第1章抽象和建模

1、程序設(shè)計(jì)模式程序設(shè)計(jì)模式一、教學(xué)安排，共一、教學(xué)安排，共32學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)(916周周)二、考試辦法：閉卷筆試二、考試辦法：閉卷筆試三、課程結(jié)束成績(jī)?cè)u(píng)定三、課程結(jié)束成績(jī)?cè)u(píng)定 筆試：筆試：70% 平時(shí)成績(jī)平時(shí)成績(jī): 30%（包括作業(yè)、考勤、課堂回答問題）包括作業(yè)、考勤、課堂回答問題）1四、參考教材四、參考教材作者：作者：美美 Eric Freeman, Elisabeth Freeman書名：書名：Head First 設(shè)計(jì)模式設(shè)計(jì)模式 出版社：中國(guó)電力出版社出版社：中國(guó)電力出版社出版時(shí)間：出版時(shí)間：2007年年9月月2五、作業(yè)及答疑五、作業(yè)及答疑教學(xué)和答疑教師：教學(xué)和答疑教師：周登文，控制與計(jì)算機(jī)學(xué)

2、院，控制與計(jì)算機(jī)學(xué)院 答疑地點(diǎn)：答疑地點(diǎn)：主樓E座 - 707(7層) 固定答疑時(shí)間：固定答疑時(shí)間：每周二下午2：004：00pm，其它答 疑時(shí)間可預(yù)約 答疑郵箱：答疑郵箱： 作業(yè)郵箱：作業(yè)郵箱： 作業(yè)文件命名：作業(yè)文件命名：每次作業(yè)文件打一個(gè)包，文件名為“班級(jí)-學(xué)號(hào)姓名-作業(yè)序號(hào)”。例如：計(jì)算計(jì)算0401-3122040117魏閃閃魏閃閃-1.zip。 http:/ http:/ 情景應(yīng)該是會(huì)不斷地出現(xiàn)的，解決方案也應(yīng)該是可以反復(fù)使用的。6 模式不是代碼，而是針對(duì)設(shè)計(jì)問題的通用解 決方案。我們可以應(yīng)用它到特定問題中，編 寫出良好的程序代碼。 良好的OO設(shè)計(jì)必須具備可復(fù)用、可擴(kuò)充、可 維護(hù)三個(gè)

3、特性。 知道OO基礎(chǔ)，并不足以讓我們?cè)O(shè)計(jì)出良好的 OO系統(tǒng)，而模式可以讓我們建造出具有良好 OO設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。7 模式是在長(zhǎng)期的程序設(shè)計(jì)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的久經(jīng) 考驗(yàn)的解決方案。今天，已有成千上萬(wàn)的軟 件開發(fā)人員在學(xué)習(xí)它和應(yīng)用它。 模式讓軟件開發(fā)人員具有了共享的語(yǔ)言，能 夠?qū)崿F(xiàn)最大化的溝通。8第一章第一章 抽象和建模抽象和建模抽象實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化抽象實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化 人類天生就有抽象的本領(lǐng)：能夠找到事物的重要特征，過濾或忽略非本質(zhì)的細(xì)節(jié)。我們每天都在自覺或不自覺地使用抽象。9 抽象的例子：交通圖。并未標(biāo)明地面上的所有對(duì)象。 相同地區(qū)的交通圖、氣象圖和人口密度分布圖：提煉出的特征完全不同，它與使用地圖的人的要求相對(duì)應(yīng)。

4、同一個(gè)地方：藝術(shù)家欣賞的可能是它的色彩、紋理等；建筑師欣賞的可能是它的位置，一個(gè)建筑工程可能要鏟掉哪些樹；生態(tài)學(xué)家欣賞的可能是動(dòng)植物的品種和特征；小孩子欣賞的可能是在哪棵樹上最適宜放一個(gè)小風(fēng)車。10抽象實(shí)現(xiàn)概括抽象實(shí)現(xiàn)概括通過抽象中去掉細(xì)節(jié)，可形成用于特殊環(huán)境下的普遍知識(shí)。一般細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞壁細(xì)胞核11這個(gè)簡(jiǎn)化圖并不包含一個(gè)真正的細(xì)胞的全部組成，但是，課堂上常用這樣的圖來描述細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，細(xì)胞還分成許多種類，如神經(jīng)元細(xì)胞、肌肉細(xì)胞或白細(xì)胞等等，圖中的特征是所有細(xì)胞共有的。12分級(jí)分類抽象分級(jí)分類抽象顯示中抽象出來的東西往往非常多，為了應(yīng)付這種復(fù)雜性，我們通常將信息分類。 自然對(duì)象植物動(dòng)物

5、礦物哺乳動(dòng)物 魚鳥兩棲動(dòng)物 昆蟲狗奶牛猴子.爬行動(dòng)物13給定的時(shí)刻只考慮一個(gè)層次，也就是一個(gè)子集(或子樹)。如果只關(guān)心哺乳動(dòng)物，則集中在哺乳動(dòng)物子樹上。進(jìn)一步簡(jiǎn)化的分類圖涉及的對(duì)象只有4個(gè)，而不是原來的13個(gè)。不論分層的對(duì)象多復(fù)雜，這樣都可以處理。猴子.哺乳動(dòng)物狗奶牛14抽象是軟件開發(fā)的基礎(chǔ)抽象是軟件開發(fā)的基礎(chǔ) 軟件系統(tǒng)開發(fā)是從搜集信息開始的，要判斷哪些是可以實(shí)現(xiàn)的，哪些是不能實(shí)現(xiàn)的。 如果不能抓住重要的特征，包含的細(xì)節(jié)太多，會(huì)使未來的軟件系統(tǒng)過于復(fù)雜，給設(shè)計(jì)、編程、調(diào)試、測(cè)試、文擋編制、維護(hù)和擴(kuò)展帶來困難。15抽象的復(fù)用抽象的復(fù)用當(dāng)我們學(xué)習(xí)新知識(shí)的時(shí)候，會(huì)在大腦中搜索已有的知識(shí)，以便能夠找到

6、可利用的相似性。例如，第一次學(xué)習(xí)騎兩輪自行車時(shí)，可能會(huì)利用小時(shí)侯騎三輪童車的經(jīng)驗(yàn)：它們都有控制方向的手把，驅(qū)動(dòng)自行車的腳踏板。但是這兩種車并不完全一樣，兩輪車需要更高的身體平衡技巧。這樣，在原來已經(jīng)掌握的技能基礎(chǔ)上，還要學(xué)習(xí)身體平衡的新技能。16這種通過對(duì)特性進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)相似的抽象，并再次成功使用該抽象的技術(shù)稱為模式匹配和復(fù)用模式匹配和復(fù)用。模式重用對(duì)于面向?qū)ο筌浖_發(fā)來說是一個(gè)非常重要的技術(shù)，它可以使我們避免對(duì)每一個(gè)工程從頭做起。如果能夠重用前面工程中的抽象或模型的話，那么，就可以把重點(diǎn)放在新工程與老工程不同的地方上，從而節(jié)省大量的時(shí)間。17挑戰(zhàn)挑戰(zhàn)雖然抽象是認(rèn)識(shí)事物的很自然的過程，但是，獲得一個(gè)好的抽象，建立一個(gè)正確的軟件系統(tǒng)模型也許是軟件工程中最困難的問題：抽象有很多可能性。不同的人肯定得出不同抽象模型，誰(shuí)的模型最好？最好的和正確的模型可能不只一個(gè)。對(duì)一個(gè)具體問題的模型，很難說是最好的，只是更好或更差的。很難測(cè)試一個(gè)模型是不是滿足了用戶的全部需求。18