《面向对象编程进阶》课件

面向对象编程进阶从基础的面向对象编程概念入手深入探讨面向对象程序设计的高级技术和最佳,实践帮助开发者提高编码能力设计出更加健壮和可维护的应用程序,,课程目标掌握面向对象编程基础学习常见设计模式包括类、对象、封装、继承和多态等核心概念的理解和应用熟悉单例、工厂、策略、装饰等主流设计模式的实现和使用场景提高代码设计能力增强解决问题的技能通过学习设计模式培养更加灵活、可扩展的面向对象编程能力掌握不同设计模式在实际问题中的应用和优缺点面向对象编程基础回顾类与对象基础1回顾面向对象编程的核心概念类和对象理解它们的定义、-,属性和方法封装和抽象2探讨如何通过封装和抽象隐藏类的内部实现细节提高代码的,可维护性继承与多态3回顾继承的概念以及多态如何通过动态绑定实现代码的灵活,性类与对象类的定义对象的创建对象的使用数据封装类是一种抽象的数据类型，它类中定义的属性和方法被实例对象可以访问类中定义的属性类可以将数据和操作数据的方定义了对象的属性和行为类化为对象通过创建类的实例和方法通过对象的行为和交法封装在一起，实现数据的抽可以看作是具有相同特征的一，我们可以生成具有独特特征互，我们可以实现各种复杂的象和隐藏，提高代码的可靠性群对象的蓝图或模板的对象功能和安全性封装私有访问修饰符公共访问修饰符受保护访问修饰符私有访问修饰符限制对类内部变量和方法的公共访问修饰符允许类外部对变量和方法进受保护访问修饰符限制对变量和方法的访问访问有效保护了类的内部实现细节行访问使类能够被其他类使用和扩展仅允许子类和同一包内的类访问,,,继承类之间的关系通过继承可以表示类与类之间的层级关系，子类可以继承父类的属性和方法代码重用继承可以帮助我们减少重复代码，提高代码复用性和可维护性多态性继承为类之间的多态性奠定基础，子类可以重写父类的方法实现不同的行为多态方法重载方法重写接口多态同一个类中定义多个同名方法，但参子类可以覆盖父类的方法实现，实现同一个接口可以有多个实现类，调用数列表不同，可根据传入参数自动选不同的功能这种多态性增加了代码时可无需关心具体实现，从而增强了择合适的方法执行的灵活性系统的扩展性抽象类与接口抽象类接口抽象类定义了一个共同的结构和行为规范，可以包含抽象方法和具接口定义了一个完全抽象的合约,声明了一系列方法而不提供任何实体方法子类必须实现抽象类中的抽象方法现子类必须完全实现接口中声明的所有方法区别应用场景抽象类可以包含具体方法而接口只能有抽象方法抽象类可以有成员抽象类用于建立类的层次结构接口用于定义规范和约定两者都能,;,变量,接口只能有常量;子类可以实现多个接口,但只能继承一个抽象实现代码的复用和多态类设计模式入门设计模式是软件开发中常见的解决方案可以帮助程序员编写可复用、可维护的,代码了解设计模式的基础知识对于提高编程能力非常重要单例模式唯一实例延迟初始化单例模式确保一个类只有一个实单例模式通常采用懒加载的方式例并提供一个全局访问点在第一次需要使用时才创建实,,例线程安全广泛应用需要确保在多线程环境下,单例单例模式在日志记录器、配置对的创建和访问是线程安全的象、缓存、对话框等场景都有广泛应用工厂模式创建对象的中心化工厂模式将对象的创建过程集中到一个工厂类中使得创建对象的过程更加规范和统一,解耦合工厂模式将对象的创建从客户端代码中分离出来降低了耦合度提高了灵活性,,可扩展性通过工厂方法或抽象工厂等变体可以方便地扩展新的产品族或产品等级,策略模式策略模式结构代码实现应用场景策略模式通过将不同的算法封装到具体策略策略模式的核心是定义一个上下文类,它持策略模式广泛应用于算法选择、渲染引擎切类中让客户端可以灵活地选择使用哪种算有一个抽象策略接口并在需要时动态地切换、支付方式选择等场景体现了开闭原则,,,法避免了或语句带来的复换具体的策略实现这样既增加了灵活性的设计思想,if-else switch,杂性又降低了耦合度装饰模式定义作用应用场景优势装饰模式是一种结构型设计模装饰模式可以在不改变对象自在需要为对象动态添加新功能灵活性强,可以在运行时动态式,通过动态地把责任附加到身结构的情况下,动态地改变时,装饰模式是一种很好的解组合功能不需要改变原有的对象上来扩展对象的功能这对象的行为和职责这对于需决方案比如在IO流处理、类层次结构,符合开闭原则与继承的方式不同,更加灵活求经常变化的系统非常有用GUI组件渲染等场景中广泛应和具有可扩展性用观察者模式模式概述应用场景优势观察者模式定义了一种一对多的依赖关系,常见应用场景包括用户界面、发布-订阅系•主题和观察者之间的抽象耦合当一个对象的状态发生改变时所有依赖于统、消息队列等可以实现松耦合的设计提,,,支持广播通信•它的对象都将得到通知并自动更新高代码的可复用性和可维护性动态注册和删除观察者•访问者模式定义访问者模式是一种行为型设计模式允许为一个对象结构添加新的操作而不改变这个对,,象结构优点新增操作时不需要修改原有的类结构可以很好地符合开闭原则,适用场景对象结构比较稳定但需要经常增加新的操作时使用访问者模式,责任链模式灵活性解耦责任链模式通过将处理请求的对该模式将发送者和接收者解耦,使象链接在一起,提高了系统的灵活得发送者只需知道链上的第一个性可以动态地增加或修改处理对节点不需要知道链的结构和成员,,象简化处理通过将处理逻辑分散到不同的处理对象中可以更好地将复杂问题简化提,,高代码的可维护性适配器模式定义作用优点应用适配器模式是一种结构型设计解决因接口不兼容而无法直接可以让原本不兼容的类一起工常用于连接遗留系统和新系统模式，用于将一个类的接口转调用现有组件的问题，提高代作，无需修改现有代码结构、整合第三方组件等场景换成客户端期望的另一个接口码的复用性和灵活性代理模式定义应用场景12代理模式通过一个中间对象（在需要添加日志、缓存、权限代理）来控制对原对象的访问检查等功能时使用代理模式优点实现方式34可以在不修改原对象代码的情创建一个代理类来包装原对象况下扩展其功能并提供相应的功能建造者模式灵活构建复杂对象逐步构建建造者模式将对象的创建过程与其表示分离使得同样的构建过程可建造者模式允许用户一步一步构建复杂对象可以更好地控制对象的,,以创建出不同的表示创建过程隐藏复杂性解耦产品和构建过程建造者模式将复杂的构建逻辑隐藏在建造者内部使得客户端不需要建造者模式将产品本身与创建过程分离开来使得同样的构建过程可,,关心复杂的创建过程以创建出不同的产品命令模式封装命令分离调用和执行12将请求封装成对象,使不同的请命令对象包含请求的调用者和求对客户端代码具有一致性便执行者分离了调用操作和实现,,于扩展和修改操作的对象支持撤销和重做支持宏命令34通过维护命令的历史记录,可以可以将多个命令组合成一个宏实现对命令的撤销和重做操作命令,实现复杂的功能模板方法模式模板方法模式概述模板方法模式结构模板方法模式应用场景模板方法模式定义了一个算法的骨架，而将该模式包括抽象类和具体子类抽象类定义当需要控制子类如何实现某个算法的各个步一些步骤延迟到子类中通过这种方式，子了算法的骨架，而具体子类则实现了某些步骤时，可以使用模板方法模式它为子类提类可以在不改变算法结构的情况下重新定义骤供了灵活性，同时保持了算法整体结构的一某些步骤致性状态模式定义应用场景优点缺点状态模式是一种行为型设计模状态模式适用于一个对象的行将状态相关的行为局部化,封状态模式可能会导致系统变得式它允许对象在内部状态改为取决于它的状态并且必须装了状态切换的逻辑增强对复杂需要定义大量的具体状,,,,变时改变它的行为它将对象在运行时根据状态改变其行为象的可重用性和灵活性态类的状态封装在不同的状态类中的情况如电子设备的电源管,并根据当前状态切换不同的理、订单状态流转等行为组合模式树状结构通过将对象组合成树状结构来表示部分-整体的层次关系可以统一对待单个对象和组合对象递归结构组合模式使得客户端代码可以一致地处理单个对象和组合对象，无需关注处理的是单个对象还是组合对象文件夹结构组合模式常用于创建文件夹或菜单等具有树状层次结构的对象组合，为客户端提供统一的访问接口迭代器模式遍历集合抽象接口灵活性迭代器模式允许以统一的方式遍历不同类型提供一个抽象的迭代器接口，定义遍历集合可以根据需求自由实现不同类型的具体迭代的集合对象，无需了解其内部结构的基本操作，如获取下一个元素、判断是否器,而不会影响客户端代码遍历结束等备忘录模式记录和恢复状态解耦实现细节备忘录模式允许我们记录对象的通过将状态管理与对象实现分离,内部状态,并在需要时将其恢复备忘录模式可以降低代码的耦合这对于撤销操作和实现后悔功度提高灵活性,能非常有用保护敏感信息备忘录对象可以隐藏对象的私有信息只暴露所需的状态提高安全性,,中介者模式集中控制松耦合12中介者模式通过引入一个中介它能够让对象之间保持松耦合者对象来集中控制和协调多个关系,降低系统的复杂度和维护对象之间的交互成本灵活性应用场景34中介者可以根据需求动态调整常用于聊天室、协作平台等需对象之间的交互方式,提高系统要管理多个对象交互的复杂系的灵活性统享元模式减少内存占用内部状态与外部状态享元工厂享元模式通过共享对象来减少内存使用,适享元模式将对象的状态分为内部状态和外部享元工厂负责创建和管理享元对象,确保相用于需要创建大量相似对象的场景状态,内部状态存储于共享对象中,外部状态同内部状态的对象可以被共享由客户端负责解释器模式定义应用场景关键角色优缺点解释器模式是一种行为型设计解释器模式适用于需要解释执解释器模式主要包括:抽象语优点是扩展性好,可以方便地模式,它定义了一种方式来定行一些语言或表达式的场景,法树、终结符表达式和非终结修改和添加新的表达式缺点义语言的语法以及如何解释其如SQL查询解析、正则表达式符表达式它们共同构成了整是实现复杂,对于复杂语法编语法这种模式通常用于创建解析等它可以将复杂的语法个语法解释的过程写相应的语法树较为困难内部领域特定语言转换为更简单的对象模型总结与展望在经历了面向对象编程的各个关键概念学习后，我们对编程的整体架构有了更深入的理解展望未来，我们将继续探索更多设计模式的应用，并学习如何将其灵活应用于实际项目开发中通过不断学习和实践，相信我们一定能成为真正的编程高手。