软件工程理论与实践 课件 6面向对象方法学与UML

XXXXXX大学软件工程SOFTWARE

ENGINEERING教师：XXXXX2024教学目标：（1）理解面向对象方法的要素和优点；（2）掌握面向对象建模的基本概念、术语及其图形符号。第6章面向对象方法学与UML6.1面向对象方法概述1．面向对象方法的要素面向对象就是使用对象、类和继承机制，并且对象之间仅能通过传递消息实现彼此通信。面向对象方法有以下四个要素。（1）对象对象是系统中描述客观事物的一个实体，它是构成系统的一个基本单位，由一组属性和对这组属性进行操作的一组服务组成。面向对象方法认为客观世界是由各种对象组成的，任何事物都是对象，复杂对象由简单对象组成。（2）类类是具有相同属性和服务的一组对象的集合。类是一个抽象的概念，可以把所有对象划分成各种类，每个类都定义了一组数据和一组方法。其中，数据用于表示对象的静态属性，是对象的状态信息。方法是允许用于类上的操作。（3）继承按照基类与派生类的关系，把若干个对象类组成一个层次结构的系统。在层次结构中，下层的派生类具有和上层的基类相同的特性，称为继承。（4）消息消息是对象发出的服务请求。对象彼此之间仅能通过传递消息相互联系。对象的消息都被封装在该对象的类中，必须发送消息请求它执行某个操作，处理某个数据。2．面向对象方法的优点（1）符合人类的思维习惯。

（2）稳定性好。

（3）可复用性好。

（4）可维护性好。

6.2UML概述6.2.1UML的特点（1）统一标准。UML统一了面向对象建模的基本概念、语法以及图形符号，建立了便于软件开发交流的通用语言，已成为面向对象软件建模的标准语言。（2）面向对象。UML是一种面向对象的标准建模语言，模型元素的建立以对象为基础，与人类的思维模式相符，并且易学易用。（3）图形建模。UML提供了多种模型图，以图形的方式实现系统建模，建模过程清晰、直观，可用于复杂软件系统的建模。（4）独立于程序设计语言。UML是一种建模语言，整个建模过程与程序设计语言无关。UML的建模不依赖于任何程序设计语言。6.2.2UML的视图1．用例视图2．逻辑视图3．并发视图4．组件视图5．配置视图6.2.3UML的建模元素6.2.4UML模型1．用例模型2．静态模型3．动态模型4．实现模型6.3用例建模机制6.4静态建模机制6.4.1类图类图是与面向对象方法关系最为密切的一种UML图形，它的主体就是系统内部处理的事物。类图主要用于描述系统中所包含的类以及这些类相互之间的关系。当描述类之间关系时，常省略属性和方法，只保留类名。类图示例，教师类与教材类之间是关联关系；教材类依赖课程类。类图设计将在7.3.2中详细介绍。6.4.2对象图对象是类的实例。因此，对象图可以看作是类图的实例，帮助开发人员理解比较复杂的类图。类图与对象图之间的区别是对象图中对象的名字下面要加下划线。对象图示例，如图6-5所示，每个方框代表一个对象实例，每个对象实例采用“对象名:类名”的形式标识，并在标识的下面添加一条下划线。如果要表示出该对象实例在该时间点上的状态，可以通过“属性=值”的形式给出该对象当时的属性值。在对象图中，对象之间的有关系用一条直线来表示，关系的名称直接在直线上面标出。如果不需要区别同类型的对象，可以省略对象实例的名称，此类对象称为匿名对象。6.4.3包图一个系统往往由很多类组成，为了对类进行管理可以对类进行分组。在UML中，对类进行分组的单位就是包。包类似于文件系统中文件夹的概念。包图示例，包的图示符号由两个矩形组成，包的名字可以写在小的矩形内，也可以写在大的矩形内。包与包之间可以建立依赖、泛化等关系。6.5动态建模机制6.5.1顺序图顺序图又被称为序列图，主要反映用户、系统、对象之间的交互次序。顺序图的重点是显示对象之间发送消息的时间顺序。它也显示对象之间的交互，也就是在系统执行时某个指定时间点将发生的事情。顺序图示例，时间从上到下推移，顺序图显示对象之间随着时间的推移而交换的消息或函数。顺序图设计将在7.4.1中详细介绍。6.5.2通信图通信图又称为协作图，用于显示系统的动作协作，类似顺序图中的交互片段，但通信图也显示对象之间的关系。实际建模中，顺序图和通信图的选择需要根据项目实际需求而定。如果重在时间或顺序，那么选择顺序图；如果重在对象之间的关系，那么选择通信图。通信图示例，如图6-8所示，通信图中可以出现角色，用于指明谁是过程的发起者。消息的名称及其具体内容一般在关系连线上直接标出，并用箭头注明消息的方向。为了体现出消息之间存在的先后关系，在消息名称的前面加上序号。6.5.3状态机图状态机图用来描述对象对外部响应的历史状态序列，即描述对象所有可能的状态，以及哪些事件将导致状态的改变，包括对象在各个不同状态间的跳转，以及这些跳转的外部触发事件，即从状态到状态的控制流。状态机图示例。不是所有的类都需要画状态机图，有明确意义的状态、在不同状态下行为有所不同的类才需要画状态机图。6.5.4活动图活动图是状态机图的一种特殊情况。不需指明任何事件，只要动作被执行，活动图中的状态就自动开始转换。如果状态转换的触发事件是内部动作时，可用活动图描述；当状态转换的触发事件是外部事件时，常用状态机图来表示。活动图示例，在活动图中，用例和对象的行为中的各个活动之间通常具有时间顺序。每个活动用一个圆角矩形表示，判断点使用菱形框表示。活动图设计将在7.4.2中详细介绍。6.6实现建模机制6.6.1组件图组件图根据系统的组件显示系统代码的物理结构。组件可以是源代码组件、二进制组件或一个可执行的组件。组件图示例。根据组件图中显示的组件之间的依赖关系，可以很容易地分析出其中某个组件的变化将会对其他组件产生