J01 引言：面向对象和程序设计

在一年之前学过一次面向对象的程序设计，上次课程侧重于编程，这次可能会更加侧重一些面向对象和程序设计方法一些，当然，如果课程涉及的话。

软件工程

软件工程是设计conception和实施mise en œuvres软件产品与程序的一系列活动，旨在合理化rationnaliser软件的生产和维护production et son suivi。

软件工程包括指定spécifier、开发développer和演化软件faire évoluer的所有活动，同时需要运用方法méthode、技术technique、工具outil并考虑成本coût。

开发流程

领域建模 Modélisation du domaine：
- 例如企业或业务背景建模，独立于特定软件。
- 近似于本体论（Ontology）。
需求表达/需求工程 Expression des besoins / ingénierie des exigences：
- 功能需求FP：系统必须提供的服务。
- 非功能需求FC：运行限制条件。
- 使用不同场景或用例描述待实现的系统。
分析（问题建模modélisation du problème）
设计（解决方案建模modélisation de la solution）：
- 总体设计：定义系统的架构及各模块的接口，与编程语言无关。
- 详细设计：针对每个模块的设计，包括编程语言的选择。
编码Codage：将算法翻译traduction为所选编程语言的实现。
测试：
- 单元测试Tests unitaire
- 集成测试Tests d’intégration
验证与确认Vérification et validation：
- 验证：软件是否符合规范
- 确认：软件是否满足客户需求
验收Recette：客户对软件的认可
部署Déploiement：软件的安装和使用。
维护/演化Maintenance/évolution（可占总体成本的95%）：
- 修复性维护maintenance corrective
- 进化性维护maintenance évolutive
文档Documentation：记录软件开发和使用信息。
项目管理Gestion de projet ：
- 项目计划planification du projet
- 项目组织organisation du projet
- 风险管理gestion des risques
- 质量管理gestion de la qualité
- 工件管理gestion des artefacts

开发模型

V模型Cycle en V

需求说明书`(cahier des charges`				运行、操作或使用阶段`expliutation`
需求阶段`（Specification du logiciel）`	确定软件的功能需求和性能约束	→验收→	验证阶段`（Validation）`	系统层面对整体功能进行验证，确保软件满足客户需求。
初步设计阶段`（Conception préliminaire）`	确定系统的架构设计、模块划分以及接口定义。	→测试→	集成测试`（Intégration）`	各模块之间的接口和协作是否符合系统架构设计的要求。
详细设计阶段`（Conception détaillée）`	每个模块进行详细的设计，包括算法的具体规范。	→测试→	单元测试`（Tests unitaires）`	模块级别的功能进行验证，确保每个模块按照设计要求工作。
		→编码阶段`（Codage）` →

螺旋模型Cycle en spirale

需求与目标确定（Détermination des objectifs）：每次迭代开始时，明确项目的目标、可能的方案及其约束条件。
风险分析（Analyse des risques）：针对开发目标进行风险评估，并提出解决方案以降低风险。
原型开发（Prototype）：通过开发原型验证需求和设计。可以有多个原型（如Proto 1, Proto 2, Proto 3）。
实施与验证（Conception, vérification et validation）：在此阶段对项目的设计、编码和测试进行迭代。

统一过程 Rational Unified Process

迭代与增量式。
以用例为导向。
以架构为核心。
以风险为驱动。

敏捷方法Méthodes Agiles

项目管理与执行的实践集合。
敏捷宣言（Agile Manifesto）：
- 个体和互动高于流程和工具
- 工作的软件高于详尽的文档
- 客户合作高于合同谈判
- 响应变化高于遵循计划

软件工艺（Software Craftsmanship, 2009）

不仅关注个人与团队的互动，还关注专业社区的建设。
不仅追求可运行的软件，还追求良好设计的软件。
不仅强调与客户的合作，还追求富有成效的合作关系。
不仅适应变化，还强调持续创造价值。

面向对象

经典方法 Approche classique：基于功能的分解décomposition fonctionnelle 。

面向对象方法 Approche objet：基于协作实体的分解décomposition en entités collaborantes。

对象 objet

对象是系统中的实体existence，对象为系统中的其他对象提供服务rend des services，其演变不会影响系统的其他部分（前提是其提供的服务不变）。

对象 = 状态 état+ 行为 comportement+ 身份 identité

状态：由对象的历史决定。
行为：定义对象提供服务的方式。
身份：即使两个对象具有相同的状态和行为，依然是两个独立的对象。

状态

对象的状态由以下两部分组成：

一组属性（名称和值），用于根据其规范提供预期的服务。
一组命名的、永久或临时的链接，指向其他对象，以便请求其服务。链接通常通过一个属性来实现，该属性记录了相关对象的身份。

对象的身份通常被认为是一个隐式属性（对象知道自己的身份）。

行为

特定服务通过某一操作定义，并由方法实现。
一个对象（发送者）通过发送包含所需操作及必要参数的消息，向另一个对象（接收者）请求服务。
接收对象激活相应的方法。
消息可以是同步或异步的，并可以有或没有响应。

接口，协议，封装

接口与协议 interface & protocole

协议（protocole）是一个对象所提供的一组操作。
两个对象可以有相同的协议（操作，opérations），但不一定有相同的行为（方法，méthodes）。
接口（interface）是一组操作（通常语义上相关联的操作）。
一个协议可以包含一个或多个接口。

封装 encapsulation

对象保存其状态（属性和关联）并提供服务（方法）的方式是独立的。它的客户端不需要了解这些细节（也不应该依赖这些细节）。
抽象（abstraction，隐藏非重要细节）要求使用封装（encapsulation）。
封装的优势：
- 应用的演进Evolution de l’application，可复用性Réutilisation，调试Mise au point。

类，继承，抽象类，多态

类（classe）是定义结构（属性列表）和行为（方法定义）的一种机制，用于描述一组对象。
- 一个对象被称为其类的实例（instance），类负责创建对象（实例化，instanciation）。
- 属性和关联的定义与类的方法一起构成了类的特性（caractéristiques）。

泛化 / 特化 Généralisation / spécialisation

泛化（généralisation）表达的是“是一种”（is-a）的关系，可以在集合视角中表示包含关系。
- 具体来说，是一个通过超类super-classe将其特性继承héritage给一个或多个子类sous-classes的机制，从而形成类的层次结构。
- 子类可以添加属性、方法，或者重新定义超类的方法。
替换原则 Principe de substitution：如果 B 是 A 的特化，则每个 B 都是一个 A。
多继承 Héritage multiple：一个类可以继承多个类。
委托 délégation
- 某些语言支持面向对象的编程，但不支持继承。在这些情况下，超类特性可以通过委托来替代：一个对象请求另一个对象代为提供所需服务。
- 即使在支持继承的语言中，委托也可以作为一种有用的技术。

抽象类 Classe abstraite

抽象类：无法实例化，用于在子类中复用其定义的属性。
抽象方法：没有关联实现的方法；包含至少一个抽象方法的类必须是抽象类。
一个接口可以看作是仅包含抽象方法（以及常量）的抽象类。
一个类可以继承其他类并实现接口；一个接口可以继承其他接口。

多态 polymorphisme

多态（polymorphisme）一词源于古希腊语：πολλοί（polloí，意为“多个”）和 μορφος（morphos，意为“形式”）。
- 多态是指在不同类型的数据上使用相同代码的能力。
- 同一条消息可以发送给两个不同的对象（属于不同的类）：这就是接收对象上的多态（通常需要一个共同的超类）。
具体来说，面向对象允许为同一操作定义两个不同的方法。