清华大学java电子教案第1章

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1、Java语言与面向对象程序设计清华大学计算机基础教育课程系列教材印旻编著总目录第1章面向对象软件开发概述第2章Java概述第3章Java语言基础第4章抽象、封装与类第5章继承与多态第6章工具类与算法第7章图形用户界面的设计与实现第8章Java高级编程第1章面向对象软件开发概述1.1面向对象问题求解的提出1.2面向对象问题求解概述1.3对象、类与实体1.4对象的属性与相互关系1.5面向对象的软件开发过程1.6面向对象程序设计方法的优点1.7小结习题面向对象的软件开发和相应的面向对象的问题求解是当今计算机技术发展的重要成果和趋势之一。本章将集中介绍面向对象软件开发和面向对象程序设计中的基本概念

2、和基本方法，使读者对面向对象软件开发方法的体系、原则、基本思想和特点有一定的了解。1.1面向对象问题求解的提出早期计算机中运行的程序大都是为特定的硬件系统专门设计的，称为面向机器的程序。这类程序的运行速度和效率都很高，但是可读性和可移植性很差，随着软件开发规模的扩大，这类面向机器的程序逐渐被以FORTRAN、C等为代表的面向过程的程序所取代。面向过程的程序遵循面向过程的问题求解方法。其中心思想是用计算机能够理解的逻辑来描述和表达待解决的问题及其具体的解决过程。数据结构、算法是面向过程问题求解的核心组成。其中数据结构利用计算机的离散逻辑来量化表达需要解决的问题，而算法则研究如何快捷、高效地组织

3、解决问题的具体过程。面向过程的问题求解可以精确、完备地描述具体的求解过程（这里的过程通常是指操作），但却不足以把一个包含了多个相互关联的过程的复杂系统表述清楚，而面向对象的问题求解则可以胜任这件工作。面向对象问题求解关心的不仅仅是孤立的单个过程，而是孕育所有这些过程的母体系统，它能够使计算机逻辑来模拟描述系统本身，包括系统的组成，系统的各种可能状态，以及系统中可能产生的各种过程与过程引起的系统状态切换。面向对象技术代表了一种全新的程序设计思路和观察、表述、处理问题的方法，与传统的面向过程的开发方法不同，面向对象的程序设计和问题求解力求符合人们日常自然的思维习惯，降低、分解问题的难度和复杂性，

4、提高整个求解过程的可控制性、可监测性和可维护性，从而达到以较小的代价和较高的效率获得较满意效果的目的。最早的面向对象的软件是1966年推出的SimulaI，它首次提出模拟人类的思维方法，把数据和相关的操作集成在一起的思想。但是由于当时硬件条件的局限和方法本身不够成熟，这种技术没有得到推广和使用。1980年提出的Smalltalk80语言已经是一种比较成熟、有效的面向对象的工具了，利用Smalltalk80也确实实现了一些面向对象的应用，但是这个语言更重要的作用是提出了一种新的思想观念和解决问题的新思路和新方法，它向人们展示了面向对象这个虽然稚嫩，但却充满希望的发展方向。其后，先后产生了L

5、isp、Clascal、ObjectPascal、C++等多种面向对象的语言，这中间最有影响，也是对面向对象技术的普及推动最大的当属C++。C++语言在兼容原有最流行的C语言的基础之上，加入了面向对象的有关内容和规则。由于它的很多语法规则与C语言相近，所以很容易为广大的C程序员所接受；同时C++所具有的面向对象功能简化了应用软件的开发、设计和维护，为开发大型软件提供了很大的方便。C++的广泛推广和成功应用证明了新兴的面向对象技术的实力和前景，C++也正在取代C而成为主流编程语言。Java是90年代新出现的面向对象的编程语言。相对于C++，Java去除了其中为了兼容C语言而保留的非面向对象的内

6、容，使程序更加严谨、可靠、易懂。尤其是Java所特有的“一次编写、多次使用”的跨平台优点，使得它特别适合在网络应用开发中使用，成为面向对象开发工具中极具潜力的一员。面向对象的程序设计方法的出现和广泛应用是计算机软件技术发展中的一个重大变革和飞跃。相对于之前的程序设计方法，面向对象技术能够更好地适应当今软件开发在规模、复杂性、可靠性和质量、效率上的种种需求，因而被越来越多地推广和使用，其方法本身也在这诸多实践的检验和磨练中日趋成熟、标准化和体系化，逐渐成为目前公认的主流程序设计方法。1.2面向对象问题求解概述不同于面向过程的程序设计中以具体的解题过程为研究和实现的主体，面向对象的程序设计是以需

7、解决的问题中所涉及到的各种对象为主要矛盾。在面向对象的方法学中，“对象”是现实世界的实体或概念在计算机逻辑中的抽象表示。具体地，对象是具有唯一对象名和固定对外接口的一组属性和操作的集合，用来模拟组成或影响现实世界问题的一个或一组因素。其中对象名是区别于其他对象的标志；对外接口是对象在约定好的运行框架和消息传递机制中与外界通信的通道；对象的属性表示了它所处于的状态；而对象的操作则用来改变对象的状态达到特定的功能