《计算机基础与程序设计》第九周

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教材学习内容总结
《计算机科学概论》第九章
第九章围绕面向对象设计和高级程序设计语言，阐述了核心概念、语言特性、设计原则以及建模语言相关内容，为理解和实践软件开发中的相关工作提供了重要知识基础。
一、面向对象设计基础
类与对象
类：是一种抽象的数据类型，作为对象的模板来定义对象具有的属性（数据成员）和行为（成员方法），规定了同一类对象共有的特征和操作。
对象：是类的具体实例，基于类的定义创建出来，每个对象都拥有各自独立的属性值，可调用类中定义的方法来实现相应行为。例如，定义 “学生” 类包含姓名、年龄等属性和学习、考试等方法，而具体某个叫 “张三” 的学生就是 “学生” 类的一个对象。
封装
将对象的属性和操作这些属性的方法包装在一起，对外隐藏内部实现细节，只通过特定的接口来访问和操作对象内的数据，以此增强数据安全性、提高代码可维护性，防止外部随意篡改数据。比如在银行账户类中，账户余额属性被封装，外部只能通过存款、取款等规定方法来操作余额。
继承
允许一个类（子类）获取另一个类（父类）的属性和方法，子类可以在继承的基础上添加、修改或重写自己特有的属性和方法，能有效减少代码冗余、提高复用性。例如 “哺乳动物” 类作为父类有呼吸、进食等方法，“猫” 类作为子类继承 “哺乳动物” 类后，还可添加如 “抓老鼠” 的特有方法。
多态
不同类的对象对同一消息（方法调用）能做出不同响应，具体表现为同一个方法名在不同类中有着不同的实现内容，增加了代码灵活性与可扩展性。像 “图形” 类有 “绘制” 方法，“圆形”“矩形” 等子类继承 “图形” 类后重写 “绘制” 方法，各自按自身图形特点来绘制。
二、高级程序设计语言特性
自动内存管理
许多高级语言自带自动内存管理机制，常见的如垃圾回收（Garbage Collection）。它能自动检测并回收程序中不再使用的内存空间，程序员无需手动去分配和释放内存，极大降低了因内存管理不当引发的错误，像 Java、Python 等语言都具备该特性。
异常处理
用于妥善处理程序运行期间出现的意外情况（异常），比如输入错误、运行时错误等。通过相应的语法结构（如 Java 中的 try-catch 语句块），程序可以捕获异常，并按设定的方式进行处理，避免因异常导致程序崩溃，保证程序能较为平稳地运行。
泛型编程
能够编写通用代码，使其适用于多种不同的数据类型，而不是局限于某一特定类型，提升了代码复用程度和可维护性。例如 C++ 中的模板（Templates），可以定义函数模板或类模板，能根据传入的不同类型参数进行相应的操作。
三、面向对象设计原则
单一职责原则
一个类应该只专注于完成一项主要职责，让类的功能更纯粹、内聚性更强，这样在后续维护或修改代码时，因职责明确而更容易操作，避免一个类承载过多功能，一处变动影响多处的情况。
开闭原则
要求软件实体（类、模块、函数等）对扩展是开放的，意味着可以方便地添加新功能；而对修改是封闭的，即尽量不改动已有代码就能实现功能扩展，以此保障软件的稳定性，减少因修改旧代码带来的潜在风险。
里氏替换原则
子类对象必须能够替换掉父类对象，并且替换后程序的行为和逻辑依然正确，强调了继承关系下代码的可替换性和兼容性，确保继承体系的合理与稳定。
四、UML（统一建模语言）相关知识
UML 图类型及作用
类图：核心的 UML 图，用于清晰展现系统中的各类、类的属性、方法以及类与类之间的关系（如关联、继承、聚合等），为系统架构设计和代码实现提供直观的参考蓝图。
对象图：是类图的实例化表达，展示特定时刻系统中实际存在的对象以及它们之间的相互关系，帮助理解系统运行时的具体状态。
用例图：着重描述系统的功能需求，体现用户与系统之间的交互关系，明确系统能为用户做什么，辅助进行需求分析和功能界定。
《C语言程序设计》第七章
第七章主要讲解了函数的概念以及函数的使用，递归函数，函数嵌套，以及变量的作用域生存域及其使用，并介绍了模块化程序设计的思维方法
例如递归函数
int factorial(int n) {
if (n == 0) {
return 1;

}
return n * factorial(n - 1);

}

教材学习中的问题和解决过程（先问 AI）
基于AI的学习
对课上不是很懂的知识点通过AI进行复习