面向对象分析与设计（二）

上一节介绍了为什么要对象，什么是对象，怎么用对象。本节将继续介绍对象的基本结构·······

封装

封装是指对象在其操作中将属性隐藏。对象是一个盒子，把属性放在盒子里，把行为放在盒子边缘。隐藏的属性称为私有属性。

封装的本地性和简单性。当前有对象和属性，如果程序员在使用对象时都是直接访问，在以后的工作中，如果要更改这个属性，那么就要找到所有直接使用属性的代码，这是非常可怕的。

关联和聚合

对象不是孤立使用的，所有的对象都和其他对象有关系，只是关系的强弱而已。

在使用对象建立模型时，有关联和聚合两种连接对象的方式：

• 关联是一种弱连接。对象可以是这个团体的一部分，但并不相互依赖。例如一辆汽车这个团体，乘客和司机对于汽车的关系是关联的，是松散的关系。

关联的UML图如下：

• 聚合是一种强连接。它是把几个对象放在一起组成更大的对象，从而形成了部分--整体的结构关系，这种依赖性很强，至少整体对于部分的依赖性是很强的。例如汽车的轴承和外壳模型，模型是汽车的主题框架，轴承是汽车有动力的必要条件。

聚合的UML图如下：

图和树

除了关联和聚合外，还有图和树关系。

图是对象连接的一个任意集合。如果关联的对象多一点的话就常常会形成图，例如北京地铁系统图，人们可以从一个站到另一个站，通常会经过更多的站。

多关联形成图：

树是图的一种特殊情况。如果结聚合的UML图多画几层就会发现是一个倒的树形结构。树的每一个节点都只有一个父节点，和若干子节点。

多层次的聚合图：

连接对象的任意组合会形成关联，图；而只有那些相互关联，有正确结构的组合才会次形成聚合，树。

链接和可导航性

对象图中对象之间的连接称为链接。如果想要说明一个对象知道另一个对象在哪，就可以用箭头。如图，Customer链接了Address和String。

导航链接图

每个链接都可以看做一个属性，然后链接的名字就是属性名。因此可以说，aCustomer的属性address把它链接到Address对象上，属性name把它链接到表示其名称的String对象上。箭头表示可导航性，即知道另一个对象在哪里。因为Customer 端没有箭头，这表示String不知道它与aCustomer的关联。可导航的链接在面向对象的程序中常常称为指针(指针是对象在内存中的地址，以便在需要时能找到它)。

简单的值显示为属性，重要的对象显示为链接的盒子，中间值根据需要显示为属性或链接的盒子。

消息

每个对象都至少与另一个对象建立联系，孤立的对象毫无意义。对象一旦建立连接，就可以协作完成任务，在协作是要相互发送消息。如图所示，消息在实线箭头上方表示发送的方向，回应在蝌蚪符号的下发表示数据的移动方向。

使用消息协作图

对象是谦恭的，在接收到消息后会立刻处理请求并回应。但实际上，接收对象有时也是有心无力的，下面是一些请求失败情况：

启动操作

在软件对象收到消息时，就会执行一些代码。 每段代码都是个操作。换言之，消息启动了操作。在UML中，可以显示发送者给接收者发送的消息，或者接收者执行的操作，也可以显示两者。

除了回应之外，消息还可以带参数(parameter,也称为变元argument)。 参数是一个对象或简单的值，接收者用它来满足请求。例如，可以给Person对象发送消息“你的身高是多少米?”，一分钟后再发送另一 一个消息“你的身高是多少英寸?”。在这个例子中，“你的身高是多少”就是消息，而“米”和“英寸”就是参数。

有时，不知道自己设计的消息是应让对象执行操作，还是从对象那里提取一些信息， 或者两者均有。消息样式的一个规则是“消息应是一个问题，或者一一个命令，但不能两者都是”，这可以避免许多问题。

提出问题的消息要求对象提供一些信息， 所以总是有回应。如果发出了合理的命令，对象只需执行它，则不需要反馈任何信息。

面向对象程序的工作原理

面向对象的程序在工作时首先要创建对象，然后进行一些列的操作。那么问题来了，谁创建第一个对象？答案是入口点，程序必须有一个入口点。

在java中，main函数就是入口点。在启动程序时，要在用户指定的对象上找到main操作，执行main操作。mian中的每一个指令都可以创建对象，把对线连接在一起，发送消息等。对象接收到消息后，也可以创建对象，连接对象，发送消息。这样，在main执行结束后程序停止，我们的业务也完成了。

垃圾收集

程序中的每个新对象都要占用计算机内存的，在程序运行时，可能会创建越来越多的对象，这样，运行其他程序的可用内存就会减少。如果在对象使用完后不重新声明，计算机就可能用尽内存。

传统上，程序员必须确定何时去除与对象的最后连接，以便显式地删除或释放对象的内存。(结构化的语言没有对象，但有记录、结构和数组，它们也需要释放)。跟踪对象的生命周期是很复杂的，程序员很容易忘记些已没有用的对象，使问题更严重，这种错误称为内存泄漏。

像Java 这样的语言规定，程序会自动重新声明对象，程序员不需要做任何事。其理念是每个程序都有一一个助手， 称为垃圾收集器。它四处巡视，查找未连接的对象，并清理它们。不能访问的对象就不能发送消息，如果对象不能发送消息，就不能回应问题或执行命令，因此必须通过垃圾收集来清除。现在，每个程序都有一个运行时系统(run-time system),这个软件总是在我们编写的代码后面执行，它执行内务操作，例如垃圾收集。