第六章 面向对象的分析和设计方法

软件工程中的面向对象分析与设计方法1. 引言面向对象分析与设计是软件工程领域中一种重要的方法论，它以现实世界中的实体为基础，将问题领域抽象为对象，并通过定义对象的属性和行为，建立对象之间的关系，最终实现软件系统的高效设计与开发。

本文将介绍面向对象分析与设计的基本原则、常用的建模工具及其在软件工程中的应用。

2. 面向对象分析面向对象分析是指通过对问题领域的观察与理解，将实体抽象为具有一定属性和行为的对象，并识别对象之间的关系。

在面向对象分析中，常采用用例图、活动图、类图等建模工具来描述问题领域的各个方面。

2.1 用例图用例图是一种常用的需求建模工具，它主要用于描述系统与外部用户之间的交互，在分析阶段有助于识别系统的功能需求。

用例图由参与者和用例构成，参与者代表系统外部的用户或其他系统，用例则表示系统的各项功能。

2.2 活动图活动图是一种用于描述系统行为的建模工具，它展示了系统内部的活动流程与交互，用于显示各个活动的先后顺序和条件。

活动图对于面向对象分析阶段的行为建模非常有用，它可以帮助分析师更好地理解业务流程，并识别系统中的状态和事件。

3. 面向对象设计面向对象设计是在分析的基础上，根据需求分析的结果，进行软件系统的设计与实现。

面向对象设计强调系统模块的内聚性和模块之间的低耦合性，以实现系统的可维护性和可扩展性。

常用的面向对象设计的工具包括类图、对象图、序列图等。

3.1 类图类图是一种用于描述类、对象及它们之间关系的建模工具，它是面向对象设计的核心。

在类图中，类表示对象的属性和行为，关系表示类与类之间的关联、继承、依赖等关系。

类图能够直观地展示系统结构和模块间的关系，有助于工程师进行系统设计和代码编写。

3.2 对象图对象图是类图的一种特殊形式，它展示了某个特定时刻系统中对象的状态及对象之间的关系。

对象图可以帮助验证类图中所设计的类和关系，并在系统实现阶段进行对象间的通信和交互的设计。

3.3 序列图序列图是一种用于描述对象在一系列交互中如何协作的建模工具。

面向对象分析和设计方法的实践应用面向对象分析和设计方法（OOAD），是一种以对象为基础的软件开发方法。

通过面向对象的思想，将软件系统中的各个部分进行抽象化，并通过类与对象的关系构建软件系统的模型。

其主要的思想是将软件系统中的各个部分看作是对象，通过这些对象能够互相沟通与交互。

凭借其严密的实践应用，OOAD已成为日常软件开发中的事实标准。

1. OOAD的基本流程OOAD有自己的基本流程，其主要步骤包括需求捕捉、面向对象的域分析、面向对象的设计、面向对象的编程和测试。

通过这些步骤，软件开发人员可以有效地完成一个软件系统的开发过程。

2. OOAD在实践中的应用在实际的软件开发中，OOAD可以应用于各个方面。

例如，在设计一个可靠的银行账户管理系统时，SOAD就是一个非常实用的面向对象分析和设计模型。

该模型能够在一个对象模型中把系统中所有的角色和过程进行抽象化，并为每个角色和过程分配隶属关系。

这种模型可以帮助开发人员完成系统的编码和维护，同时也可以为银行的人员提供一个清晰的管理界面。

另一个例子是利用OOAD来设计制造业中的产品。

在这一领域，OOAD可以帮助设计人员创建一个稳固的产品模型。

通过这个模型，他们可以快速及准确地观察制造过程的各个方面，并对过程进行调整，确保这个模型最终能够成为一个理想的产品。

与此同时，这种模型也可以为制造企业提供支持，并协助其在全球市场上快速发展。

3. OOAD的优势与挑战虽然OOAD已经成为了软件开发的标准，但其仍然存在着一些挑战和缺陷。

其中最大的挑战之一便是如何确保开发人员始终保持该方法的高标准。

虽然OOAD可在企业中发挥强有力的作用，但开发人员必须始终处于高度专业的状态，才能充分利用OOAD的优势。

管理者也应该为此提供必要的支持，以确保接到的项目能够高效完成。

OCAD最大的优势在于其对软件开发过程的理解与体现。

其通过有效的面向对象的思想，将加速整个软件开发过程。

此外，它可以帮助开发人员更快地实现整体性能的调整和模型的优化。

面向对象分析与设计方法引言：面向对象分析与设计方法是一种软件开发的方法论，它强调将问题领域的实体和行为抽象成对象，并通过对象之间的交互来解决问题。

本文将探讨面向对象分析与设计方法的特点、应用场景以及其中涉及的主要概念和步骤。

一、面向对象分析与设计方法的特点1. 抽象与封装：面向对象方法将问题领域的实体和行为抽象成对象，通过封装对象的属性和方法，实现了信息隐藏和模块化。

2. 继承与多态：继承机制使得对象可以从已有的类派生出新的类，减少了重复设计的工作量。

多态使得同一种行为可以在不同的对象上具有不同的实现方式。

3. 消息传递与对象交互：对象通过消息传递进行通信，通过对象之间的交互来实现问题解决。

这种方式使得系统具有良好的灵活性和可扩展性。

4. 高内聚与低耦合：面向对象方法通过将相关属性和方法封装在同一个对象中，实现了高内聚；同时，对象之间的交互通过接口进行，实现了低耦合。

二、面向对象分析与设计方法的应用场景1. 软件系统设计：面向对象方法适用于各种规模的软件系统设计，可以帮助开发者理清系统的模块划分和功能实现。

2. 数据库设计：面向对象方法可以将数据库中的实体和关系映射到对象之间，方便进行数据库设计和操作。

3. 网络应用开发：面向对象方法适用于网络应用开发，如网站、移动应用等。

通过抽象出各个功能模块的对象，实现系统的灵活和可扩展。

三、面向对象分析与设计方法的主要概念和步骤1. 概念：- 类：表示一组具有相同属性和行为的对象的抽象。

类包含属性和方法。

- 对象：类的实例化。

每个对象都有一组属性和对应的方法。

- 属性：对象的特征，用于描述对象的状态。

- 方法：对象能够执行的操作。

- 关联：不同对象之间的关系。

- 继承：通过派生机制，实现类的复用和扩展。

- 多态：同一种行为在不同的对象上具有不同的实现方式。

2. 步骤：- 需求分析：了解问题领域，确定系统需求和功能。

- 概念设计：识别和分析问题领域中的实体、关系和行为，形成概念模型。

面向对象的系统分析与设计方法在信息化时代，各种软件系统已经深入到人们日常生活的方方面面。

如何将软件设计得更加高效、安全、易用成为设计人员不断探索的问题。

其中，面向对象的系统分析与设计方法被广泛应用于软件领域，成为当前软件研发中的流行趋势。

一、面向对象思想面向对象思想是一种软件分析、设计和编程思路。

它将现实世界中的实体抽象为对象，通过对象之间的交互和信息处理来实现系统的功能。

对象的行为和属性都与现实世界中的事物相对应，因此可以更加符合人类的思维方式，易于理解和维护。

同时，面向对象的设计还具有可重用性好、扩展性强、易维护等优点，因此被广泛应用于软件开发中。

二、面向对象的系统分析与设计面向对象的系统分析与设计方法采用面向对象思想，以系统的对象为中心，对系统所涉及到的实体进行抽象分析和设计。

其主要步骤包括系统需求分析、面向对象的分析和面向对象的设计。

1.系统需求分析系统需求分析是整个软件开发的关键，需要通过对用户需求、客户需求和用户交互接口需求等方面进行深入分析和调研，明确软件的功能、性能、可靠性和安全性等需求要求，为后续的设计和编码打下基础。

2.面向对象的分析面向对象的分析将系统需求分析的结果转化为面向对象的模型，具体包括对象、类、关系、约束条件等方面的分析。

其中，最重要的是通过实体之间的关系和交互来建立对象模型，理清对象之间的依赖关系和功能流程，同时将软件的功能划分为一个个模块，为后续的设计提供可靠的基础。

3.面向对象的设计面向对象的设计是指基于面向对象的分析结果，对系统进行更加详细的设计。

在设计过程中，需要运用各种通用的面向对象设计模式，如单例模式、工厂模式、观察者模式等，从而提高系统的可维护性、可扩展性和可重用性，同时还需考虑系统安全性、性能等方面的设计。

三、面向对象设计方法的优势1.提高系统的可维护性面向对象设计方法可以将系统中的实体进行模块化的设计，每个模块都可以自行管理本身功能的维护和更新，同时多个模块之间的协调和合作也容易实现，从而提高了系统的可维护性。

面向对象的需求分析与设计方法研究随着计算机技术的不断发展，软件的开发变得越来越重要。

在软件开发过程中，需求分析和设计是两个关键的环节。

随着软件系统规模的扩大，软件系统的复杂性逐渐增加，传统的软件开发模式面临着很大的挑战。

面向对象的需求分析和设计方法则成为了一种解决复杂性问题的有效途径。

本文将介绍面向对象的需求分析和设计方法，并分析其优点。

一、面向对象的需求分析方法面向对象的需求分析方法是一种基于面向对象的思想来进行系统需求分析的方法。

面向对象的思想是指将系统看作是由一系列对象组成的，每个对象都有自己的属性和行为，对象之间通过消息进行交互，从而完成系统功能。

面向对象的需求分析方法是基于这样一种思想进行的。

在面向对象的需求分析方法中，首先需要确定系统的用例。

用例是指系统中需要实现的功能，用例通常以场景来描述，描述清楚了用例中涉及到的角色、对象、操作等信息。

在用例的基础上，就可以进行对象建模。

对象建模主要包括四个步骤：识别类、识别属性、分析关系、识别行为。

在这个过程中，需要通过对象图、类图、活动图等UML图形建模工具来辅助分析建模。

面向对象的需求分析方法具有很多优点。

首先，它可以有效地控制系统的复杂性。

每个对象都有自己的职责，而对象之间协同完成整个系统的功能。

在这个过程中，每个对象承担的责任都会比较明确，系统的流程也会更为清晰。

其次，面向对象的需求分析方法可以提高系统的复用性。

在面向对象的设计中，每个对象都是可以被重复利用的模块。

在后面的设计和实现中，可以直接引用这些对象。

这样一来，可以有效地提高系统的可维护性、可重用性和可扩展性。

此外，面向对象的需求分析方法也有良好的可视化特性，可以辅助开发人员更清晰地了解整个系统的结构和功能。

二、面向对象的设计方法面向对象的设计方法是一种基于面向对象的思想来进行软件系统设计的方法。

在面向对象的设计方法中，需要完成三个阶段的工作：逻辑设计、物理设计和实现。

其中，逻辑设计阶段主要是通过建立类层次结构和类之间的关系来定义系统架构；物理设计阶段主要是通过选择数据存储结构、物理组成和外部接口等来概述系统实现；实现阶段则是通过编写程序代码，构建整个系统的实际功能。

第6讲⾯向对象的分析与设计第六讲⾯向对象的分析与设计、UML建模语⾔⼤连海事⼤学计算机学院信息系统研究所蒋波⼀、引⾔⾯向对象⽅法也是软件⼯程的重要研究内容。

尽管传统的⽣命周期⽅法学曾经促进了软件的发展，部分地缓解了软件危机，但是由于她⾃⾝存在着⽐较明显的缺点，因此没有从根本上解决软件危机的问题。

⾯向对象的⽅法学问世后，给软件的发展带来了⼀⽚光明。

1．传统⽅法学的缺点1.1 存在的问题①软件⽣产率低下，不能满⾜软件发展的需求⽣命周期⽅法学强调需求分析的重要性，强调在每个阶段结束之前必须进⾏评审，从⽽提⾼了软件开发的成功率，减少了重⼤返⼯的次数；开发过程中实⾏严格的质量管理，采⽤先进的技术⽅法（主要是结构分析、设计、编程技术）和软件⼯具，也都加快了软件开发的速度。

采⽤⽣命周期⽅法学确实提⾼了许多软件的开发效率，但是，实践表明，现在开发软件的效率仍然很低，软件⽣产率增长的速度远远低于社会对计算机软件需要量的增长速度。

从⽤户提出要求到⽤户最终得到所需要的⽬标系统，往往需要经过⼏年甚⾄更长的延迟时间，⽽且随着计算机的推⼴应⽤，这种供求之间的不平衡越来越严重，因此，必须寻求新的软件开发⽅法。

②软件可重⽤程度低重⽤也称为再⽤或复⽤，是指同⼀事物不经修改或稍加改动就可以多次重复使⽤。

显然，软件重⽤是节约⼈⼒，提⾼软件⽣产率的重要途径。

结构分析、结构设计和结构程序设计（简写为SA-SD-SP）技术，虽然给软件产业带来了巨⼤进步，但却没能很好地解决软件重⽤问题。

虽然⼀些标准程序库在⼀定程度上可以提⾼软件的可重⽤性，减轻⼈们开发软件的⼯作量，但是，这种标准程序的数量是受限的，由于软件系统的多样性，使得⼏乎每次开发⼀个新的软件系统，都要针对其具体的要求作⼤量重复⽽⼜繁琐的⼯作。

也就是说，按照传统的SA-SD-SP 技术开发软件时，思维成果的可重⽤性很差。

③软件仍然很难维护传统的⽣命周期⽅法学强调⽂档资料的重要性，规定最终的软件产品应该由完整、⼀致的配置成分组成；在软件开发整个过程中，始终强调软件的可读性、可修改性和可测试性是软件的重要质量指标。