📝 软考专项：上午题 #7 面向对象

一、面向过程与面向对象

区别

• 面向过程
• 关心的是我该怎么做
• 我打开冰箱
• 我把大象装进冰箱
• 我关上冰箱

• 面向对象
• 关心的是我该让谁去做，调用对象的操作来实现这个功能
• 对象：大象
• 大象打开冰箱
• 大象钻进冰箱
• 大象关上冰箱

方法重载

• 方法名相同 参数个数不同

• 或者 参数类型不同

• 或者 参数类型顺序不同

方法重写/覆盖

• 方法名相同 参数个数相同

• 参数类型相同

• 方法体不同

多态

• 参数多态：最纯的多态

• 包含多态：子类型化

• 过载多态：上下文同名不同表现

• 强制多态：无过多介绍

动态绑定与静态绑定

• 左编译 右执行

• 绑定在执行时进行，叫动态绑定，因此一个给定的过程调用和代码的结合直到调用发生时才进行。动态绑定是和类的继承以及多态相联系的

• 绑定在编译时进行，叫静态绑定

二、面向对象的设计原则

单一责任原则（Single Responsibility Principle，SRP）

• 就一个类而言，应该仅有一个引起它变化的原因，即当需要修改某个类的时候原因有且只有一个，让一个类只做一种类型责任。

• 对一个类来说仅有一个使他变化的原因

开放-封闭原则（Open & Close Principle，OCP）

• 软件实体（类，模块，函数等）应该是可以扩展的，即开放的；但是不可修改的，即封闭的。

• 扩展开放，修改关闭

里氏替换原则（Liskov Substitution Principle，LSP）

• 子类型必须能够替换掉他们的基类型。即，在任何父类可以出现的地方，都可以用子类的实例来赋值给父类型的引用。当一个子类的实例应该能够替换任何其超类的实例时，他们之间才具有是一个（is - a ）的关系。

• （基）父类可以出现的地方，子类一定可以出现

依赖倒置原则（Dependence Inversion Principle，DIP）

• 抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象。即，高层模块不应该依赖于底层模块，二者都应该依赖于抽象

• 依赖于抽象而不依赖于细节（实现）

接口分离原则（Interface Segregation Principle，ISP）

• 不应该强迫客户依赖于他们不用的方法。接口属于客户，不属于它所在的类层次结构，即：依赖于抽象，不要依赖于具体，同时在抽象级别不应该有对于细节的依赖。这样做的好处就在于可以最大限度地应对可能的变化。

• 依赖于抽象而不依赖于具体

共同重用原则（Common Reuse Principle，CRP）

• 一个包中所有类应该是共同重用的。如果重用了包中的一个类，那么就要重用包中的所有类

• 一个类被重用，那么整个包中的类都要被重用

共同封闭原则（Common Closure Principle，REP）

• 包中的所有类对于同一类性质的变化应该是共同封闭的。一个变化若对一个包产生影响，则将对该包中的所有类产生影响，而对于其他的包不造成任何影响

• 一个变化若对一个包产生影响，则将对该包中的所有类产生影响，而对于其他的包不造成任何影响

面向对象测试

• 算法层
• 测试类中定义的每个方法，基本上相当于传统软件测试的单元测试

• 类层
• 测试封装在同一个类中的所有方法和属性之间的相互作用。在面向对象软件中类是基本模块，因此可以认为这是在面向对象测试中所特有的模块测试

• 模板层
• 测试一组协同工作的类之间的相互作用，大体上相当于软件测试中的集成测试

• 系统层
• 把各个子系统组装成完整的面向对象软件系统，在组装过程中同时进行测试。

三、UML

关系

依赖关系

• 依赖是两个事物间的语义关系，其中一个事物（独立事物）发生变化会影响另一个事物（依赖事物）的语义。在图形上，把一个依赖画成一条可能有方向的虚线。

• A是依赖事物，B是独立事物

关联、聚合和组合关系

• 一种结构关系，它描述了一组链，链是对象之间的连接。聚集是一种特殊类型的关联，它描述了整体与部分间的结构关系。在关联上可以标注重复度和角色。

• 聚合和组合
• 聚合：部分和整体的生命周期不一致，整体消失了，部分仍然存在。（部分可以脱离整体存在）
• 如员工与公司，空心实线菱形头
• 组合：部分和整体的生命周期一致，整体消失，部分也消失。
• 如大脑与人类，实心实线菱形头

泛化关系

• 泛化是一种特殊/一般关系，特殊元素（子元素）的对象可替代一般元素（父元素）的对象。用这种方法，子元素共享了父元素的结构和行为，在图像上泛化是一条带有空心箭头的实线

实现关系

• 实现是类元之间的语义关系，其中一个类元指定了由另一个类元保证执行的契约。在两种情况下会使用实现关系；一种是在接口和实现它们的类或构件之间；另一种是在用例和实现它们的协作之间。在图形上，把一个实现关系画成一条带有空心箭头的虚线。

四、UML类图

类图

• 展现了一组对象、接口、协作和它们之间的关系。
• +：public
• ：private
• #：protected
• ~：package

五、用例图（类图、对象图、用例图都是对于系统静态）

• 用例

• 参与者

• 用例之间的扩展关系（《extend》)和包含关系（《include》），参与和用例之间的关联关系，用例和用例以及参与者和参与者之间的泛化关系

包含关系（基本用例指向被包含用例）

• 用例和用例之间的关系，一个用例包含另一个用例，当基本用例发生时，被包含用例一定发生。

扩展关系（扩展用例（特殊/可选）指向基本用例）

• 用例和用例之间的关系，一个用例执行的时候，可能会发生一些特殊的情况或可选的情况，这种情况就是这个用例的扩展用例，UML的扩展是extend，Java 的继承是extends

泛化关系（特殊参与者/用例指向基本参与者/用例）

• 子类指向父类，空心实线箭头

六、交互图（对于系统的动态方面建模）

• 交互图一般包含对象、链和消息

序列图（顺序图）

• 序列图是场景的图形化表示，描述了以时间顺序组织的对象之间的交互活动。

通信图（协作图）

• 通信图强调收发消息的对象的结构组织，在早期的版本中也被称作协作图。通信图强调参加交互的对象的组织。产生一张通信图，首先要将参加交互的对象作为图的顶点，然后把连接这些对象的链表示为图的弧，最后用对象发送和接收的消息来修饰这些链。

• 通信图有顺序号，为表示一个消息的时间顺序，可以给消息加一个数字前缀（从1号消息开始），在控制流中，每个新消息的顺序号单调增加（如2、3等）。为了显示嵌套，可使用带小数点的号码（1表示第一个消息；1.1表示嵌套在消息1中的第一个消息。）嵌套可为任意深度。还要注意的是，沿同一个链可以显示许多消息（可能发自不同的方向），并且每个消息都有唯一的顺序号。

• 序列图和通信图是同构的，它们之间可以相互转换

状态图

• 状态图展现了一个状态机，它有状态、转换、事件和活动组成。状态图关注系统的动态视图，对于接口、类和协作的行为建模尤为重要，强调对象行为的事件顺序。

• 状态图包括简单状态和组合状态、转换（事件和动作）
• 状态是指对象的生命周期中某个条件或者某个状态，在此期间对象将满足某些条件、执行某些活动或等待某些事件，是对象执行了一系列活动的结果，当某个事件发生后没对象的状态将发送变化。
• 嵌套在另外一个状态中的状态叫子状态，含有子状态的状态称为组合状态。
• 转换是两个状态之间的一种关系，表示对象将在源状态中执行一定的动作，并在某个特定事件发生而且某个特定的警戒（监护）条件满足时进入目标状态。

状态和活动（里面包含事件[监护条件]/动作）

• 活动（动作）可以在状态内执行，也可以在状态转换（迁移）时执行

转换(迁移)和事件

• 转换包括两个状态（源状态和目标状态）它上面有事件，监护条件，动作

• 事件触发转换（迁移）

七、UML图总和

静态建模

• 类图、对象图、用例图

动态建模

• 序列图（顺序图，时序图）、通信图（协作图）、状态图、活动图

物理建模

• 构件图（组件图）、部署图

交互图

• 序列图、通信图、交互关联图