定义子句中有相应的代码 操作头部的名字和变量表必须与说明子句中描述的一致 变量段是声明局部变量的名字和类型 操作体是程序段，用beginend括起来,Persistent type Vertex is public body x,y,z:float; operations declare translate:Vertex-void; declare scale: Vertex-void; declare rotate: float,char-void; declare distance: Vertex-float; declare inOrigin:-bool; implementation define translate(t)is begin self.x:=self.x+t.x; self.y:=self.y+t.y; self.z:=self.z+t.z; end define translate; end type Vertex;,类型相关操作的调用,类型相关操作只能由该类型的“接受者对象”(receiver object)来调用 接受者对象与操作名间用”.”来分隔 执行时，由变量引用（或复引用）的对象实例作为接受者对象来激活由“.”引用的操作 例 var myVertex: Vertex; translationVertex: Vertex; myVertex.translate(translationVertex);,操作调用的约束及self概念,接受者类型（receiverType):接受者对象的类型 在对象系统中，一个类型相关操作只能被该类型的对象实例所调用 即.接受者类型应与定义该操作的类型相同 在操作定义子句，代码实现部分，接受者对象由self来引用 Self可看作为隐式的定义参数-为所有操作的接受者类型参数 例：mycuboid.v1.translate(translationVertex);,自底向上的类型定义,OO建摸中，一般而言总是自底向上构造应用领域 在对象类型系统中最低层的类型首先被定义 由底向上的逐层定义类型.在定义过程中，尽量利用底层类型的结构和操作构造上层的类型,Persistent type Cuboid is public body v1,v2,v3,v4,v5,v6,v7,v8:Vertex; mat:Material;value:float; Operations declare length:-float; declare width:-float; declare height:-float; declare volume:-float; declare weight:-float; declare translate:Vertex-void code translateVertexCode; declare scale: Vertex-void code scaleCube; declare rotate:float,char-void !rotation angle and axis as parameters code rotateCube;,Implementation define length is return self.v1.distance(self.v2)!delegate the computation to vertex v1 define width is return self.v1.distance(self.v4); define height is return self.v1.distance(self.v5); define volume is return self.length*self.width*self.height; define weight is return self.volume*self.mat.specWeight; define translateVertexCode(t) is begin self.v1.translate(t);! Delegate translate to the Vertex instance v1 self.v8.translate(t);! Delegate translate to the Vertex instance v8 end define translateVertexCode; End type Cuboid,$8.4 对象封装 Encapsulation,对象封装可以做到信息隐藏 对象状态的转换只能通过调用在public子句中可见的操作来操纵 为了保证对象状态转换的一致性，必须对所有的转换操作进行必要的封装。将可能造成不一致的转换操作私有化，或者，将其增加了维护状态一致性的操作后再放到public序列中。,示例：一个cuboid对象实例的转换隐藏,一个cuboid对象实例进行平移时，其一致性约束是8个点对象进行同步转换。而如下的操作则破坏了同步，造成状态不一致且无法检查 var myStrangeCuboid : Cuboid; myStrangeCuboid.create; !initialization of the bounding vertices to form a unit cube myStrangeCuboid.v1.x:=0.5; myStrangeCuboid.v1.y:=0.5; myStrangeCuboid.v1.z:=0.5;,通过封装控制不一致性的出现,persistent type Cuboid is public length,width,height,volume,weight,translate,scale,rotate body operations implementation end type Cuboid;,类型相关操作包含如下几类操作,内嵌操作 Build_in operations 不需用户定义，由系统提供的操作 用户定义操作 user_defined operations 既在operations段声明，并在implemented 段实现的函数 内部操作 inner operations: 包含了内嵌和用户定义的操作全集 外部操作 outer operations:出现在public子句中的操作，其为内部操作的子集 内部操作集中，所有操作只能在self所指定的接受者对象上被激活,O-O对象类型与关系类型在一致性控制的区别,关系模型：不存在嵌套关系，因此，它的 一致性控制是事务级的，更难控 制.关系中关联对象间通过外键连 接，更容易出现不一致 O-O模型：通过对象封装来控制。,$8.5初始化 Initialization,一个对象的实例化过程为： 调用内嵌的初始化操作初始化一个空对象 对其每个对象实例化 采用自底向上逐层赋值法建立实例 缺陷如下： 违背封装 自底向上逐层赋值容易产生不一致状态 初始化的赋值过程是在外部显式进行-构成一个长事务（尤其当有一个长引用连时）,初始化子的构造,GOM提供一个组合初始化操作初始化子 初始化子的名字与类型相同 初始化子的说明和定义同外部操作定义方法一致 初始化子将空对象的初始化和对象的赋值组合在一起 当赋值中存在共享子对象时，则将共享对象实例用参数引入 将无共享的引用链上所有对象的初始化和实例化操作全部包在最高层的类型初始化子中 编译器在处理初始化子时做两件事 1.初始化一个新对象的空壳 2.激活初始化子进行实例化 若初始化子需要变元，则通过引用create操作来传递,Persistent type Cuboid is public body operations declare Cuboid:Material-void; implementation define Cuboid(m) is begin ! Generate the unit cube made of m self.mat:=m; self.v1.create; self.v1.x:=0.0; self.v1.y:=0.0; ! V1=(0,0,0) self.v1.z:=0.0; self.v2.create; ! v2=(1,0,0) self.v8.create; self.v8.x:=0.0; self.v8.y:=1.0; ! v8=(0,1,1) self.v8.z:=1.0; End define Cuboid; End type Cuboid; Var myCuboid :Cuboid; gold:Material; myCuboid.create(gold),$4.6 用删除函数优化delete操作,在删除对象操作时，应当考虑防止垃圾对象的出现 组合删除操作的构造要点 当删除上层对象实例时，其单独引用的下层对象应当一起删除，其方法与初始化子相同既整个引用链上的下层对象实例均在最高层的删除子中删除。 对引用的共享子对象不能一起删除，具体做法交由系统处理 删除子的名字与初始化子相同，加上一个以示区别,$4.7 重载 Overloading,重载：提供了在同一个名字空间下，语义相关但操作内容不同的操作名的重用 例：单位立方体和长方体可以共用一个类 型， 需要两个初始化子； 单位立方体不需要长度参数，而长方 体需要长，宽，高作为参数； 此时利用重载概念解决问题,定义重载的规则,必须在同一名字空间下（同一个对象类型条件） 被重载的操作必须至少能用下面的规则之一来区分： 参数个数 参数类型 对任何类型相关操作，都可以使用重载提高灵活性,Persistent type Cuboid is operations declare Cuboid :Material-void code CuboidMatCode; declare Cuboid:Material,float,float-void code CuboidMatScaleCode; implementation define CuboidMatCode(m) is ! As before define CuboidMatScaleCode(m,scaleLength,scaleWidth,scaleHeight) is begin self.mat:=m; self.v1.create ! Generate the cuboid of specified dimension self.v1.x :=0.0; self.v1.y :=0.0; ! V1 = (0,0,0) self.v1.z :=0.0; self.v2.create; ! V2=(scaleWidth,0,0) self.v8.create; self.v8.x :=0.0; ! V8=(0,scaleLength,scaleHeight) self.v8.y :=scaleLength; self.v8.z :=scaleHeight; end define CuboidMatScaleCode; End type Coboid,8.8 值接受VCOs和值返回VTOs,GOM针对对象状态的读、写分别定义了二个操作VCOs和VTOs GOM提出了内嵌的VCOs和VTOs： declare value:float; (VTO)读 declare value:float; (VCO)写 myCuboid.value := yourCuboid.value 等价于 myCuboid.value(yourCuboid.value);,用户定义VCOs,用户需要对对象属性的状态读写进行控制 用户可以通过某种操作结果的写入来改变对象属性的状态， 例如圆对象，其属性为半径，可以定义一个操作circumference，将圆周长为参数来计算一个半径值，并用VCO操作将结果写入，以改变属性状态。 *程序请参考教材214页 利用VCOs和VTOs可以在public子句中标示属性和操作的读、写性质： 缺省：表示该属性(操作)可读写 只有value：只读 一般不会有只写，因为查询是必须的操作,8.9 关于自由操作free和操作子定义,自由操作：用户在类型框架外而定义的操作 自由操作的说明子句与实现子句格式与类型相关操作格式相似 例：求两点距离用两个点作参数的自由操作 Persistent declare distance: Vertex, Vertex float 自由操作名 操作参数表 结果类型 Code FreeDistanceCode; Define FreeDistanceCode(p,q) is return p.distance(q); 自由操作的实现最终是调用类型相关操作来构建,自由操作的特点,自由操作不是同名的类型相关操作的重载 原因：名字空间不同 自由操作提供了操作定义的灵活性，如上例的距离计算 原因：类型相关操作必须有一个隐含的 接受参数self 自由操作可以在类型间构造与多个类型相联系的各种操作，又不希望一定要指明一个受体，提供了更大的灵活性,利用自由操作在类型框架外定义操作,应当允许(或者限制初学者)在类型框架外定义新操作以保护类型的安全 方法：利用自由操作子来实现，但与纯自由操作的区别在于这类操作仍然属于类型相关，即有一个接受类型。 特点：由于自由操作本身无类型限制，因此，必须将接受类型显式说明，并用 | 和参数表隔离,例：计算一个立方体的镜像mirror操作 将一个立方体旋转到一个面(由三个点 作参数)的反射位置。(转换操作) persistent declare mirror:cuboid| vertex,vertex,vertexvoid define mirror(v1,v2,v3) is begin self.rotate(); end define mirror; 该类型操作所引用的类型相关操作只能是public子句中声明的操作 目的：为了确保对象状态的一致性,操作符的重载,利用重载概念，可以对操作符，=，+，-，进行重定义 原来，操作符是简单类型，语义确定 现在，可以对复杂对象间的操作语义进行重新定义 例如，立方体1立方体2是什么概念？ 定义新的语义 完成重载算子的实现,总结：扩充操作的二种方法,重载可以对如下类型相关操作进行扩充 扩充初始化子 扩充重构造子(对内嵌操作语义扩充) 扩充操作符 扩充用户定义的操作 利用自由操作概念扩充 在类型间完全自由地构造新操作，无需依赖于任一个类型 在类型框架外构造类型相关操作需要显式的说明接受类型 自由操作只能使用类型相关的外部操作来构造,8.11 有关参数传递,参数传递的概念与C，C+相同 C的参数有值参，变参两种类型 值参哑、实结合时，传递的是值(复制) 变参哑、实结合时，传递的是变量的地址(引用) GOM的参数 参数的类型是sort类型传递的是值 参数的类型是对象类型传递的是对象实例 的OID，即一个引用被传递,操作子作为参数,其概念和方法与C完全一致 例：若要定义一个选择子句select，其选择谓词(条件)虽然是多种多样的 从立方体集合中，选择贵的立方体，value1000 从立方体集合中，选择体积大的立方体，volum1000 为