第10章 面向对象分析和设计

面向对象分析与设计在软件开发过程中，面向对象分析与设计（Object-Oriented Analysis and Design，简称OOAD）是一种重要的方法论。

通过OOAD，开发者可以将现实世界中的概念和问题转化为软件系统的结构和行为。

一、什么是面向对象分析与设计？面向对象分析与设计是一种以对象为核心的开发方法。

它强调将问题领域的实体、关系和行为抽象为对象、类和方法。

面向对象的分析阶段主要关注问题领域的需求和约束，而设计阶段则更关注如何将需求转化为可执行的软件系统。

二、面向对象分析与设计的优势1. 模块化：面向对象的方法将复杂的系统拆分为多个独立的对象，每个对象都有清晰的职责和接口。

这种模块化可以提高代码的可维护性和可复用性。

2. 继承与多态：继承是面向对象编程中的重要特性，它允许新的类继承已有类的属性和方法。

多态则允许对象在不同上下文中表现出不同的行为。

这些特性使得代码更加灵活和易于扩展。

3. 封装与信息隐藏：面向对象的方法将数据和操作封装在对象内部，外界只能通过对象的接口进行交互。

这种封装和信息隐藏可以保护数据的完整性和安全性。

4. 规范化的开发流程：面向对象的分析与设计有一套规范的开发流程，包括需求分析、概念设计、详细设计和实现等阶段。

这种流程可以提高开发效率，并减少错误和重复工作。

三、面向对象分析与设计的过程1. 需求收集与分析：在这个阶段，开发者与用户密切合作，收集和分析系统的业务需求。

通过访谈、文档分析等方法，确定系统的功能、性能和约束等方面的要求。

2. 概念设计：在概念设计阶段，开发者将业务需求转化为概念模型。

通过绘制用例图、类图、状态图等工具，描述系统的结构和行为。

3. 详细设计：在详细设计阶段，开发者将概念模型进一步细化，确定具体的类和接口。

同时，还需要考虑系统的性能、安全和可维护性等方面的问题。

4. 编码与测试：在编码阶段，开发者根据详细设计的要求，使用具体的编程语言实现系统。

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。

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。

面向对象分析与设计面向对象分析与设计（Object-oriented analysis and design）是软件工程领域中的一种方法论，用于解决软件系统开发过程中的问题和需求。

本文将对面向对象分析与设计的基本概念、流程和常用方法进行介绍，并附带答案和解析。

第一部分：面向对象分析（Object-oriented analysis）面向对象分析是软件开发过程中的第一步，旨在理解问题域并建立领域模型。

面向对象分析有以下几个重要概念：1. 对象（Object）：对象是系统中的一个实体，包含数据和方法。

对象可以是具体的实物、虚拟的概念或一组相关的数据和行为。

2. 类（Class）：类是一种抽象的定义，描述了一组具有相同特征和行为的对象。

3. 属性（Attribute）：属性是对象的特征，用于描述对象的状态。

4. 方法（Method）：方法是对象的行为，用于描述对象可以执行的操作。

面向对象分析的主要流程包括以下步骤：1. 需求收集：收集系统的需求，与利益相关者沟通，了解系统的功能和性能要求。

2. 领域建模：对现实世界的问题域进行抽象和建模，识别出系统中的对象和它们之间的关系。

3. 需求分析与规约：通过使用用例、活动图和状态图等工具对需求进行分析和规约，明确功能和交互细节。

4. 领域模型验证：与利益相关者验证领域模型的准确性和实用性，确保模型能够满足系统需求。

第二部分：面向对象设计（Object-oriented design）面向对象设计是在面向对象分析的基础上，进一步细化领域模型，为系统的实现提供指导。

面向对象设计有以下几个常用方法：1. 类图（Class diagram）：类图用于展示类、属性和方法之间的关系。

类图包括类的名称、属性和方法，并通过关联、继承和聚合等关系展示类之间的联系。

2. 对象图（Object diagram）：对象图用于展示类的实例和对象之间的关系。

对象图是类图的实例化表示，展示了系统在某一时刻的对象及其特定的属性值。

面向对象分析与设计第三章UML是一种建模语言，用于对软件系统制品进行规约。

可视化构造和文档化，也可以用于业务建模以及其他非软件系统的建模。

因此他只是一种建模语言，而不是一种建模方法UML用于建立系统的分析模型和设计模型，而不是用于编程UML的主题部分并不是一种形式化语言，它只是部分的采用了形式化语言的定义方式，而且也不是严格的形式化第四章抽象是面向对象方法中使用最为广泛的原则：1：系统中的对象是对现实世界中事物的抽象2：类是对象的抽象3：一般类是对特殊类的抽象4：属性是事物静态特征的抽象5：操作是事物动态特征的抽象粒度控制：人在面对一个复杂的问题时，不可能在同一时刻纵观全局，又能洞察秋毫。

因此需要控制自己的视野；考虑全局时，注重其大的组成部分；暂时不去详细考察每一部分的具体细节；考虑某个部分的细节时暂时撇开其余部分和宏观上的问题，这就是粒度控制。

行为分析：采用如下行为分析原则，以控制行为的复杂性：以对象为单位描述系统中的各种行为；通过消息描述对象之间的行为依赖关系认识行为的起因，区分主动行为和被动行为认识系统的并发行为用况图：把用况、参与者以及它们之间的关系用一些图形符号进行可视化表示，便得到用况图（use case diagram）用况图是直接描述需求的，因此它是一个需求模型模型图中表达不尽的信息，需要以文字和表格等方式做进一步描述，这就是模型规约。

OOA与OOD的关系：不同的目标、内容和抽象层次：通过OOA和OOD所得到的系统模型分别成为OOA模型和OOD 模型，它们都是对系统的抽象描述，但是属于不同的抽象层次。

OOA的主要内容是研究问题域和系统责任，运用面向对象的观点发现问题域中与系统责任有关的对象，认识对象的内部特征和各类对象之间的关系，目标是建立一个直接映射问题域，符合用户需求的OOA模型。

OOD的主要内容是以OOA为基础，针对选定的实现平台进行系统设计，目标是产生一个能够在选定的软硬件平台上实现的OOD模型。

面向对象分析与设计方法面向对象分析与设计方法（Object-oriented Analysis and Design，简称OOAD）是一种用于系统开发的方法论，它倡导通过抽象和模块化的方式来分析和设计系统。

在软件开发领域，面向对象的方法已经成为主流，它具有良好的可维护性、可扩展性和可重用性。

一、面向对象分析（Object-oriented Analysis）面向对象分析是软件开发过程的第一步，它主要涉及到研究问题域并确定需求。

在面向对象分析阶段，开发团队与用户和领域专家进行密切合作，以确保对问题域的深入理解。

这一阶段的重要任务包括：1. 需求收集与分析：通过与客户和用户的交流，明确系统的功能需求和业务流程。

分析师可以使用各种技术（如访谈、问卷调查、观察等）来获取准确的需求。

2. 领域建模：通过对问题域的建模，深入理解业务领域的概念、业务规则和相关过程。

建模工具如UML（统一建模语言）可以被用来表示领域模型。

3. 构建用例模型：用例模型是对系统功能需求的描述，它描述了系统与外部参与者之间的交互。

用例模型可以帮助开发团队明确系统的边界和关键功能。

二、面向对象设计（Object-oriented Design）在面向对象设计阶段，分析师通过对需求的深入理解和领域模型的基础上，开始设计系统的结构和组织。

设计的目标是构建一个高效、灵活和可扩展的系统。

以下是面向对象设计的主要任务：1. 构建类模型：类是面向对象系统中最基本的构建块。

在设计阶段，分析师需要根据领域模型和需求，识别出系统中的类，并定义它们的属性和行为。

2. 定义类之间的关系：在面向对象系统中，类之间的关系非常重要。

通过定义关联、继承、聚合和依赖等关系，可以更好地组织系统的结构，使系统具有更好的灵活性和可扩展性。

3. 定义接口和协议：接口和协议定义了类之间的合作方式，它们定义了类的公共方法和行为。

通过良好的接口设计，可以实现系统模块的解耦合，提高系统的可维护性和可重用性。

面向对象分析与设计面向对象分析与设计（Object-Oriented Analysis and Design，OOAD）是一种在软件工程中常用的方法论，它以面向对象的思维方式来进行软件系统的分析和设计。

本文将对面向对象分析与设计的概念、主要步骤和设计原则进行详细介绍。

一、概念面向对象分析与设计是一种将实际问题抽象为对象和类的方法。

它将问题空间中的实体、行为和关系转化为软件系统中的对象、方法和类，并且通过封装、继承和多态等机制来实现软件系统的模块化和可维护性。

二、主要步骤1. 需求分析：通过与用户沟通，获取系统需求，并将需求转化为用例模型或用户故事。

在需求分析阶段，可以使用用例图、活动图等工具来描述系统的功能和用户的交互过程。

2. 领域建模：通过分析问题领域中的实体、行为和关系，构建领域模型。

领域模型可使用类图、状态图等工具来表示，它可以帮助开发团队更好地理解和把握系统的核心概念。

3. 概念架构设计：根据需求和领域模型，设计概念架构，也称为系统架构。

概念架构是一个逻辑上的模型，它描述了系统的整体结构和各个模块之间的关系。

常见的概念架构模式有层次结构、客户-服务器和发布-订阅等。

4. 详细设计：在概念架构的基础上，对系统进行详细设计。

详细设计包括定义类的具体属性和方法、设计模块之间的接口和通信方式等。

可以使用类图、时序图等工具来进行详细设计。

5. 编码和测试：根据详细设计文档进行编码，并编写对应的单元测试和集成测试。

编码应遵循面向对象的编程原则，例如封装、继承和多态等。

测试阶段需要验证代码的正确性和功能完整性。

三、设计原则1. 单一职责原则（Single Responsibility Principle，SRP）：一个类应该只有一个引起它变化的原因。

这样可以降低类的复杂度，提高代码的可维护性。

2. 开闭原则（Open-Closed Principle，OCP）：软件实体应该对扩展开放，对修改封闭。

通过使用抽象和接口，可以实现系统的可扩展性，而不需要修改已有的代码。

面向对象分析与设计基础知识讲解面向对象分析与设计（Object-oriented analysis and design，简称OOAD）是软件工程领域中重要的一部分。

它是指通过对现实世界的事物进行抽象和建模，以实现软件系统的开发和设计。

本文将介绍面向对象分析与设计的基础知识，包括面向对象的概念、面向对象分析和面向对象设计的过程。

一、面向对象的概念面向对象是一种软件开发方法，将现实世界抽象成为对象和对象之间的关系。

在面向对象的设计中，对象是系统中具体的实体，它包含了数据和操作数据的方法。

对象之间通过消息传递来完成协作和交互，从而实现系统的功能。

面向对象的四个基本概念：1. 类（Class）: 类是对象的抽象，它定义了对象的属性和行为。

每个对象都是根据类的定义创建的。

2. 对象（Object）: 对象是类的实例，它具有类定义的属性和行为。

每个对象都有唯一的身份，可以通过引用来访问。

3. 继承（Inheritance）: 继承是指通过已有的类创建新的类，新类继承了原有类的属性和行为。

继承使得代码的复用更加方便，也提高了代码的可维护性。

4. 多态（Polymorphism）: 多态是指同一个方法可以根据不同的对象产生不同的行为。

多态通过继承和接口实现。

二、面向对象分析（OOA）面向对象分析是软件开发中的第一步，它的目标是理解系统的需求，确定系统中的对象以及它们之间的关系。

面向对象分析主要包括以下步骤：1. 确定系统的边界和范围：明确系统要解决的问题和目标。

2. 确定系统的对象：从需求文档中提取对象，并识别它们之间的关系。

3. 定义对象的属性和行为：确定每个对象的属性和操作。

4. 划分对象的责任：将对象的操作分配到合适的对象上，确保每个对象的职责明确。

三、面向对象设计（OOD）面向对象设计是根据面向对象分析的结果，通过定义类和交互关系来实现系统的设计。

面向对象设计要考虑到系统的可扩展性、可维护性和可重用性。

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。

面向对象分析与设计方法在软件开发中，面向对象分析与设计（OOAD）是一种常用的方法和技术，旨在通过对问题领域中的对象进行建模和分析，然后基于这些模型进行软件设计和实现。

本文将介绍面向对象分析与设计方法，并讨论其在软件开发中的应用。

一、概述面向对象分析与设计方法是一种基于对象的思维方式和开发过程。

它将问题领域中的实体、关系和行为看作对象，通过识别、分类和定义这些对象，建立起领域模型。

面向对象分析和设计方法主要包括以下几个步骤：1.需求分析：分析用户需求，识别系统的功能和性能要求。

2.领域建模：通过抽象和分类，识别问题领域中的实体、关系和行为。

3.对象设计：定义对象的属性、方法和关系，确定对象之间的协作方式。

4.系统设计：将对象组织成类和模块，确定系统的结构和架构。

5.实现和测试：基于设计结果进行编码实现，并进行测试验证。

二、面向对象分析与设计方法的特点面向对象分析与设计方法具有以下几个特点：1.模块化：将系统划分为独立的、可重用的模块，从而简化系统的设计和实现。

2.封装性：将数据和处理逻辑封装在对象中，实现了数据和行为的统一管理。

3.继承性：通过继承机制，实现了代码的重用和扩展，提高了系统的灵活性。

4.多态性：通过多态机制，实现了对象的动态行为绑定，提高了系统的可扩展性。

5.抽象性：通过抽象机制，将对象的共性特征抽象成类的属性和方法，实现了模型的简化和易维护性。

三、面向对象分析与设计方法的应用面向对象分析与设计方法广泛应用于软件开发中，尤其适用于中大型软件系统的开发和维护。

它可以提高软件系统的可维护性、可重用性和可扩展性，并降低软件开发的风险和成本。

面向对象分析与设计方法在以下方面有着重要的应用：1.需求分析：通过面向对象的方法，将用户需求转化为面向对象模型，明确系统的功能和性能需求。

2.架构设计：通过面向对象的架构设计，组织系统的各个模块和类之间的关系，确保系统的稳定性和可扩展性。

3.模块设计：通过面向对象的模块设计，定义模块的接口和功能，实现系统的解耦和模块化。