信息与计算科学专业面向对象程序设计教程.pdf

第一章 类和对象 1.1 用面向对象程序设计思想，编写航空货物托运费用计算程序 讲授面向对象程序设计的方法与达到的目的： 以案例为中心 采用任务驱动的思想 讲授软件开发主流技术 建立软件开发相关技术的横向及纵向的关系 培养综合应用能力 1．1．1 案例场景描述 我们乘坐飞机旅行时，都会随身携带我们所需要的日常生活用品。一般情况下， 可能只需要一个旅行包即可装下所需要的所有生活用品了。但是对于一些商务旅行 人员来说，每次商务旅行都需要携带大量的物品，有时货物的重量甚至可能重达几 百公斤。当所携带的物品超过一定的重量时，航空公司需要为超重的物品付费，一 般情况下，航空公司对物品超重的旅客实行分段收费，收费标准如下。 (1)在旅客所携带的物品的重量不超过15公斤时，可免费携带。 (2)超过15公斤，但小于25公斤时，收费标准为： 15公斤及以下的货物不收费； 15公斤以上的货物，按每公斤12元收费。 (3)超过25公斤，但小于45公斤时，收费标准为： 15公斤及以下的货物不收费； 15—25公斤之间的货物，按每公斤12元收费； 25公斤以上的货物，按每公斤15元收费。 (4)超过45公斤．但小于80公斤时，收费标准为： 15公斤及以下的货物不收费； 15—25公斤之间的货物，按每公斤12元收费； 25—45公斤之间的货物，按每公斤15元收费； 45公斤以上的货物，按每公斤20元收费。 (5)超过80公斤时，收费标准为； 15公斤及以下的货物不收费； 15—25公斤之间的货物，按每公斤12元收费； 25—45公斤之间的货物，按每公斤15元收费； 45—80公斤之间的货物，按每公斤20元收费； 80公斤以上的货物，按每公斤30元收费。 在介绍面向对象程序设计思想的同时，我们将一步步地指导如何设计出这个 程序。我们把要设计的程序称为 “案例”。 1．1．2 案例目标及要求 1．案例的目标 根据上一小节所描述的案例场景，设计 “航空货物托运费用计算程序”，使 航空公司的收费员，可以通过简单地输入货物的重量，便可计算出旅客的托运费 用。 2．设计要求 （1）能够方便地将货物信息录录入程序，并立即计算出托运费用； （2）能够对货物信息进行查询； （3）能够对货物信息进行长保存。 1 1．2 世界是由对象构成 在物理实体中，我们把对象定义为：“可以看得见，摸得着的实体。”如：灯、书、笔等。 在人为的概念中，我们把对象定义为：“有明确边界与意义的东西。”如：一名职工、一 家公司、一个机构等。 对象都有着一个共同特征：拥有状态和行为。 状态是对象的一个或多个属性的描述。如：“灯是亮着的”，这是灯的状态。 行为是对象为了改变自身的状态而发生的作用和反作用。如：“把灯关了”，这是它的 行为。 简单来说，在软件中对象就是一组变量和相关方法的集合，其中变量表明对象的状态， 方法表明对象所具有的行为，即我们所学过的函数。 当然，可以将现实世界中的对象经过抽象，映射为软件中的对象。对象在软件中是通 过一种抽象数据类型来描述的，这种抽象数据类型称为类(C1ass)，如图1—1所示。 用更严谨的话来表述，“对象是封装了数据结构及可以施加在这些数据结构中的操作的 封装体，这个封装体有惟一地标识它的名字，并且向外界提供一组操作。” 概括地说，面向对象方法具有下述4个要点： （1）认为客观世界是由各种对象组成的，任何事物都是对象；复杂的对象可以由比较 简单的对象以某种方式组合而成。 （2）把所有对象都划分成各种对象类(简称为类；C1ass)，每个对象类都定义了一组数 据和一组方法。 （3）按照子类与父类的关系，把若干个对象类组成一个层次结构的系统。 （4）对象彼此之间仅能通过传递消息实现互相联系。 1．3 抽象、封装与类 1．3．1 什么是抽象、封装 我们来考察一下现代的新闻报道。在这个时代，政治新闻、体育新闻、娱乐新闻，每 天各种各样的新闻报道成千上万，如果都要关心、阅读所有这些报道的话，那么，我们就再 2 也不可能有精力做其