面向对象分析第六章第七章课件

1.面向对象的基本概念与模型（6章）2.面向对象分析（7章）3.面向对象设计（8章）4.面向对象软件的实现与测试（9章）第三篇主要内容2023/10/211.面向对象的基本概念与模型（6章）第三篇主要内容2023本章要解决的问题：面向对象方法学概述传统方法和面向对象方法有何不同？面向对象方法学的主要优点面向对象的概念面向对象建模第六章面向对象的概念与模型2023/10/22本章要解决的问题：面向对象方法学概述第六章面向对象的概念与模面向对象方法概述什么是开发模式？什么是面向对象开发模式？为什么要用面向对象方法？2023/10/23面向对象方法概述什么是开发模式？2023/8/43一、软件开发模式（Paradigm）

1、什么是开发模式开发模式又称为范型、范例、风范或模式(Pattern)。开发模式定义了：特定问题和应用的开发过程中将遵循的步骤；确定将用于表示问题和解的那些成分的类型；利用这些成分表示与问题解决有关的抽象；直接得到问题的结构。2023/10/24一、软件开发模式（Paradigm）1、什么是开发模式22、开发模式的影响开发模式的选择影响到整个软件开发生存期。开发模式支配了：设计方法编码语言测试和检验技术

2023/10/252、开发模式的影响开发模式的选择影响到整个软件开发生存期3、几种流行的开发模式目前流行的开发模式有多种，它们提供了可进行系统分解的多种方法。

面向过程的开发模式；面向对象的开发模式；面向存取的开发模式；面向进程的开发模式；逻辑性的开发模式；函数型的开发模式；说明性的开发模式。2023/10/263、几种流行的开发模式目前流行的开发模式有多种，它们提供开发模式所具有的的共性：每个开发模式都有它的支持者和用户；每个开发模式都特别适合于某种类型的问题或子问题；每一个开发模式都用不同的方式考虑问题；每一个开发模式都使用不同的方法来分解问题；每一个开发模式都导致不同种类的块、过程、产生规则。2023/10/27开发模式所具有的的共性：每个开发模式都有它的支持者和用户；24、混合开发模式在大型系统的开发中，只用一种开发模式很难说哪种开发模式对整个问题的解决最好。系统开发时，通常把大型问题分解成一组子问题。对于每个子问题可以采用适当的软件开发模式。这种设计需要有某种实现语言或一组协同语言的支持。许多流行的功能不断增强的语言可支持不只一种设计开发模式。2023/10/284、混合开发模式在大型系统的开发中，只用一种开发模式很难说哪一个智能数据分析系统的设计，可把它看做是4个子系统。系统有：一个数据库界面。使用了面向存取的开发模式进行设计；智能数据分析。使用逻辑性的开发模式完成；一组分析算法。分析算法是过程性的，所以使用过程性的开发模式设计；用户界面。使用面向对象开发模式。例：2023/10/29一个智能数据分析系统的设计，可把它看做是4个子系几个常用的术语面向对象（OO）面向对象方法（OOM）面向对象分析（OOA）面向对象设计（OOD）面向对象程序设计（OOP）面向对象测试（OOT）面向对象需求分析（OORA）面向对象领域分析（OODA）面向对象数据库系统（OODBMS）面向对象计算机辅助软件工程（OOCASE）2023/10/210几个常用的术语面向对象（OO）2023/8/410第七章面向对象分析如何用OO软件工程方式进行系统分析？如何描述OO系统？如何对OO系统建模？如何建立对象模型？如何建立动态模型？如何建立功能模型2023/10/211第七章面向对象分析如何用OO软件工程方式进行系统分析？20结构化分析模型的组成结构数据流图

(DFD)E-R图状态变迁图(STD图)加工说明控制说明数据对象说明数据字典（DD）结构化分析模型的组成结构数据流图E-R图状态变迁图加工说明控面向对象分析模型的组成结构动态模型对象模型功能模型使用实例(UseCase)静态结构交互次序据变换数面向对象分析模型的组成结构动态模型对象功能使用实例静态结交互传统方法数据与过程是分离的过程1输入输出过程2过程3数据实体属于该对象的数据对象处理数据的方法消息消息对象把数据和处理数据的方法封状成一个单元2023/10/214传统方法数据与过程是分离的过程1输入输出过程2过程3数据实体面向对象分析是软件开发过程中的问题定义阶段。这一阶段的两个重要步骤：领域域分析：建立概括的系统实现模型应用分析：根据特定应用的需求对论域分析的模型进行细化最后成果：得到对问题领域的清晰而精确的定义。2023/10/215面向对象分析是软件开发过程中的问题定义阶段。这一阶段的两个重7.1分析过程需要完成：

找到特定对象基于对象的公共特性组合这些对象标识出对问题的抽象标识出抽象之间的关系2023/10/2167.1分析过程需要完成：2023/8/416对象模型化技术（三视点技术）

(ObjectModelTech.OMT)对象模型化技术用于把分析时收集的信息构造在三类模型中，即对象模型、功能模型和动态模型。这个模型化的过程是一个迭代过程。2023/10/217对象模型化技术（三视点技术）

(Object分析模型对象模型:描述静态结构,定义做事情的实体功能模型:描述处理(数据变换),

指明系统应“做什么”动态模型:描述交互过程,规定什么时候做

2023/10/218分析模型2023/8/418OMT模型系统分析和设计过程概观图产生需求结构及对象设计建立模型问题描述对象模型、动态模型、功能模型详细的对象模型详细的动态模型详细的功能模型分析阶段设计阶段2023/10/219OMT模型系统分析和设计过程概观图产生需求结构及对象建立模型基于三个模型的分析步骤：需求陈述对象建模动态建模功能建模添加操作反复建模2023/10/220基于三个模型的分析步骤：需求陈述2023/8/420OOA的基本过程从理解系统的使用方式开始，确定使用场景（脚本），构造问题域模型。

OOA概念模型由五个层次组成：主题层类与对象层结构层属性层服务层这五个层次是分析过程中的层次，每个层次的工作都为系统的规格说明增加了一个组成部分。2023/10/221OOA的基本过程从理解系统的使用方式开始，确定使用场景（OOA的层次结构2023/10/222OOA的层次结构2023/8/4227.2需求陈述（软件需求说明书(SRS)）

(SoftwareRequirementSpecification)

需求分析阶段要完成的文档。

SRS的作用：开发者与用户间事实上的技术合同书开发者下一步设计和编码的基础测试验收目标系统的依据7.2需求陈述（软件需求说明书(SRS)）(SS

R

S

大

纲

1引言1.1编写目的1.2背景1.3定义1.4参考资料2任务概述2.1目标2.2用户的特点2.3假定盒约束3需求规定3.1对功能的规定3.2对性能的规定3.3输入输出要求3.4数据管理能力要求3.5故障处理要求3.6其他专门要求（GB9385-88）4运行环境规定4.1设备4.2支持软件4.3接口4.4控制S

R

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大

纲

1引言（GB9385-88）4运行环境规§7-3对象模型对象模型是三个模型中最关键的一个模型，它的作用是描述系统的静态结构，包括构成系统的类和对象，它们的属性和操作，及它们之间的关系。2023/10/225§7-3对象模型对象模型是三个模型中最关键的一个模型，它的（1）对象模型的表示：2023/10/226（1）对象模型的表示：2023/8/426实例连接：又称为链，用于表达对象之间的静态联系(通过对象属性表示一个对象对另一个对象之间的依赖关系。（2）实例连接与关联关系的表示

类1连接名称mn类2表示法：阶2023/10/227实例连接：又称为链，用于表达对象之间的静态联系(通过对象属性类1连接名称mn类1连接属性链属性的表示：允许实例连接带有一组属性，这些属性通过关联来描述

2023/10/228类1连接名称类1连接链属性的表示：允许实例连接

关联关系

(链属性)为之工作工资职务雇主雇员个人名字身份证号公司名字地址题目答辩时间成绩教师学生指导论文0,m12023/10/229为之工作工资雇主雇员个人公司题目教师学生指导（3）相关的图形符号：多个0个一个链属性2023/10/230（3）相关的图形符号：多个0个一个链属性2023/8/430说明：聚合：代表整体与部分的关系，这是一种特殊形式的关联。限定：用以对关联的含义做某种约束。角色：用来说明关联的一端。由于多数关联具有两个端点，因而涉及到两个角色。连接属性：允许使用附加的属性说明对象之间的连接2023/10/231说明：聚合：代表整体与部分的关系，这是一种特殊形式的关联。2（4）定义结构和层次类模型的结构及由类和子类构成的类层次，表示问题域中的复杂关系，是客观世界实体间关系的抽象。

类及对象间的关系可概括为：归纳关系：(一般/特殊结构、分类结构)针对事物类之间的组织关系组合关系：(整体/部分结构、组装结构)表示事物的整体与部分之间的组合关系2023/10/232（4）定义结构和层次类模型的结构及由类和子类构成的类层次

一般/特殊结构表示法：子类的公共属性和操作归属于一般类并被每一个子类共享，每一个子类都继承了一般类的特征。一般类(父类、基类、超类)特殊类(子类)一般类特殊类特殊类......继承表示一般与特殊结构2023/10/233一般/特殊结构表示法：子类的公共属性和操作归属于一般类

存户一般/特殊结构举例（归纳关系）：一般类(父类、基类、超类)特殊类(子类)继承一个特殊类中的所有对象可继承一般类中的属性、服务、关系．账号姓名余额存款取款支票存户储蓄存户利息率2023/10/234存户一般/特殊结构举例（归纳关系）：一般类特殊类继承建立对象模型2023/10/235建立对象模型2023/8/435整体/部分结构(分类结构)：整体/部分结构是一种特定的连接.整体类中的一个对象(或称聚合)是由各部分类的对象(或称成分)构成的.这一结构是对象间的一种关系.2023/10/236整体/部分结构(分类结构)：2023/8/436整体/部分结构表示法：一个整体对象可有不同类型的部分对象.一个部分对象也可同时属于多个整体对象.整体对象.....m1,n1m2,n2p1,q1p2,q2部分对象部分对象表示整体与部分结构传递性2023/10/237整体/部分结构表示法：一个整体对象可有不同类型的部分对象.整体/部分结构表示法举例：

汽车1+方向盘车身车轮离合发动机油门

底盘2023/10/238整体/部分结构表示法举例：建立对象模型2023/10/239建立对象模型2023/8/439例：一家公司的对象模型职员公司为某公司开发信息管理系统,该公司有三个部门,每个部门可以开发多个产品.该公司有多名项目经理,员工上百人.有四个正在进行的项目,每个项目必须有一个项目经理,每个员工可参与一个或多个项目.请画出该公司的对象模型.2023/10/240例：一家公司的对象模型职员公司为某公司开发信息管理系例：一家公司的对象模型为之工作管理0，1姓名性别身份证号码地址职员名电话经营项目地址公司职务雇用解雇项目名预算优先级项目产品名成本重量产品职员经理部门部门名主持参加1+1+1+1+1+生产2023/10/241例：一家公司的对象模型为之工作管理0建立对象模型的步骤：标识类及对象标识结构标识主题定义属性及实例连接定义服务及消息连接五个步骤常根据需要交叉进行2023/10/242建立对象模型的步骤：标识类及对象2023/8/4421、识别类和对象面向对象分析的第一个层次主要是识别类和对象。类和对象是对与应用有关的概念的抽象。建立对象模型2023/10/2431、识别类和对象面向对象分析的第一个层次主要是识别类和对象。基于语言的信息分析在发现对象过程中，可以使用一种十分有用的工具，即LIA(基于语言的信息分析)。LIA的目的是标识出问题论域的所有概念及这些概念之间的关系。

短语频率分析(PFA)

矩阵分析(MA)。建立对象模型2023/10/244基于语言的信息分析在发现对象过程中，可以使用一种十分有用的工（1）找出候选的类－&－对象可感知的物理实体人或组织的角色应该记忆的事件两个多个事件的相互作用，通常具有交易或接触性质需要说明的概念建立对象模型2023/10/245（1）找出候选的类－&－对象可感知的物理实体建立对象模型20（2）筛选出正确的类－&－对象冗余无关笼统属性操作实现建立对象模型2023/10/246（2）筛选出正确的类－&－对象冗余建立对象模型2023/8/2、标识结构（确定关联）面向对象分析的下一步工作是标识结构。

一般化-特殊化结构（Gen-Spec结构）整体-部分结构（Whole-Part结构）建立对象模型2023/10/2472、标识结构（确定关联）面向对象分析的下一步工作是标识结构。标识Gen-Spec结构的方法和策略：对于每一个类和对象，将它看作是一个一般化的类，对它的所有特殊情况，考虑以下问题：

它是否在问题论域中？它是否在系统的职责内？继承性是否存在？它是否能够符合选择类和对象的标准？建立对象模型2023/10/248标识Gen-Spec结构的方法和策略：对于每一个类和对象，将标识Whole-Part结构的方法和策略应当寻找什么总体-部分（Assembly-Parts）关联，如飞机-发动机之间的关系。包容-内含（Container-Content）关联，如飞机-飞行员之间的关系。收集-成员（Collection-Members）关联，如机构-职员之间的关系。建立对象模型2023/10/249标识Whole-Part结构的方法和策略应当寻找什么建立对象将每一个类看作是一个Whole类，对它的所有可能Parts情况，考虑以下问题：

它是否在问题论域中？它是否在系统的职责内？它是否代表一个以上的状态值？若不是，是否将它变为Whole中的一个属性？它是否提供问题论域中有用的抽象？建立对象模型2023/10/250将每一个类看作是一个Whole类，对它的所有可能Parts情3、识别主题将每一种结构（包括整体-部分结构、和一般化-特殊化结构）中最上层的类提升成为主题；将各不属于任何结构的类提升主题；检查在相同或类似的问题论域中以前做面向对象分析的结果，看是否有可直接复用的主题。建立对象模型2023/10/2513、识别主题将每一种结构（包括整体-部分结构、和一般化-特殊4、标识属性及实例连接下一个层次称为属性层，对前面已识别的类和对象做进一步的说明。在这里，对象所保存的信息称为它的属性。类的属性所描述的是状态信息，每个实例的属性值表达了该实例的状态值。建立对象模型2023/10/2524、标识属性及实例连接下一个层次称为属性层，对前面已识别的类标识属性的方法和策略找出属性将属性安放到适当的位置找出实例连接检查特殊情况描述属性考虑取值范围、极限值、缺省值、建立和存取权限、精确度、是否会受到其他属性值等。建立对象模型2023/10/253标识属性的方法和策略找出属性建立对象模型2023/8/453属性层建立对象模型2023/10/254属性层建立对象模型2023/8/4545、识别继承关系继承关系的建立实质上是知识抽取的过程，它应该反映出一定深度的领域知识可用两种方法建立：

自底向上：抽象出现有类的共同性质泛化出的父类自顶向下：将现有类细化成更具体的子类建立对象模型2023/10/2555、识别继承关系继承关系的建立实质上是知识抽取的过程，它应该6、反复修改建立对象模型2023/10/2566、反复修改建立对象模型2023/8/456

实例：饮料自动售货机系统设置一个饮料自动售货机可以放置五种不同或部分相同的饮料，可由厂商根据销售状况自动调配，并可随时重新设置售价，但售货机最多仅能放置50罐饮料，其按钮设计在各种饮料样本的下方，若经金额计算器累计金额足够，则选择键灯会亮；若某一种饮料已销售完毕，则售完灯会亮。销售顾客将硬币投入售货机，经累加金额足额的饮料选择键灯亮，等顾客按键选择。顾客按键后饮料由取物楼掉出，并自动结算及找钱。取消交易顾客可在按下选择键前任何一个时刻，拉动退币杆取消交易收回硬币。2023/10/257实例：饮料自动售货机系统2023/8/457

找出饮料自动售货机系统中的对象设置一个饮料自动售货机可以放置五种不同或部分相同的饮料，可由厂商根据销售状况自动调配，并可随时重新设置售价，但售货机最多仅能放置50罐饮料，其按钮设计在各种饮料样本的下方，若经金额计算器累计金额足够，则选择键灯会亮；若某一种饮料已销售完毕，则售完灯会亮。销售

顾客将硬币投入售货机，经累加金额足额的饮料选择键灯亮，等顾客按键选择。顾客按键后饮料由取物楼掉出，并自动结算及找钱。取消交易顾客可在按下选择键前任何一个时刻，拉动退币杆取消交易收回硬币。2023/10/258找出饮料自动售货机系统中的对象2023/8/458饮料自动售货机系统对象模型售货机饮料号码价格投币-接受饮料掉出金额显示按纽退币杆售完显示存量计算器饮料号码存量递减售完显示重置选择钮选择钮状态灯亮灯熄售完灯亮按钮顾客姓名硬币投币-置入拿取饮料退币杆退币杆状态拉动金额计算器金额累加找零重置购买选取被拉动属于属于属于属于2023/10/259饮料自动售货机系统对象模型售货机饮料号码投币-接受存量计算器§7.4建立动态模型动态模型着重于描述系统的控制逻辑。它包括两个图，一是事件追踪图，一是状态图。2023/10/260§7.4建立动态模型动态模型着重于描述系统的控制逻辑。20（1）事件瞬时发生的行为每个事件都是单独发生的我们建立事件类，并给每个事件一个名字，以指明共同结构和行为。事件从一个对象向另一个对象传送信息。事件类的属性：例：火车开动事件（车道、车次、起点、终点、车厢数）2023/10/261（1）事件瞬时发生的行为2023/8/461有些事件类可能传送的是简单的信号“要发生某件事”，而有些事件类则可能传送的是数据值。由事件传送的数据值叫做属性。

列车出发(线路、班次、城市)按下鼠标按钮(按钮、位置)拿起电话受话器数字拨号(数字)

2023/10/262有些事件类可能传送的是简单的信号“要发生某件事”，而有些事件脚本与事件追踪图事件追踪图：侧重于说明发生于系统执行过程中的一个特定“场景”（脚本）。脚本：也叫做场景，是系统某一次特定运行时期发生的事件序列。场景通常起始于一个系统外部的输入事件，结束于一个系统外部的输出事件，它可以包括发生在这个期间的系统所有的内部事件。2023/10/263脚本与事件追踪图事件追踪图：侧重于说明发生于系统执行过程中的

打打电电话话者者拿拿起起电电话话受受话话器器

电电话话忙忙音音开开始始

打打电电话话者者拨拨数数字字((88))

电电话话忙忙音音结结束束

打打电电话话者者拨拨数数字字((22))

..............

打打电电话话者者拨拨数数字字((33))

接接电电话话者者的的电电话话开开始始振振铃铃

铃铃声声在在打打电电话话者者的的电电话话上上传传出出

接接电电话话者者回回答答

接接电电话话者者的的电电话话停停止止振振铃铃

铃铃声声在在打打电电话话者者的的电电话话中中消消失失

通通电电话话

..................例：通话脚本（只包括影响电话线的事件）2023/10/264打打电电话话者者拿拿起起电电话话受受话话器器2023/10/2652023/8/465课堂练习：自动售货机的正常情况脚本，画事件跟踪图：顾客投硬币金额器累加显示金额给顾客金额足够，对应的选择键灯亮顾客选择按钮，选择键发消息给售货机售货机给顾客饮料金额计算器结算显示剩余金额顾客拉动退币杆售货机找零售货机扣减存量显示存量为零售完灯亮2023/10/266课堂练习：自动售货机的正常情况脚本，画事件跟踪图：2023/

存量为零找零扣减存量售完灯亮余额饮料结算选择键#选择按纽灯亮金额总够显示总额总额累加投入硬币金额计算器存量计算器顾客售货机选择键举例：饮料自动售货机系统的事件追踪图退币杆拉退币杆2023/10/267存量为零找零扣减存量售完灯亮余额饮料结算选择键#选择按纽（2）状态图状态图是一个状态和事件的网络，侧重于描述每一类对象的动态行为。在状态图中，状态是对某一时刻中属性特征的概括。而状态迁移表示这一类对象在何时对系统内外发生的哪些事件做出何种响应。2023/10/268（2）状态图状态图是一个状态和事件的网络，侧重于描述每一类对操作：是一个伴随状态迁移的瞬时发生的行为，与触发事件一起表示在有关的状态迁移之上。活动：则是发生在某个状态中的行为，往往需要一定的时间来完成，因此与状态名一起出现在有关的状态之中。2023/10/269操作：是一个伴随状态迁移的瞬时发生的行为，与触发事件一起表示

状态图

状态1Do:活动1状态2.…...事件1[条件1]/动作1结束事件初始事件空闲可视菜单左边按钮按下/显示弹出菜单左边按钮弹起/擦除弹出菜单光标移动/高亮菜单项

弹出菜单动作例：2023/10/270状态图状态1Do:活动1状态2.…..举例：饮料自动售货机系统的状态图投入硬币（无效的）按下选择饮料键Do:显示售货机在备用所有灯都关闭

Do:显示金额总数Do:显示金额已够饮料选择灯亮

取出饮料结算找零扣减存量完成交易饮料“售完”灯亮

投入硬币金额

(1元、5元、10元)金额不足再投币存量为零无效的硬币取消取消回到备用状态回到备用状态投入硬币（有效的）金额已够2023/10/271举例：饮料自动售货机系统的状态图投入硬币按下选择饮料键D动态模型由多个状态图组成。对于每一个具有重要动态行为的类都有一个状态图，从而表明所有系统活动的模式。各个状态图并发地执行，并可以独立地改变状态。各种类的状态图可以通过共享事件组合到一个动态模型中。2023/10/272动态模型由多个状态图组成。2023/8/472（3）状态图与事件追踪图的关系状态图叙述一个对象的个体行为，事件追踪图则给出多个对象所表现出来的集体行为。它们从不同侧面来说明同一系统的行为。例如，一个事件追踪图指出某一对象在接受一个事件之后发出另一事件，同一行为在此对象的状态图中也应当有所表示。2023/10/273（3）状态图与事件追踪图的关系状态图叙述一个对象的个体行为，§7.5功能模型功能模型由多个数据流图组成，它们指明从外部输入，通过操作和内部存储，直到外部输出，这整个的数据流情况。2023/10/274§7.5功能模型功能模型由多个数据流图组成，它们指明从功能模型中所有的数据流图往往形成一个层次结构。在这个层次结构中，一个数据流图中的过程可以由下一层的数据流图做进一步的说明。一般来讲，高层的过程相应于作用在聚合对象上的操作，而低层的过程则代表作用于一个简单对象上的操作。2023/10/275功能模型中所有的数据流图往往形成一个层次结构。2023/8/7.6、定义服务及消息连接对象收到消息后所能执行的操作称为它可提供的服务。对每个对象和结构的增加、修改、删除、选择等服务有时是隐含的，在图中不标出，但在存储类和对象有关信息的对象库中有定义。其它服务则必须显式地在图中画出。2023/10/2767.6、定义服务及消息连接对象收到消息后所能执行的操作称为它服务层2023/10/277服务层2023/8/477定义服务的方法和策略找出每一个对象的所有状态，在各种状态需要做的工作。利用状态迁移图；找出必要的操作。建立消息连接。描述服务：利用状态转换图、脚本和事件追踪图，描述服务的功能。2023/10/278定义服务的方法和策略找出每一个对象的所有状态，在各种状态需要消息连接的标识两个对象之间可能存在着由于通信需要而形成的关系，这称为消息连接。消息连接表示从一个对象发送消息到另一个对象，由那个对象完成某些处理。它们在图中用箭头表示，方向从发消息的对象指向收消息的对象。2023/10/279消息连接的标识两个对象之间可能存在着由于通信需要而形成的关系找出消息连接的方法及策略对于每一个对象，执行：查询该对象需要哪些对象的服务，从该对象画一箭头到哪个对象；查询哪个对象需要该对象的服务，从那个对象画一箭头到该对象；循消息连接找到下一个对象，重复以上步骤。2023/10/280找出消息连接的方法及策略对于每一个对象，执行：2023/8/用例模型

IvarJacohson提出了用例驱动的面向对象的软件方法，从组成系统的实际操作入手。首先分析系统是如何使用的，强调系统使用时与不同的类型用户交互时的情况，即从用例出发。2023/10/281用例模型IvarJacohson提出了用例驱动的面向对什么是用例

用例是一个连贯的功能性单元，它由消息顺序表示的类元（系统、子系统或类）提供，这些消息与被系统执行的动作在系统与外部用户（表现为参与者）间交换。简单地说，它就是之通过利用系统中某些功能来使用系统的过程。用例的目标

用来定义类的一个行为，但不显示类的内部结构。每个用例说明类提供给它用户的一种的服务，也即一种对外部可见的使用类的特定方式。描述用户和类之间的交互的观点来