软件工程导论第10章 面向对象分析

软件工程中的面向对象分析和设计面向对象分析和设计（OOAD）是软件工程中的一种方法论，它强调在软件开发过程中必须将“对象”作为思考和处理的核心概念。

本文将从面向对象分析和设计的定义、原则、流程和工具等方面进行阐述。

一、定义面向对象分析和设计(OOAD)是一种针对于对象的方法，通过把现实世界建模为软件世界中的对象，来确保软件能够更好地解决业务需求。

它主要解决软件问题的复杂性，可用于多种类型的软件开发。

本方法包括对要开发的系统进行分析和设计两个阶段。

面向对象分析（OOA）阶段着重于确定系统所要控制、管理、处理和维护的对象，而面向对象设计（OOD）阶段则涉及如何以对象为核心来设计系统。

二、原则面向对象分析和设计的主要原则包括：1.面向对象：以对象为中心，将系统分解为一系列相互协作的对象，而非由一组基本算法或数据结构来定义。

2.开放封闭原则：开放封闭原则，即软件中的对象应该对扩展开放（即增加一些新的功能），而对修改关闭（即不需修改已经得到的代码）。

3.继承：通过继承机制建立对象之间的关系，共享类之间的属性和方法。

4.封装：数据和函数封装在对象的封闭空间中，仅提供与其他对象交互的公共接口。

5.多态：多态是指在运行时选择对象的行为方式。

同一个消息给不同的对象可以导致不同的行为。

三、流程面向对象分析和设计具有一定的工作流程，如下图：1.确定业务需求；2.分析业务需求，建立一个现实世界模型；3.分析模型，确定系统中的对象，建立对象模型；4.设计对象间的关系，建立关系模型；5.根据对象和关系模型建立系统模型；6.设计系统架构；7.设计类实现；8.生成代码。

四、工具在面向对象分析和设计中，常用的工具有：1. UML（统一建模语言）：一种建立系统模型的标准化语言，可以方便快速地进行面向对象分析和设计。

2. Rational Rose：一种基于UML的可视化建模工具，支持用例分析、状态图设计、类图和对象间关系设计。

3. Visual Paradigm for UML：可视化的UML工具，用以支持面向对象的分析和设计。

第10章面向对象分析1．用面向对象方法分析研究本书第2章第2题中描述的储蓄系统，试建立它的对象模型、动态模型和功能模型。

答：（1）对象模型储蓄系统的对象模型，如图10-2所示。

图10-2储蓄系统的对象模型（2）动态模型①编写脚本a．正常情况脚本第一，储户有存款要求，填写存款单，包含储户个人信息，存款金额和存款类型；第二，业务员查收存款，审核存款与存款单存款金额吻合；第三，存款单生效；第四，储户有取款要求，填写取款单，包含个人账号、密码（待定）和存款金额；第五，业务员审核存款，验证储户身份，确定储户存款金额>=取款金额；第六，审核通过，取款单生效；第七，系统打印利息清单，业务员把本金和利息返回储户。

b．异常情况脚本第一，储户有存款要求，填写存款单，包含储户个人信息，存款金额和存款类型；第二，业务员查收存款，审核存款与存款单存款金额不符；第三，存款单作废；第四，储户有取款要求，填写取款单，包含个人账号、密码（待定）和存款金额；第五，业务员审核存款，验证储户身份，发现储户存款金额<=取款金额；第六，取款单作废。

②事件追踪图储蓄系统的事件追踪图，如图10-3所示。

图10-3储蓄系统的事件追踪图（3）功能模型储蓄系统的数据库流图，如图10-4所示。

图10-4储蓄系统的数据库流图2．用面向对象方法分析研究本书习题2第3题中描述的机票预订系统，试建立它的对象模型、动态模型和功能模型。

答：略。

3．用面向对象方法分析研究本书习题2第4题中描述的患者监护系统，试建立它的对象模型、动态模型和功能模型。

答：略。

4．下面是自动售货机系统的需求陈述，试建立它的对象模型、动态模型和功能模型：自动售货机系统是一种无人售货系统。

售货时，顾客把硬币投入机器的投币口中，机器检查硬币的大小、重量、厚度及边缘类型。

有效的硬币是一元币、五角币、一角币、五分币、二分币和一分币。

其他货币都被认为是假币。

机器拒绝接收假币，并将其从退币孔退出。

第10章面向对象分析不论采用哪种方法开发软件，分析的过程都是提取系统需求的过程。

分析工作主要包括3项内容，这就是理解、表达和验证。

首先，系统分析员通过与用户及领域专家的充分交流，力求完全理解用户需求和该应用领域中的关键性的背景知识，并用某种无二义性的方式把这种理解表达成文档资料。

分析过程得出的最重要的文档资料是软件需求规格说明(在面向对象分析中，主要由对象模型、动态模型和功能模型组成)。

由于问题复杂，而且人与人之间的交流带有随意性和非形式化的特点，上述理解过程通常不能一次就达到理想的效果。

因此，还必须进一步验证软件需求规格说明的正确性、完整性和有效性，如果发现了问题则进行修正。

显然，需求分析过程是系统分析员与用户及领域专家反复交流和多次修正的过程。

也就是说，理解和验证的过程通常交替进行，反复迭代，而且往往需要利用原型系统作为辅助工具。

面向对象分析(OOA)的关键是识别出问题域内的类与对象，并分析它们相互间的关系，最终建立起问题域的简洁、精确、可理解的正确模型。

在用面向对象观点建立起的3种模型中，对象模型是最基本、最重要、最核心的。

10.1面向对象分析的基本过程10.1.1 概述面向对象分析，就是抽取和整理用户需求并建立问题域精确模型的过程。

通常，面向对象分析过程从分析陈述用户需求的文件开始。

可能由用户(包括出资开发该软件的业主代表及最终用户)单方面写出需求陈述，也可能由系统分析员配合用户，共同写出需求陈述。

当软件项目采用招标方式确定开发单位时，“标书”往往可以作为初步的需求陈述。

需求陈述通常是不完整、不准确的，而且往往是非正式的。

通过分析，可以发现和改正原始陈述中的二义性和不一致性，补充遗漏的内容，从而使需求陈述更完整、更准确。

因此，不应该认为需求陈述是一成不变的，而应该把它作为细化和完善实际需求的基础。

在分析需求陈述的过程中，系统分析员需要反复多次地与用户协商、讨论、交流信息，还应该通过调研了解现有的类似系统。

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。

面向对象分析与设计一、引言面向对象分析与设计（Object-Oriented Analysis and Design，简称OOAD）是软件工程中的一种方法论，用于解决复杂系统的设计与开发问题。

本文将介绍面向对象分析与设计的概念、原则和过程，并结合实际案例说明其重要性和应用。

二、概念解析1. 面向对象分析（Object-Oriented Analysis，简称OOA）：通过识别和描述系统所涉及的对象及其相互关系，以及对象的属性和行为，从而确定系统需求和问题领域的分析方法。

2. 面向对象设计（Object-Oriented Design，简称OOD）：基于面向对象分析的结果，通过定义类、抽象数据类型、方法、接口等概念，设计出系统的结构和组织，以及类之间的关系和交互方式。

三、面向对象分析与设计的原则1. 单一职责原则（Single Responsibility Principle，简称SRP）：一个类只负责一项职责，保证类的内聚性和高内聚性。

2. 开放封闭原则（Open-Closed Principle，简称OCP）：系统中的类、模块等应该对拓展开放，对修改封闭，通过继承、接口等方式实现。

3. 里氏替换原则（Liskov Substitution Principle，简称LSP）：所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象，即子类必须能够替换基类。

4. 依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle，简称DIP）：高层模块不应该依赖于底层模块，二者都应该依赖于抽象；抽象不应该依赖于具体，具体应该依赖于抽象。

5. 接口隔离原则（Interface Segregation Principle，简称ISP）：客户端不应该依赖于它不需要的接口，接口应该进行细化拆分以适应不同的场景和客户端需求。

6. 迪米特法则（Law of Demeter，简称LoD）：一个对象应该对其他对象有尽可能少的了解，减少耦合性，降低系统的复杂度。

软件工程导论面向对象方法学
面向对象方法学是一种软件设计和开发的方法，它强调了把系统抽象为一个对象的集合，对象之间通过消息来通信和互动。

该方法着重于对象设计和软件设计的整体架构，注重模块化和重用性。

在该方法论中，软件系统起始于一个或多个对象的辨识，这些对象由系统模型中的实体或者概念抽象得到。

每个对象都拥有描述自身信息的属性和操作这些属性的行为。

对象的属性即它的状态，而行为则是要对状态进行操作的方法。

与传统的过程式编程相比，面向对象编程的主要区别在于其依赖数据和行为的组合。

面向对象方法学遵循几个原则，如封装、继承和多态性。

封装是指一个对象隐藏了其内部的状态并通过接口提供与外部交互的操作。

继承允许子类从父类继承其属性和行为，减少了代码的复制和粘贴。

多态性则允许不同的对象实现相同的操作方式，从而增加了代码的灵活性和重用性。

该方法具有以下优点：
1. 提高了复用性：由于设计时注重模块化，提高了组件的可重用性。

2. 提高了灵活性：对象编程提供了较大的灵活性，可以随时增加、修改或删除对象。

3. 提高了可维护性：由于对象间关系清晰明确，修改一个对象不会影响其他对象的运行，因而提高了系统的可维护性。

4. 提高了可扩展性：由于对象可以根据需要增加或删除，因而可以更方便地扩展系统。

总之，面向对象方法学是一种适用于大型软件设计和开发的方法，它强调了系统的模块化和重用性，并具有良好的灵活性、可维护性和可扩展性。

十软件工程软件工程是建立在这样一个基础上，即利用合理的工程方法和原则来获得在真实机器上工作的可靠软件10.1 软件的生命周期软件最初由开发者小组开发。

通常，在它需要修改之前会使用一段时间。

由于软件中会发现错误、设计改变规则或公司本身发生变化，这些都导致需要经常修改软件。

为长久使用考虑软件应该被修改。

使用和修改，这两个步骤一直进行下去直到软件过时。

“过时”意味着因效率低下、语言过时、用户需求的重大变化或其他因素而导致软件失去它的有效性。

开发过程模型开发过程包括4个阶段：分析、设计、实现和测试最常见的两种开发过程模型1.瀑布模型: 开发过程只有一个方向的流动，这意味着前一个阶段不结束，后一个阶段不能开始优缺点–优点：在下一个阶段开始前每个阶段已经完成–缺点：如果过程中一部分有问题，必须检查整个过程1.增量模型(迭代模型): 软件的开发要经历一系列步骤。

开发者首先完成整个系统的一个简化版本，这个版本表示了整个系统，但不包括具体的细节10.2 分析阶段整个开发过程始于分析阶段，这个阶段生成规格说明文档，这个文档说了软件要做什么，而没有说明如何去做分析阶段的两种独立方法•面向过程分析：依赖于实现阶段使用过程编程语言•面向对象分析：依赖于实现阶段使用面向对象编程语言面向过程分析如果实现阶段使用过程式语言，那么面向过程分析（也称为结构化分析或经典分析）就是分析阶段使用的方法。

这种情况下的规格说明有使用多种建模工具•数据流图: 数据流图显示了系统中数据的流动。

•实体关系图: 用于数据库设计•状态图: 它通常用于当系统中的实体状态在响应事件时将会改变的情况下面向对象分析如果实现阶段使用面向对象语言，那么面向对象分析就是分析阶段使用的方法。

规格说明文档至少使用下列几个工具,•用例图: 给出了系统的用户视图:它显示了用户与系统间的交互。

4种组件–系统、用例、动作者和关系。

•系统(用矩形表示)执行功能。

•系统中的行动由用例(圆角的矩形)显示•动作者(线条人物)是使用系统的某人或某事。