《物件导向程式设计》课件

《物件导向程式设计》面向对象编程是一种重要的编程范式，在软件开发中广泛应用。它将程序视为一系列相互作用的、具有状态和行为的对象，什么是物件导向程式设计11.以对象为中心将程序分解为相互关联的对象，每个对象都有数据和操作。22.强调抽象通过抽象，可以简化复杂的问题，提高代码的可维护性和可复用性。33.面向对象编程的优势OOP使开发更易于管理，维护和扩展，并提高代码的可复用性。物件导向程式设计的核心概念抽象将复杂的事物简化为易于理解的模型，隐藏细节，只保留关键属性和行为。封装将数据和方法封装在一起，保护数据，并控制对数据的访问。继承子类继承父类的属性和方法，实现代码复用，并进行扩展。多态同一操作在不同对象上产生不同的结果，提高代码灵活性和可扩展性。类和对象类类是对象的蓝图或模板，定义了对象的属性和方法。对象对象是类的实例，是根据类创建的具体实体。属性和方法属性属性是对象的状态，描述对象的特征。每个属性都有一个名称和数据类型。方法方法是对象的行为，描述对象能够做的事情。每个方法都有一个名称、参数列表和返回值类型。实例化使用类创建对象的过程称为实例化。每个对象都有自己的属性和方法。封装隐藏内部实现封装将数据和操作数据的代码捆绑在一起。外部代码只能通过公开的方法访问数据，而看不到内部实现细节。保护数据安全封装可以防止意外修改数据，增强代码的健壮性和可维护性。它限制了对内部状态的直接访问，维护数据的完整性。继承代码复用子类继承父类的属性和方法，无需重复编写代码。层次结构创建类之间关系的层次结构，便于组织代码。多态性基础继承是实现多态性的基础，允许子类具有不同的行为。多态多种形式同一个方法，在不同的类中可以有不同的实现。代码重用通过多态，可以避免重复编写相同功能的代码，提高代码复用性。灵活性程序可以在运行时动态选择不同的实现方式，更加灵活。抽象类和接口抽象类抽象类是一种特殊的类，无法直接实例化。它可以包含抽象方法，这些方法没有实现。抽象类主要用于定义接口，子类必须实现抽象方法才能被实例化。接口接口定义了契约，规定了类必须具备的方法，但不包含方法的具体实现。接口可以被多个类实现，实现接口的类必须实现接口中定义的所有方法。类的实例化创建对象使用类创建对象的过程称为实例化。分配内存实例化时，系统为新对象分配内存空间。初始化属性对象创建后，其属性会根据类的定义进行初始化。使用对象实例化后，可以使用对象调用其方法访问属性和执行操作。构造函数和析构函数1构造函数在对象创建时自动调用，初始化对象。参数可选无返回值与类名相同2析构函数对象销毁时自动调用，释放资源。无参数无返回值以“~”加类名开头3实例确保对象初始化和资源释放的正确性，提高代码可靠性。重载和重写方法重载在同一个类中，方法名相同，参数列表不同，称为方法重载。方法重写子类继承父类，子类中定义的方法名、返回值类型、参数列表都与父类相同，称为方法重写。访问控制修饰符公有(public)所有类都可以访问。私有(private)仅限于当前类。受保护(protected)当前类和子类可访问。静态成员和静态方法静态成员属于类本身，而不是单个对象。使用类名访问，所有对象共享同一个静态成员。静态方法可以通过类名直接调用，无需创建对象。只能访问静态成员，不能访问非静态成员。UML类图UML类图是面向对象程式设计中的一种图形化表示法。它通过图表的方式展示类之间的关系，包括继承、关联、聚合和组合。类图有助于理解系统的设计结构，并促进开发人员之间的沟通。组合和聚合组合组合关系是一种“拥有”关系，一个对象拥有另一个对象。聚合聚合关系是一种“使用”关系，一个对象使用另一个对象。组合和聚合在设计中表示对象之间的关联关系，体现了“整体”与“部分”之间的联系。接口和实现解耦提高代码可维护性接口定义行为，实现提供具体逻辑。修改实现不会影响使用接口的代码。增强代码可扩展性通过引入新实现类，扩展功能，无需修改原有代码。促进代码复用不同实现类可以共享同一个接口，提高代码复用率。简化代码测试可以通过创建模拟实现类，简化对接口的测试。依赖注入11.解耦将对象的依赖关系移出对象自身，通过外部机制注入。22.可测试性通过注入模拟对象，轻松测试目标对象的行为。33.灵活性可以轻松更换依赖的实现，适应不同场景和需求。44.可维护性代码结构更清晰，易于理解和修改。设计模式介绍设计模式定义设计模式是经过验证的可重复使用的解决方案，用来解决软件设计中常见的难题。它们是最佳实践的集合，帮助开发人员创建更灵活、可维护和可扩展的代码。设计模式的好处设计模式提高代码可读性，减少代码重复，方便代码维护。它们提供了一种通用的语言，用于在团队中讨论和交流设计决策，促进代码复用和可扩展性。单例模式单一实例单例模式确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。懒惰初始化实例在需要时才创建，避免不必要的资源占用。应用场景数据库连接池配置管理器日志记录器工厂模式工厂模式介绍工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一种创建对象的最佳实践。抽象工厂工厂模式通常通过抽象工厂来创建特定类型的对象。创建实例工厂类负责创建对象实例，而不是在代码中直接实例化。装饰者模式动态添加功能装饰者模式允许在运行时动态地为对象添加新的职责，无需修改对象的本身。它通过创建装饰类，将装饰类和原始对象包装在一起，从而扩展对象的现有功能。例如，在一个咖啡店，我们可以通过装饰者模式为咖啡添加各种配料，例如糖、牛奶、奶油等，而无需改变咖啡本身的制作方式。策略模式11.定义算法族策略模式定义了一系列算法，并将每个算法封装到独立的类中，使它们可以相互替换。22.上下文类一个上下文类来持有策略对象，并在需要时调用策略对象的算法方法。33.灵活切换允许客户端在运行时选择不同的策略，从而实现灵活的算法切换。44.示例例如，在电商平台中，可以选择不同的支付方式，如支付宝、微信支付等，每个支付方式对应一个具体的策略类。观察者模式定义观察者模式定义对象间一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。应用场景适用于事件驱动系统，例如，用户界面更新、日志记录、数据变更通知等场景。优点降低耦合度，提高代码可维护性和扩展性，有利于实现松耦合的系统设计。模板方法模式定义模板方法模式定义一个算法的骨架，将一些步骤延迟到子类中实现。它允许子类在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中的一些步骤。优点模板方法模式可以实现代码的复用和扩展性。它将算法的公共部分提取到父类中，子类只需要实现不同的步骤即可。适配器模式11.解决接口不兼容问题将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口。22.扩展现有类使原本不兼容的类能够合作。33.类适配器模式通过继承适配者类来实现接口转换。44.对象适配器模式通过组合适配者类来实现接口转换。桥接模式分离抽象和实现桥接模式将抽象部分与其实现部分分离，允许它们独立变化。提高灵活性通过将抽象和实现解耦，可以更容易地修改和扩展系统。减少代码耦合桥接模式通过引入一个抽象层来减少代码之间的依赖关系。应用场景桥接模式适用于需要将抽象和实现分离，并允许它们独立变化的场景。责任链模式请求处理链多个处理对象组成链条，依次处理请求，直到某一个处理对象能够处理该请求。链式传递每个处理对象可以决定是否处理请求，如果没有处理，则将请求传递给下一个处理对象。请求处理顺序责任链模式可以灵活地控制请求的处理顺序，例如，可以先进行身份验证，再进行权限校验。总