软件工程-面向对象分析

第7章面向对象分析•7.1.1 面向对象分析过程面向对象的分析主要以用例模型为基础。

开发人员在收集到的原始需求的基础上，通过构建用例模型从而得到系统的需求。

进而再通过对用例模型的完善，使得需求得到改善。

所谓用例是指系统中的一个功能单元，可以描述为参与者与系统之间的一次交互。

用例常被用来收集用户的需求。

①首先要找到系统的操作者，即用例的参与者。

参与者是在系统之外，透过系统边界与系统进行有意义交互的任何事物。

②可以把参与者执行的每一个系统功能都看作一个用例。

可以说，用例描述了系统的功能，涉及系统为了实现一个功能目标而关联的参与者、对象和行为。

③确定了系统的所有用例之后，就可以开始识别目标系统中的对象和类了。

把具有相似属性和操作的对象定义为一个类。

边界类示意图控制类示意图目标系统的类可以划分为边界类、控制类和实体类。

Ø边界类代表了系统及其操参与者的边界，描述参与者与系统之间的交互。

它更加关注系统的职责，而不是实现职责的具体细节。

通常，界面控制类、系统和设备接口类都属于边界类。

Ø控制类代表了系统的逻辑控制，描述一个用例所具有的事件流的控制行为，实现对用例行为的封装。

通常，可以为每个用例定义一个控制类。

Ø实体类描述了系统中必须存储的信息及相关的行为，通常对应于现实世界中的事物。

确定了系统的类和对象之后，就可以分析类之间的关系了。

对象或类之间的关系有依赖、关联、聚合、组合、泛化和实现。

①依赖关系是“非结构化”的和短暂的关系，表明某个对象会影响另外一个对象的行为或服务。

②关联关系是“结构化”的关系，描述对象之间的连接。

③聚合关系和组合关系是特殊的关联关系，它们强调整体和部分之间的从属性，组合是聚合的一种形式，组合关系对应的整体和部分具有很强的归属关系和一致的生命期。

比如，计算机和显示器就属于聚合关系。

④泛化关系与类间的继承类似。

⑤实现关系是针对类与接口的关系。

明确了对象、类和类之间的层次关系之后，需要进一步识别出对象之间的动态交互行为，即系统响应外部事件或操作的工作过程。

面向对象软件工程面向对象方法学的提出•结构化软件工程方法学•面向过程、以算法为核心、把数据和过程作为相对独立的部分•对早期只重视编程、不重视用户需求和开发过程,只重视代码、不重视文档来说,是一个巨大的进步•给软件产业带来了巨大的进步,部分缓解了软件危机•在许多中小型软件项目中获得了很大的成功•但是，它存在着明显的缺点•当把这种方法学应用于大型软件产品的开发时，似乎很少取得成功面向对象方法学概述•面向对象方法学的出发点和原则•尽可能模仿人类习惯的思维方式,使软件开发的方法与过程尽可能接近人类认识世界、解决问题的方法与过程•面向对象方法的特点•与人类习惯的思维方法一致：按照人们习惯的思维方式建立模型，模拟客观世界•稳定性好：实体是相对稳定的，以对象为中心构建的软件系统必然是相对稳定的•可重用性好：对象类提供了比较理想的模块化机制和可重用机制•易于开发大型软件：把大型产品看作一系列本质上相互独立的小产品来处理•可维护性好：容易理解、容易修改、易于测试四个要点：对象+类+继承+通信•面向对象软件是由对象组成•软件中的任何元素都是对象•对象是把静态属性的数据和动态属性的操作封装在一起而形成的统一体•复杂对象由简单对象组成•把所有对象都划分成若干类•每个类都定义了一组数据和方法（即施加于对象的操作）；•按照子类与父类的关系，把若干个对象类组成一个层次结构的系统（即继承）；•对象彼此之间仅能通过传递消息相互联系（对象的私有信息都被封装在对象类中）。

Coad和Yourdon给出了一个定义：面向对象＝对象＋类＋继承＋通信基本概念（1）•类(Class)•是对具有相同属性和行为的一(多)个对象的描述•是一个支持继承的抽象数据类型•实例(Instance)•就是由某个特定的类所描述的一个具体的对象•消息(Message)•是要求某个对象执行类中所定义的某个操作的规格说明•其组成为:接收消息的对象、消息名和变元•方法(Method)•就是对象所能执行的操作(类中定义的服务)•属性(Attribute)•就是类中所定义的数据,是对客观世界实体所具有的性质的抽象基本概念（2）•封装•是把数据和实现操作的代码集中起来放在对象内部，不能从外部进行访问和修改。

第五章面向对象的需求分析面向对象的需求分析方法的核心是利用面向对象的概念和方法为软件需求建造模型。

它包含面向对象风格的图形语言机制和用于指导需求分析的面向对象方法学。

面向对象的思想最初起源于 20世纪 60年代中期的仿真程序设计语言Simula67。

20世纪80年代初出现的Smalltalk 语言及其程序设计环境对面向对象技术的推广应用起到了显著的促进作用。

20世纪90年代中后期诞生并迅速成熟的UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）是面向对象技术发展的一个重要里程碑。

UML 统一了面向对象建模的基本概念、术语和表示方法，不仅为面向对象的软件开发过程提供了丰富的表达手段，而且也为软件开发人员提供了互相交流、分享经验的共用语言。

本章首先介绍面向对象的主要概念和思想。

在概述了UML的全貌之后，以“家庭保安系统”为实例，介绍与需求分析相关的部分 UML语言机制以及基于UML的面向对象的需求分析方法和过程。

第一节面向对象的概念与思想一、面向对象的概念关于“面向对象”，有许多不同的看法。

Coad和 Yourdon给出了一个定义：“面向对象 = 对象 + 类 + 继承 + 消息通信”。

如果一个软件系统是使用这样4个概念设计和实现的，则认为这个软件系统是面向对象的。

一个面向对象的程序的每一成分应是对象，计算是通过新的对象的建立和对象之间的消息通信来执行的。

1.对象（object）一般意义来讲，对象是现实世界中存在的一个事物。

可以是物理的，如一个家具或桌子，如图 5-1-1所示，可以是概念上的，如一个开发项目。

对象是构成现实世界的一个独立的单位，具有自己的静态特征（用数据描述）和动态特征（行为或具有的功能）。

例如：人的特征：姓名、性别、年龄等，行为：衣、食、住、行等。

图 5-1-1 对象的定义（1）对象、属性、操作、消息定义对象可以定义为系统中用来描述客观事物的一个实体，它是构成系统的一个基本单位，由一组属性和一组对属性进行操作的服务组成。

第10章面向对象分析一、选择题1．_____是系统一个特定执行期间所发生的事件序列。

【答案】脚本2．功能模型描述系统内的计算，它和_____、_____共同构成系统模型结构的三大支柱。

【答案】对象模型；动态模型3．状态是对象的_____、_____的一种抽象。

【答案】属性值；链接4．在对象模型中，访问操作是直接从类的_____和_____中导出的。

【答案】属性；关联5．对象模型为建立_____和_____，提供了实质性框架。

【答案】动态模型；功能模型6．功能模型由多个_____组成，每个_____说明了操作和结束的含义。

【答案】数据流图；数据流图7．功能模型由多张数据流图组成。

数据流图中包含_____、_____、_____对象和_____对象。

【答案】处理；数据流；动作；数据存储8．事件跟踪图用来表示_____、_____对象和_____对象。

_____和_____可用一条垂直线表示，各_____用水平箭头表示，箭头方向是从_____对象指向_____对象。

【答案】事件；事件的接收；发送；接收对象；发送对象；事件；发送；接收9．状态转换图是_____的重要工具。

【答案】启发分析员认识对象服务10．说明一个状态可采用_____、_____、_____、_____、_____等内容描述。

【答案】状态名；状态目的描述；产生该状态的事件序列；表示状态特征的事件；在状态中接收的条件二、填空题1．一个（）能用不同的方法表示它的特征。

A．事件B．抽象C．状态D．脚本【答案】C【解析】状态是对象的属性值和链接的一种抽象。

根据影响对象总的行为的性质，一系列组合在一起是一个状态。

它能用不同的方法表示它的特征。

2．在对象模型中，访问操作是直接从类的属性和关联中导出的。

下列不是对象模型的访问操作的是（）。

A．查询B．动作C．抽象D．活动【答案】C【解析】对象模型的访问操作主要包括三大类：查询、活动和动作。

3．（）对整个对象的状态／行为关系的图示，它附属于该对象的类描述模板。

软件工程——10.面向对象的设计软件工程——10、面向对象的设计在软件工程领域，面向对象的设计（ObjectOriented Design，简称OOD）是一种重要的方法，它为我们构建复杂、可维护和可扩展的软件系统提供了有力的支持。

面向对象的设计核心在于将现实世界中的事物和概念抽象为对象，并通过对象之间的交互来实现系统的功能。

这一方法使得软件系统更贴近现实，更容易理解和维护。

首先，让我们来谈谈对象的概念。

在面向对象的世界里，对象是具有特定属性和行为的实体。

比如说，一辆汽车可以被视为一个对象，它具有颜色、型号、速度等属性，同时还具有启动、加速、刹车等行为。

通过将复杂的系统分解为一个个相互独立又相互协作的对象，我们能够更好地管理系统的复杂性。

类是对象的模板，它定义了对象的属性和行为。

多个具有相似特征和行为的对象可以归为一个类。

例如，所有的汽车都可以属于“汽车”这个类。

类的存在使得我们可以方便地创建和管理对象，同时也促进了代码的复用。

在面向对象的设计中，封装是一个重要的原则。

它将对象的属性和行为封装在一起，外部只能通过定义好的接口来访问对象的内部状态。

这样做不仅提高了代码的安全性，还降低了模块之间的耦合度。

比如说，我们不需要知道汽车内部发动机的具体工作原理，只需要通过踩油门和刹车踏板等操作来控制汽车的行驶。

继承是另一个关键概念。

通过继承，子类可以继承父类的属性和方法，并在此基础上进行扩展和修改。

这大大减少了代码的重复，提高了开发效率。

例如，跑车是汽车的一个子类，它继承了汽车的基本属性和行为，同时又具有自己独特的加速性能和外观特点。

多态性则使得同一个方法在不同的对象上可以有不同的实现。

这增加了代码的灵活性和可扩展性。

比如，不同类型的汽车在刹车时的具体表现可能会有所不同，但它们都实现了“刹车”这个方法。

在进行面向对象的设计时，我们需要清晰地定义对象之间的关系。

常见的关系有关联、聚合和组合。

关联表示对象之间的简单联系，比如学生和课程之间的关联。

面向对象软件工程方法面向对象软件工程（Object-Oriented Software Engineering，简称OOSE）是一种软件开发方法论，强调使用面向对象的思想和技术来进行软件系统的分析、设计和实现。

以下是面向对象软件工程的一些常见方法：1. 需求分析：面向对象软件工程方法始于需求分析阶段。

在这个阶段，开发团队与用户合作，通过讨论和交流来理解系统的需求和功能。

常用的需求分析方法包括用例建模、活动图、领域建模等。

2. 面向对象设计：面向对象设计是软件系统的设计阶段，目标是将需求转化为可执行的设计方案。

在这个阶段，开发团队将系统划分为一组相互关联的对象，并定义它们的属性、行为和关系。

常用的设计方法包括类图、时序图、状态图等。

3. 继承与多态：继承和多态是面向对象编程的核心概念。

通过继承，可以创建新的类并从现有类中继承属性和行为。

多态允许不同类型的对象对相同的消息做出不同的响应。

4. 设计模式：设计模式是面向对象软件工程中常用的解决方案。

设计模式提供了一套经过验证的设计思路和模板，用于解决常见的设计问题。

常见的设计模式包括单例模式、工厂模式、观察者模式等。

5. 实现和测试：在面向对象软件工程中，实现阶段是将设计转化为可执行代码的过程。

开发团队使用面向对象编程语言（如Java、C++）来实现定义的类和对象，并进行单元测试、集成测试和系统测试来验证代码的正确性和可靠性。

6. 迭代和增量开发：面向对象软件工程方法支持迭代和增量开发的方式。

开发团队可以通过多个迭代来逐步完善和扩展系统，每个迭代都可以交付一个可用的部分系统。

面向对象软件工程方法强调模块化、可重用性和可维护性，通过将系统划分为相互独立的对象来提高软件开发的效率和质量。

它已经成为现代软件开发的主流方法之一。