1-面向对象系统开发方法概述解析

第1章

面对对象系统开发方法概述主要内容面对对象方法的根底理论面对对象方法的建模工具面对对象的分析与设计过程面对对象的系统实施3为什么要学习面对对象系统开发方法现代信息系统体系构造浩大、数据量大，运用传统的方法及工具已难以满足用户的要求，需要有新的方法论来指导系统的分析与设计过程。面对对象的方法是基于对象概念的分析与设计方法，认为信息系统是依据不同抽象层次组织的对象的集合。41面对对象方法的根底理论本节内容：1.1面对对象的根本概念1.2基于面对对象方法的系统开发生命周期51面对对象方法的根底理论客观世界可以看成由很多不同种类的对象构成，每个对象都有其内部状态和运动规律，不同对象间存在联系和互动。

“面对对象”是人类从客观事物组织构造的角度生疏并模拟客观世界，即建立适应一般思维方式的问题域描述模型的一种方法。61.1面对对象的根本概念对象泛指所要争论的具体事物、抽象概念等。不同应用领域中的对象称为问题对象。在面对对象的系统中，问题对象是根本的运行实体，由一组数据和施加于这些数据上的一组操作封装而成的。构成对象的根本要素包括：标识、数据、操作、接口71.1面对对象的根本概念对象记录对象静止特征的数据包括：公共数据公共数据对外界是可见的，用于对象间信息的传递；私有数据私有数据则是对象操作实现过程中的局部信息，外界不行见。81.1面对对象的根本概念对象封装的数据和操作之间亦相互作用。数据刻画对象的属性，操作表示对象的功能。对象属性预备对象可能行为，而对象行为又能转变对象自身的属性，即对象状态发生变迁。91.1面对对象的根本概念状态转换操作集合状态集合接口消息回送消息图对象的自动机表示说明白对象的内部组织和机制以及与其他对象的联系101.1面对对象的根本概念类相像对象的集合。在现实世界中有很多内部状态和外部行为相像的对象，由这些对象构成的集合就是类。类定义包括：标识继承数据构造操作接口图片来源：

111.1面对对象的根本概念类对象集合的抽象规定了相像对象的公共状态与行为特征。创立对象的样板对象是类的具体实例(instance)，通过类的例化而产生在系统开发过程中，要利用类的这一特性，承受增量方式逐步完善应用系统，即通过增加新类来扩展系统功能。121.1面对对象的根本概念消息消息是实现对象与对象间相互合作的通信载体,是连接对象的纽带。从实现的角度看，消息就是恳求对象执行某个处理或供给某些信息的要求，既可以是数据流，又可以是把握流。131.1面对对象的根本概念消息传递当一个消息发送给某个对象时，包含要求接收对象去执行某些活动的信息，接收到消息的对象经过解释予以响应，对象间的这种相互合作需要一个机制帮助进展，这样的机制称为“消息传递”。传送对象承受对象接口消息<操作名，参数>消息传递模型141.1面对对象的根本概念继承继承关系常常也被称为“is—a”关系，用来表示应用领域中的抽象和构造。有继承关系的类之间应具有如下特性：共享性差异性层次性继承最重要的优点在于支持重用。151.1面对对象的根本概念继承是指一个类〔即称子类〕因承袭而具有另一个类〔或称父类〕的力气和特征的机制或关系。是一种联结类的层次模型，允许并鼓舞类的重用。整个层次构造的上部(或祖先类)是最具有通用性的，而下部——后代，则具有特殊性。类可以从它的祖先那里继承方法和属性，并且类可以修改或增加新的属性、方法使之更符合特殊的需要。161.1面对对象的根本概念“面对对象”是一种生疏客观世界的认知方法学。从人们思维模型和生疏事物的角度，面对对象很自然地与客观世界的固有特征相对应。“面对对象”亦是一种解决问题的思维方法。这种方法描述的现实世界模型贴切合理，符合人们生疏世界的思维方法。171.2基于面对对象方法的系统开发生命周期面对对象系统开发将面对对象技术用于系统开发的全过程，包括分析、设计、编程、测试及集成等。从面对对象观点动身，以应用领域的问题对象为着眼点，用直观的方式描述客观世界的内部构造，将现实世界的空间模型平滑而自然地过渡到面对对象的系统模型，使系统开发过程与人们生疏客观世界的过程保持最大限度的全都。整个过程可从宏观和微观两个层面去理解。181.2基于面对对象方法的系统开发生命周期面对对象系统开发宏观层面从宏观层面看，面对对象的系统开发方法包括分析、设计、实现以及运行与维护等四大阶段，遵循反复累增的生命周期。这种反复累增的生命周期与传统的不同，既非严格的自顶向下，也非严格地自底向上。1.2基于面对对象方法的系统开发生命周期目标系统类库t时间分析设计分析设计类一类二类三设计实现t时间运行维护分析设计反复累增的生命周期201.2基于面对对象方法的系统开发生命周期面对对象系统开发宏观层面反复是指分析、设计与实现各阶段不是挨次完成的，而是经过屡次迭代完成，每一次迭代都要以前次迭代结果为根底，进展相应的分析、设计与实现。累增是指在每一次迭代过程中，分析、设计与实现都会产生新的成果，系统功能构造逐步得到改进，最终到达用户要求。211.2基于面对对象方法的系统开发生命周期面对对象系统开发微观层面每一宏观阶段中几乎都会涉及标识对象，确定对象的属性，定义对象的效劳，以及确定对象间关系等处理步骤。221.2基于面对对象方法的系统开发生命周期面对对象系统开发微观层面分析阶段，通过具体调查问题领域，列举问题领域主要实体对象，初步梳理出这些实体对象的属性、行为及彼此间的关系。231.2基于面对对象方法的系统开发生命周期面对对象系统开发微观层面设计阶段,对分析阶段所得到的问题领域实体对象/类进展求精，进一步开掘新的问题领域对象，同时要面对目标系统的实现标示出把握对象/类及接口对象/类，在这一过程中，还要定义对象/类之间的关系；241.2基于面对对象方法的系统开发生命周期面对对象系统开发微观层面实现阶段，一方面构成较高级抽象,例如，图像、按钮、对话框、把握框等低级类可构成一个较高级窗口类，另一方面,在现有类中觉察共性，抽象出更高级的类。251.2基于面对对象方法的系统开发生命周期面对对象系统开发微观层面总之，在每一阶段中，只要消逝新的对象,就必需经过微观过程的几个处理步骤。可以说，宏观过程的反复累增与微观过程的反复累增是穿插在一起的。262面对对象方法的建模工具自上个世纪90年月，各种支持面对对象系统开发过程的工具不断涌现。统一建模语言(UnifiedModelingLanguage，UML)就是其中应用最广泛的工具之一。272面对对象方法的建模工具本节内容：2.1UML的产生及进展2.2UML的根本模型282.1UML的产生与进展面对对象建模语言消逝于70年月中期。至1994年，建模语言的种类激增至五十多种。最突出的问题是，缺乏支持分析、设计及实施各阶段成果有效沟通的公共平台。GradyBooch、JamesRumbaugh和IvarJacabson三人共同推出了标准建模语言UML。292.1UML的产生与进展自1995年开头，很多公司纷纷支持UML标准，渐渐形成UML联盟。包括DEC、Hewlett—Packard、Intellicorp、Microsoft、Oracle、TexasInstruments、Rationa1等公司98年OMG接手UML标准的维护工作，并且制订了假设干新的UML。302.1UML的产生与进展UML为开发人员供给了标准的、易于理解的表达方式用于构建系统蓝图，便于不同的开发人员共享和沟通工作结果。在UML供给的平台上，系统分析员、客户、程序员和其他系统开发人员能够相互理解，并以全都的方式来组织系统分析与设计的过程。目前，UML已成为行业事实标准，广泛地应用在信息系统相关领域。322.2UML的根本模型UML供给一套相互组合的图表元素，支持以图形方式对系统需求、功能、构造等内容进展建模，描述系统组成构造、功能构造及实现细节，为开发者或开发工具使用这些图形符号和文本语法为系统建模供给了标准。从组成构造角度看，UML包括九种根本图。332.2UML的根本模型类图类图描述类和类之间的静态关系，如关联、聚类、组成和继承等关系。类图不仅显示了信息的构造，还描述了系统的行为。类图是定义其它图的根底。矩形方框代表类的图标，分三个区域：最上面的区域标识类名，中间区域是类的属性，最下面区域里列的是类的操作。洗衣机（类名称）型号（类属性）漂洗（类方法）类图例如342.2UML的根本模型对象图对象(object)是类的实例，具有具体属性值和行为。对象图常用于表示简洁类图的一个实例，对象之间的链(Link)是类之间的关联的实例。与类的图形表示相像，对象的图标也是个矩形，只是对象名下面要带下划线。具体实例的名字位于冒号的左边而该实例所属的类名位于冒号的右边。比方，海尔：洗衣机。352.2UML的根本模型用例图〔usecasediagram〕用例是从用户的观点对系统行为或系统使用场景的描述。可以帮助系统开发人员从用户的观看角度收集牢靠的系统需求。一个用例是用户与计算机之间的一次典型交互作用。这对于建立人机交互的信息系统〔而非计算机设备使用的〕尤为重要。362.2UML的根本模型用例图〔usecasediagram〕以以以下图说明白如何通过用例图来描述使用一台洗衣机洗衣服。代表洗衣机用户的直立小人形被称为交互参与者〔actor〕，椭圆形代表用例，值得留意的是，参与者〔发起用例的实体〕可以是人也可以是系统。372.2UML的根本模型用例图需求分析阶段的用例模型是系统开发者和用户反复争论的结果，应能够充分表达开发者和用户共同认可的需求内容。其特点包括：首先，用例模型可以描述待开发系统的功能需求；其次，用例模型将系统看作黑盒，从外部执行者的角度来对待系统；第三，用例模型是需求分析之后各阶段开发工作的主要驱动因素，是验证和检测目标系统的依据。382.2UML的根本模型活动图用途既可用来描述操作〔类的方法〕的行为，也可以描述用例和对象内部的工作过程。依据对象状态的变化来捕获动作〔将要执行的工作或活动〕与动作的结果。392.2UML的根本模型活动图活动图中，一个活动完毕后将马上进入下一个活动。用例和对象行为的各个活动之间通常也具有时间挨次。活动图图示402.2UML的根本模型挨次图表达对象之间的基于时间的动态交互关系，着重表达对象间消息传递的时间挨次。挨次图存在两个轴：水平轴表示不同的对象，垂直轴表示时间。412.2UML的根本模型图中的对象用带有垂直虚线的矩形框表示，标有对象名和类名。垂直虚线是对象的生命线，表示某段时间内对象处在活动状态。对象间的通信则通过对象生命线间消息来表示。挨次图图示422.2UML的根本模型协作图表达系统中相互合作的对象为完成目标之间的交互关系和链接关系。与挨次图着重表达交互的时间挨次不同，协作图强调交互对象间的静态链接关系。协作图例如图中的序号代表命令消息的发送挨次，计时器对象先向进水管对象发送停顿进水的消息，再向洗涤缸对象发送旋转洗涤的消息。432.2UML的根本模型状态图表述在任何给定的时刻，一个对象所处的某一特定状态。比方，电梯可以处于上升、停顿或下降状态。洗衣机可以处于浸泡、洗涤、漂洗、脱水或关机等状态。状态图包括一系列的状态以及状态之间的转移。图中最顶端的符号代表起始状态，而底端的符号表示终止状态。状态图图示442.2UML的根本模型组件图用于明确系统各局部的功能，例如在图书治理系统中可以包括“借／还书处理”、“信息查询”等组件。配置图则用于显示信息系统的物理体系构造，可以描述计算机和设备，呈现其连接以及驻留在每台机器中的软件。453面对对象的分析与设计过程本节内容：3.1面对对象系统分析的过程3.2面对对象系统设计的一般步骤463.1面对对象系统分析的过程面对对象系统分析的根本任务:找出并规定该问题域中依据系统各项要求而行动并相互作用的对象，并依据这些对象及其关系建立问题域模型。473.1面对对象系统分析的过程面对对象分析的根本步骤：1.问题域陈述通过与用户不断沟通，开发人员获得对问题域详尽的陈述.2.识别对象/类把对象分为以下三类:实体对象指在问题领域中直接生疏到的对象，接口对象是一种技术性对象，用于连接应用〔应用问题/应用软件〕和外界系统或用户，把握对象主要用来协调实体对象和接口对象的活动。在分析阶段识别的主要是实体对象。483.1面对对象系统分析的过程识别对象的准则：搜寻准则依次考虑问题域中的构造、系统设备、需要保存信息的大事、人员、物理位置、组织机构等，从中挖掘系统潜在对象。判别准则依据系统是否有必要保存该对象的信息、对象的属性个数是否大于一等因素，确定模型对象。检验准则检验其存在的合理性,有些对象需要合并,有些需要承受分类构造．493.1面对对象系统分析的过程3.确定对象的属性4.确定对象的效劳5.确定对象/类的关系对象之间的关系分为以下三种：概括〔继承〕－－是类与其衍生体之间的关系；聚拢－－是对象间存在的一种整体与局部的关系，例如地址，其中可包括省名、县(市)名、街名、门牌号及邮政编码等局部；消息连接－－是一种调用关系，表示一个对象在某种状况下依靠于另一对象供给某种或某些效劳，类似于人机系统的交互方式。这局部放在设计阶段完成。503.2面对对象系统设计的一般步骤面对对象设计阶段要解决的问题1.把分析阶段确定出来的对象和类配置起来以实现系统功能2.建立系统的体系构造。面对对象设计阶段具体任务1.对实体对象进展增、并、改，并识别接口对象和把握对象。2.确定实体对象、接口对象和把握对象之间的各种关系。3.完善对象类构造图，组织系统的体系构造。513.2面对对象系统设计的一般步骤〔一〕识别和安排接口对象确认接口对象/类的准则：●为用户、主要设备安排接口对象，称之为中心接口对象。●对于特制的图形用户接口〔GUI〕，分别建立接口对象,它们可与中心接口对象通信联系。●对于其他类型设备〔如输出处理设备〕可增配接口对象。

例如:为远程通信配置中心接口对象，而远程通信的其他类型，如、电子邮件或信件，可增配相应的接口对象。523.2面对对象系统设计的一般步骤〔二〕识别把握对象●把握对象通常是临时的或瞬间的，只存在于某一系统大事的发生过程中。在实体对象和接口对象之间，把握对象起到了缓冲作用。●判别实体对象与把握对象的规章：假设一个对象包含属性并且是永久的，则该对象为实体对象，假设一个对象不包含属性并且是临时的，则该对象为把握对象。●一个把握对象最好只同一个与系统交互作用的实体相联系，以削减变化的影响。太简洁和缺乏功能分散性的把握对象应分解，具有猛烈的功能分散性的把握对象则应合并。533.2面对对象系统设计的一般步骤〔三〕实体对象、接口对象和把握对象间的联系〔1〕静态联系实体对象间的静态联系在分析阶段已经确定。接口对象间、把握对象间也存在静态联系，需进一步确认。〔2〕消息连接接口对象与实体对象、把握对象与实体对象、接口对象与把握对象间都只存在消息连接。543.2面对对象系统设计的一般步骤〔四〕系统构造设计