项目案例作业2：对案例进行面向对象分析

学生管理系统面向对象分析报告

小组成员：李天瑞 202421336012

目录

• 学生管理系统面向对象分析报告
  • 1. 案例中哪里体现出了封装性及其好处？
    • 封装性的体现
    • 封装性带来的好处
  • 2. 案例中的setter/getter模式与封装性
    • 什么是setter/getter？
    • setter/getter的作用
    • 如何自动生成
  • 3. 案例中某些类的toString()方法
    • toString()方法的作用
    • toString()一般应包含的内容
    • toString()方法的来源
  • 4. 案例中几个常用方法解析
    • Student类构造方法
    • StudentManagementSystem.addStudent()
    • StudentManagementSystem.searchByName()
  • 5. 案例中的面向对象设计
    • 5.1 描述案例所解决的问题 找到其中的名词与动词
    • 5.2 类设计与功能分配
      • Student类
      • StudentManagementSystem类
      • Main类
      • 设计优势：

1. 案例中哪里体现出了封装性及其好处？

封装性的体现

1. 私有属性
   

   所有属性都被声明为private，外部类无法直接访问和修改这些属性。

2. 公共方法

   public String getName() { return name; }
   public void setName(String name) { this.name = name; }
   // 其他getter和setter方法
   

   通过公共的getter和setter方法来控制对私有属性的访问。

3. 数据隐藏
   StudentManagementSystem类中的学生列表也是私有的：

   private List<Student> students;
   

封装性带来的好处

1. 数据保护：防止外部代码随意修改对象内部状态，确保数据的完整性和一致性。
2. 实现细节隐藏：外部使用者不需要知道类内部如何存储数据，只需要知道如何使用公共方法。
3. 易于维护：如果需要修改内部实现（如数据验证逻辑），只需修改类内部代码，不影响外部调用者。
4. 灵活性：可以在setter方法中添加数据验证逻辑，如检查GPA范围是否合理。

2. 案例中的setter/getter模式与封装性

什么是setter/getter？

Setter和Getter是用于访问和修改类私有属性的公共方法。

• Getter（获取器）：用于读取私有属性的值

  public String getName() {return name;
  }
  

• Setter（设置器）：用于修改私有属性的值

  public void setName(String name) {this.name = name;
  }
  

setter/getter的作用

1. 控制访问权限：通过方法而非直接访问字段，可以在方法中添加额外的逻辑。
2. 数据验证：在setter中可以验证输入数据的有效性。
3. 保持兼容性：即使内部实现改变，对外接口保持不变。
4. 支持只读或只写属性：只提供getter创建只读属性，只提供setter创建只写属性。

如何自动生成

在主流IDE中自动生成setter/getter的方法：

IntelliJ IDEA：

1. 右键点击代码区域
2. 选择 "Generate" → "Getter and Setter"
3. 选择要生成方法的字段

Eclipse：

1. 右键点击代码区域
2. 选择 "Source" → "Generate Getters and Setters"
3. 选择要生成方法的字段

3. 案例中某些类的toString()方法

toString()方法的作用

toString()方法的主要作用是返回对象的字符串表示形式，便于调试、日志记录和显示。

toString()一般应包含的内容

• 类名或对象标识
• 所有重要属性的值
• 格式清晰易读

toString()方法的来源

1. 继承自Object类：所有Java类都隐式继承自Object类，而Object类包含默认的toString()实现。
2. 默认实现的问题：Object类的toString()默认返回：类名@哈希码（如Student@1b6d3586），这对调试没有帮助。
3. 重写（Override）：为了提供有意义的字符串表示，子类需要重写此方法。

4. 案例中几个常用方法解析

Student类构造方法

public Student(String name, int age, String gender, String id, String major, double gpa)

• 入参：学生的所有基本信息（姓名、年龄、性别、学号、专业、GPA）
• 功能：创建Student对象并初始化所有属性
• 返回：新的Student对象实例
• 描述：用于快速创建包含完整信息的学生对象

StudentManagementSystem.addStudent()

public void addStudent(Student student)

• 入参：要添加的Student对象
• 功能：将学生对象添加到管理系统的学生列表中
• 返回：void（无返回值）
• 描述：核心的数据添加方法，维护学生集合

StudentManagementSystem.searchByName()

public List<Student> searchByName(String name)

• 入参：要搜索的学生姓名
• 功能：在现有学生列表中查找所有匹配指定姓名的学生
• 返回：包含匹配学生的List集合
• 描述：提供按姓名精确搜索的功能，返回可能多个同名学生的列表

5. 案例中的面向对象设计

5.1 描述案例所解决的问题 找到其中的名词与动词

问题描述：
本系统需要管理大学中的学生信息，包括添加新学生、删除毕业学生、根据不同条件查询学生信息，以及展示所有在校学生。

名词分析：

• 学生（Student）
• 学号、姓名、年龄、性别、专业、GPA（属性）
• 管理系统（StudentManagementSystem）
• 列表、集合（数据结构）

动词分析：

• 添加（add）
• 删除（remove）
• 搜索/查询（search）
• 显示/获取（get）
• 创建（构造方法）

5.2 类设计与功能分配

基于上述分析，我会设计以下类结构：

Student类

• 属性：name, age, gender, id, major, gpa
• 功能：
  • 存储学生基本信息
  • 通过getter/setter提供属性访问
  • 重写toString()用于信息展示

StudentManagementSystem类

• 属性：List students
• 功能：
  • addStudent(): 添加学生到系统
  • removeStudent(): 从系统移除学生
  • searchByXxx(): 多种条件搜索学生
  • getStudents(): 获取所有学生列表

Main类

• 功能：
  • 程序入口点
  • 接收用户输入
  • 调用管理系统功能
  • 显示操作结果

设计优势：

1. 职责分离：每个类有明确的单一职责
2. 高内聚低耦合：相关功能集中在同一类中，类间依赖清晰
3. 易于扩展：可以轻松添加新的搜索条件或学生属性
4. 可维护性：修改用户界面不影响核心业务逻辑