面向对象软件构造实验：飞机大战分析与设计

"该实验指导书是面向哈尔滨工业大学（深圳）面向对象的软件构造课程的一份实验材料，主要目标是让学生理解和应用面向对象的思想，通过分析和设计飞机大战游戏的系统功能，掌握UML类图的绘制，并使用PlantUML插件进行表示。实验涵盖了从系统功能分析到具体类的设计，包括英雄机、敌机和道具类的设计，并要求学生在模板程序基础上进行扩展。" 在实验一“飞机大战功能分析”中，主要涉及以下几个知识点： 1. **面向对象的基本思想**：面向对象编程（Object-Oriented Programming, OOP）是一种编程范式，强调数据结构和数据操作的封装，通过类和对象来模拟现实世界中的实体，实现代码的复用和模块化。 2. **面向对象分析与设计**：在分析阶段，需要识别出系统中的类和对象，明确它们的属性和行为。设计阶段则需要定义类之间的关系，如继承、聚合、组合等，以及如何实现这些关系。 3. **UML类图绘制**：统一建模语言（Unified Modeling Language, UML）是软件开发中的标准化建模工具，类图是UML中的一种图表，用于表示类、接口以及它们之间的关系，包括继承、关联、依赖等。 4. **PlantUML插件**：PlantUML是一个开源工具，它允许用户用简单的文本语法创建UML图表。在实验中，学生将学习如何使用这个插件来绘制敌机和道具类的类图，以及它们之间的继承和关联关系。 5. **设计模式的应用**： - **单例模式**：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点，适用于英雄机的场景，因为游戏中只有一个英雄机。 - **工厂模式**：提供创建对象的接口，但具体的创建过程由子类决定，适用于敌机和道具的生成，不同类型的敌机和道具可以由不同的工厂创建。 - **策略模式**：定义了一系列算法，并使它们可以相互替换，适用于敌机和英雄机的子弹发射策略，可以根据不同情况使用不同的发射模式。 6. **游戏系统功能分析**： - **英雄机**：具有跟随鼠标移动、生命值管理、自动射击等功能，设计时可能需要考虑单例模式和策略模式的运用。 - **敌机**：包括普通敌机、精英敌机和Boss，各有不同的移动方式、生存机制和火力模式，需要通过工厂模式创建并可能应用策略模式。 - **道具**：包括火力道具、炸弹道具和加血道具，它们的生成和效果会影响游戏进程，同样可以通过工厂模式创建。 7. **实验步骤**：实验要求学生先分析飞机大战的任务书，确定系统功能模块，然后导入提供的模板程序，接着使用PlantUML设计类图，最后在模板程序基础上添加新的敌机和道具类。 通过这个实验，学生不仅能加深对面向对象编程的理解，还能实践软件工程中的分析、设计和文档编写技能，同时提高问题解决和团队协作的能力。