软件工程理论与实践 (吕云翔) 第十章： 面向对象设计课后习题及答案解析

第十章： 面向对象设计

1.判断题

（1）在面向对象的设计中，应遵循的设计准则除了模块化、抽象、低耦合和高内聚外，还有信息隐藏。(√)

（2）面向对象分析和设计活动是一个多次反复选代的过程。(√)
（3）关系数据库可以完全支持面向对象的概念，面向对象设计中的类可以直接对应到关系数据库中的表。(×)

解析：虽然关系数据库可以存储和管理数据，但关系数据库模型与面向对象模型有一定差异。面向对象设计中的类和对象并不直接对应关系数据库中的表，需要进行对象关系映射（Object-Relational Mapping，ORM）来将对象模型映射到关系数据库中的表结构。

（4）面向对象设计是在分析模型的基础上，运用面向对象技术生成软件实现环境下的设计模型。(√)

2.选择题

（1)面向对象设计阶段的主要任务是系统设计和（D）
A.结构化设计
B.数据设计
C.面向对象程序设计
D.对象设计
（2）只有类的共有界面的成员才能成为使用类的操作，这是软件设计的（B）原则
B.信息隐藏
A.过程抽象
D.共享性
C.功能抽象

解析：只有类的共有界面的成员（公有方法和属性）才能成为使用类的操作，这符合软件设计的信息隐藏原则。

（3）（B）是表达系统类及其相互联系的图示，它是面向对象设计的核心，是建立状态
图、协作图和其他图的基础。
B.类图
A.部署图
C.组件图
D.配置图
（4）下面所列的性质中，（D）不属于面向对象设计的特性。
B.重用性
A.继承性
C.封装性
D.可视化
（5）下列是面向对象设计方法中有关对象的叙述，其中（B）是正确的。
A.对象在内存中没有它的存储区
B.对象的属性集合是它的特征表示
C.对象的定义与程序中类型的概念相当

D.对象之间不能相互通信
（6）面向对象设计中，基于父类创建的子类具有父类的所有特性（属性和方法），这一特
点称为类的（C）。
B.封装性
A.多态性
C.继承性
D.重用性

3.简答题

（1）请比较结构化软件设计方法和面向对象软件设计方法。

​ 面向对象的设计更符合复杂的、随机性较强，适合并发性的系统软件设计，而不适合逻辑性很强的系统软件设计。结构化软件设计一般从系统功能人手，按照需求将系统功能分为若干个子功能模块。面向对象设计方法比结构化设计方法更具有优势，使用范围更广。由于在类中封装了属性和方法，因此在面向对象的类设计中已经包含了面向过程中的过程设计。此外，与面向过程中的数据设计所不同的是，面向对象设计中的数据设计并不是独立进行的，面向对象设计中的类图相当于数据的逻辑模型，可以很容易地转换成数据的物理模型。

（2）请简述面向对象设计的启发规则。

​ 面向对象设计的启发规则包括：

• 设计结果应该请易懂。
• 类的等级深度应该适当。
• 要尽量设计简单的类。
• 使用简单的协议。
• 使用简单的操作。
• 把设计的变动减至最小。

（3）请简述面向对象的设计原则

1）模块化。在结构化的设计中，一个模块通常为一个过程或一个函数，它们封装了一系列的控制逻辑；而在面向对象的设计中，一个模块通常为一个类或对象，它们封装了事物的属性或操作。
2）抽象化。类是对一组具有相似特征的对象的抽象。可以说，类是一种抽象的数据类型。同时，对象也是对客观世界中事物的抽象。它用紧密结合的一组属性和操作来表示事物的客观存在。
3）信息隐藏。对于类而言，其内部信息（如属性的表示方法和操作的实现算法）对外界是隐藏的。外界通过有限的接口来对类的内部信息进行访问。类的成员都具有相应的访间控制的属性。
4）低耦合。在面向对象的设计中，耦合主要是指对象之间的耦合，即不同对象之间相互关联的紧密程度。低耦合有利于降低由于一个模块的改变而对其他模块造成的影响。
5）高内聚。内聚与耦合密切相关，低耦合往往意味着高内聚。提高模块的内聚性有利于提高系统的独立性。
6）复用性。构造新类时，需要考虑该类将来被重复利用的可能。提高类的复用性可以节约资源，精简系统结构。

（4）请简述系统设计和对象设计。

​ 系统设计关注于确定实现系统的策略和目标系统的高层结构，系统设计是定义系统的整体结构和组织方式，包括模块关系、数据流动和交互等。对象设计是在系统设计基础上进行的更具体和具体的设计，关注于对象和类的属性、方法和关系。系统设计关注整体架构，对象设计关注具体实现。它们相互配合，确保系统开发成功。

4.应用题

（1）在一个习题库下，各科教师可以在系统中编写习题及标准答案，并将编写的习题和答案加人题库中，或者从题库中选取一组习题组成向学生布置的作业，并在适当的时间公布答案。学生可以在系统中完成作业，也可以从题库中选择更多的习题练习。教师可以通过系统检查学生的作业，学生可以在教师公布答案后对自已的回答进行核对。阅读这一情境，分析出该系统所包括的实体类并适当添加属性，绘制出类图。

具有以下实体类和它们的属性：

1. 教师（Teacher）类：
   • 属性：教师ID、姓名
2. 学生（Student）类：
   • 属性：学生ID、姓名
3. 习题（Exercise）类：
   • 属性：习题ID、题目、标准答案
4. 题库（QuestionBank）类：
   • 属性：题库ID、题目集合
5. 作业（Assignment）类：
   • 属性：作业ID、习题集合、截止时间
6. 答案（Answer）类：
   • 属性：作业ID、学生ID、答案

（2）利用面向对象的设计方法设计某网上书店系统。这里可以做一些假设。

以下是一个基本的面向对象设计：

1. 实体类：

• 书籍（Book）：属性包括书籍ID、书名、作者、出版社、价格等。
• 顾客（Customer）：属性包括顾客ID、姓名、地址、联系方式等。
• 订单（Order）：属性包括订单ID、顾客信息、书籍信息、订单日期等。

2.功能类：

• 书店（Bookstore）：包含书籍的管理功能，如添加书籍、删除书籍、更新书籍信息等。
• 购物车（ShoppingCart）：用于顾客选择想购买的书籍并生成订单。
• 订单处理（OrderProcessing）：处理生成的订单，包括验证库存、计算总价、生成订单号等。
• 支付（Payment）：处理订单的支付流程，包括选择支付方式、验证支付信息等。
• 发货（Delivery）：处理订单的发货流程，包括选择快递公司、更新订单状态等。

3.关联关系：

• 书籍与书店之间存在关联，书店可以管理多种书籍。
• 顾客与购物车之间存在关联，顾客可以将书籍添加到购物车。
• 顾客与订单之间存在关联，顾客可以生成多个订单。
• 订单与书籍之间存在关联，一个订单可以包含多种书籍。