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1、课程安排,上机时间： 第6、8、10、12周星期三下午7、8节 使用工具： J2SDK 1.4.0 + BlueJ1.2 http:/ http:/bluej.monash.edu,教学目标,1、掌握面向对象程序设计的思想方法及其特征 2、学会使用 Java语言进行程序设计,学习特点,结构化程序设计：面向操作 面向对象程序设计：面向对象和类 C语言=语句+函数 Java语言=语句+类库 推荐方法：模仿+自己查阅,第 1 章,面向对象 程序设计概论,一、面向对象思想的产生背景,软件开发对程序设计的需求： 1、提高生产能力 2、扩大处理范围 3、面向新的环境,二、面向对象思想的由来,对象 表示现实
2、世界中某个具体的事物。 事物可分为两大部分 : 物质 : 表达具体的事物 意识 : 描述抽象的概念,利用面向对象思想解决问题,现实问题空间 面向对象解空间 物质 对象(客观存在的) 意识 类 (抽象的概念) OO Object-Oriented,三、为什么需要面向对象方法?,追求软件系统对现实系统的直接模拟 ，尽量实现将现实世界中的事物直接映射到软件系统的解空间中。,四、面向对象中的主要概念,1、抽象：是从特定的实例中抽取共同的性质以形成一般化概念的过程。,面向对象的抽象原理,【数据抽象】它为程序员提供了一种对数据和操作这些数据所需要的算法的抽象。主要包含两个概念：模块化和信息隐蔽。,模块化：
3、将一个复杂的系统分解为若干个模块，有特定关系的信息尽可能在一个模块中。 信息隐蔽：将模块的细节部分对用户隐藏起来，用户只通过受保护的接口访问某个模块。,【行为共享】指许多实体具有相同的接口，从而增加系统的灵活性。 【扩展性】* 需求的进化； * 进化式问题求解。 【确定性】指用于描述一个系统确定的行为。,2、对象（object),对象具有两方面的含义： 在现实世界中： 是客观世界中的一个实体 在计算机世界中： 是一个可标识的存储区域,对象（object）,封装的实体 = 数据+方法(行为) 数据：属性或状态 方法: 作用于数据上的操作 封装：属性的访问和变化通过方法完成 每个对象由对象标识符唯
4、一标识,3、类（class）,具有共同属性和行为的对象集合 类与对象的关系 类是对象的抽象 对象是类的实例 类具有层次关系,4、方法(methods),方法 是对象的行为方式（操作） 对象与外界的接口 作用 改变对象的属性 返回对象的属性,object 1,object 2,5、消息(message）,消息 对象之间相互请求或相互协作的途径，是要求某个对象执行某项操作的规格说明 消息内容 通常包含接收方及请求接收方完成的功能信息 发送方 发出消息，请求接收方响应 接收方 收到消息后，经过解释，激活方法，予以响应,消息的性质,同一对象可接收不同形式的多个消息，产生不同的响应； 同一个消息可以发给
5、不同的对象，所做出的响应可以截然不同； 发送方不需要知道接受方如何对请求予以响应的。,6、继承性（inheritance),继承性是父类和子类之间共享数据和方法的机制； 继承性具有传递性； 继承性包括单继承和多重继承。,子类,继承部分,个性部分,父类,共性部分,继承性（inheritance),继承性作用,使软件系统具有开放性 更好地进行抽象与分类 增强代码的重用率 提高可维护性,7、多态性（polymorphism),不同的对象收到同一个消息可产生完全不同的效果，这一现象叫做多态。 多态的效果 用户发送一个通用的消息，而实现 的细节则由接收对象自行决定。,多态性的作用,增强了操作的透明性、可
6、理解性和可扩展性； 增强了软件的灵活性和重用性。,面向对象的特征,抽象性 封闭性 继承性 多态性,公式化描述,程序 = 对象 + 消息 面向对象=对象 + 类 + 继承 + 通信,五、程序设计范型,指设计程序的规范、模型和风格。 程序设计范型 语言支持 过程式 Pascal、 C 面向对象 C+、Java,过程式程序设计范型,过程式程序设计范型的主要特征是：程序由过程定义与过程调用组成，即： 程序 = 过程 + 过程调用 过程式程序设计范型和功能分解方法构成了结构化软件开发方法的基础。,功能分解方法,将一个大型的问题用逐步求精的方法，将其按照功能分解成一系列子问题，每个子问题对应一个模块，最后
7、依照模块的接口规则及用户的功能需求，将整个系统组装起来。,模块的划分,在程序设计语言中，模块可以用过程或函数实现。 假设C(x)表示x的复杂度，E(x)表示解决问题x的工作量，则一般认为： C(p1)C(p2)E(p1)E(p2),C(p1+p2)C(p1)+C(p2) E(p1+p2)E(p1)+E(p2) 当模块数目增加时，每个模块的规模将减小，开发单个模块的工作量也将随之减小，但要注意：设计接口的工作量将会加大。,模块的划分原则,模块的耦合度：指不同的模块之间相互依赖的紧密程度。 模块的内聚度：指在一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度。 模块的划分原则： 耦合度越小越好；内聚度越大越好
8、。,面向对象程序设计范型,面向对象程序设计范型的主要特征是： 程序 = 对象 + 消息 程序的基本元素是对象。程序中的一切操作都是通过向对象发送相应的消息来实现。,面向对象设计思想的要点,认为客观世界由各种对象组成，任何事物都是对象，复杂的对象可以由比较简单的对象以某种方式组合而成。 把所有对象都划分成各种对象类，每个对象类都定义了一组数据和一组方法。,按照子类与父类的关系，把若干个对象类组成一个层次结构的系统。 对象彼此之间仅能通过传递消息互相联系。,面向对象方法的主要优点,与人类习惯的思维方法一致 可重用性性 可扩展性 可管理性,六、OOPL（OOP-Language),面向对象程序设计语
9、言是能够支持面向对象程序设计的计算机语言。,分类,支持对象 支持类 支持继承,OOPL的基本特征,类和对象的描述定义 采用消息传递实现对象通讯 支持类的继承 支持多态性,Smalltalk,是一集成化程序设计环境 有类、方法、实例、消息等概念 支持单继承和动态联编 具有丰富的类库及类库浏览器,Object-C,将 Smalltalk 的主要概念嫁接到 C 中的产物 类定义由两个文件组成 接口文件：类定义部分 实现文件：类实现部分,C+是 C 的超集,抽象性 类 封装性 对象 继承性 派生类 多态性 重载及动态联编 丰富的类库,Java,面向对象的编程语言，最早由Sun 公司推出，适用于企业网络
10、和 Internet 环境。主要特点：与环境无关、可靠性好，是一种完全面向对象的语言。,第 2 章,Java 语言基础,Java语言由语法规则和类库两部分组成。语法规则确定Java程序的书写规范；类库则提供了一系列开发人员或软件供应商编写的Java程序模块（类）。在编写Java程序的时候，可以直接利用这些类，从而提高软件开发的效率。因此学习Java程序设计包含两部分内容：一是语法规则；二是类库的使用。而后者往往是更好地使用Java语言编程的关键。,一、Java程序的运行环境,Java是解释型的高级编程语言,Java虚拟机,运行Java程序的基本过程,1、利用编辑器编写 Java源程序 源文件名
11、：主类名.java 2、利用编译器将源程序编译成字节码 字节码文件名：源文件名.class 3、利用虚拟机（解释器）运行 工作过程：载入、代码校验、解释执行,常见的Java开发环境,从网络上直接下载JDK（Java Developer Kit），并利用命令行方式操作 javac（编译器）；java（解释器） Java集成开发环境（IDE） Visual J+、Visual Cafe、JBuilder Java教学集成开发环境 BlueJ（需要JDK1.3以上版本的支持）,二、Applet 和 Application,Java Applet（小应用程序）：不是一个完整的应用程序，而是框架程序中的
12、一个模块，所以只能在WWW 浏览器环境下运行。 Java Application（Java应用程序）：是一个完整的应用程序，可以独立地运行。,Java Applet 举例,import java.applet.*; import java.awt.*; public class MyFirstJavaApplet extends Applet public void paint(Graphics g) g.drawString(“Hello World.”); ,Java Applet小应用程序基本结构, MyFirstJavaApplet ,Java Applet 工作原理,Java App
13、lication举例,import java.io.*; public class MyFirstJavaProgram public static void main(String args ) System.out.println(“Hello World!”); ,Java Application程序基本结构,编写Java程序需要注意的几点,Java 区分大小写 类定义不能嵌套 一个程序中可以有一个或多个类，但其中只能有一个主类 源程序编写完毕，应该用主类名作为文件名，再加后缀 .java 存储成磁盘文件,三、Java程序的基本输入输出,Java Applet 的输入输出 输入：利用图形
14、用户界面的控件接收用户信息 输出：利用图形或图像的形式输出结果 Java Application 字符界面：利用 System.in 和 System.print、System.println输入输出 图形用户界面：同 Java Aplplet 类似,import java.applet; import java.awt.*; public class SimpleGraphicsInOut extends Applet Label prompt; TextField input; Label output; public void init( ) prompt=new Label(“Ente
15、r a character please:”); input=new TextField(3); output=new Label(“ “); add(prompt); add(input); add(output); public boolean action(Event e,Object o) output.setText(“You ve entered character “+o.toString( ); return true; ,Applet 举例,import java.io.*; public class SimpleCharInOut public static void ma
16、in(String args ) char c= ; System.out.print(“Enter a character please:”); try c=(char)System.in.read( ); catch(IOException e) ; System.out.println(“Youve entered character”+c); ,Application 字符界面举例,import java.awt.*; public class GraphicsAppletInOut public static void main(String args ) AppletFrame MyFr
