面向对象软件工程建模实例

面向对象的软件建模与实现一、引言软件工程作为一项重要的工程学科，在近年来的发展中越来越受到人们的重视。

面向对象的软件建模与实现是软件工程中的一个重要内容，在软件开发中起着至关重要的作用。

本文将对面向对象的软件建模与实现进行介绍和分析。

二、面向对象的编程思想面向对象的编程思想是一种重要的编程范式，它以对象作为构建程序的基本单元，将数据与处理逻辑封装于对象之中，通过对象之间的相互作用来实现程序的功能。

面向对象的编程思想具有以下几个重要特征：1.封装性封装性是指将数据与操作绑定到一起，通过控制数据的访问来保证数据的安全性和一致性。

通过封装性，对象的内部状态对外部是不可见的，外部程序只能通过对象提供的公共接口来访问对象。

2.继承性继承性是指创建新类时可以借用已有类的属性和方法，使得代码的复用性更高。

通过继承性，子类可以继承父类的属性和方法，并且可以对父类的方法进行重写，使得代码更加灵活。

3.多态性多态性是指同一个接口可以有多种不同的实现方式，使得程序可以更加灵活。

通过多态性，不同的对象可以通过相同的方法名来调用不同的行为，从而实现不同的功能。

三、软件建模软件建模是软件工程中的一个重要环节，它是将软件系统的需求和功能转化为可执行的程序的过程。

在软件建模中，需求分析是非常关键的一步，它是确保软件系统满足用户需求的前提。

面向对象的软件建模主要包括以下几个方面：1.类图类图是面向对象软件建模的重要手段，它用于描述类之间的关系和属性。

类图包含类名、属性和方法，类之间的关系有继承、关联、聚合和组合等。

2.时序图时序图用于描述软件系统中对象之间的交互过程，它描述的是对象之间发生的操作序列和时序关系。

时序图包含对象间的交互消息、时间轴和对象状态等。

3.状态图状态图用于描述软件系统中对象的状态以及状态之间的转换关系。

状态图包含状态、转换和动作等。

四、软件实现面向对象的软件实现需要使用面向对象的编程语言，如Java、C++等。

UML业务建模实例分析在我国十年前ATM（自动取款机）还是一个很新鲜的事物，现在在城市的大街小巷随处可见。

我们在日常生活中也经常和ATM打交道。

本章我们将以简化的ATM系统为例将前面几章中学到的用例图、类图、顺序图、状态图、活动图及协作图知识运用到此例中。

参与者"银行储户"和ATM机。

简化后的ATM机仅有取款、存款及其余功能。

其余功能不做详细说明。

图5.1 自动取款机（ATM）系统用例图银行储户在ATM机上完成取款、存款及其他业务。

图5.2所示的银行系统类图和图3.5是类似的，只是将工作人员换成了ATM。

整个银行系统包括了帐户库、银行储户库及ATM系统。

许多单个的帐户组成了帐户库。

帐户具有帐户类型、帐户号、余额三个属性，均为private，其类型分别为char，int，double。

六个操作分别为setType、getType、getAccountNumbe、setAccountNumbe、caculateBalance、getBalance，除caculateBalance为protected其余均为public。

setType设置帐户类型，返回类型为void，参数类型为char，输入帐户类型。

getType获取帐户类型，返回类型为char，无参数。

setAccountNumbe设置帐户号，返回类型为void，参数类型为int，输入帐户号。

getAccountNumbe获取帐户号，返回类型为int，无参数。

caculateBalance计算余额，返回类型为void，参数为double，第一个参数为输入存取款数额，第二个参数为存款余额，既为输入也为输出。

getBalance获取帐户余额，返回类型为double，无参数。

许多银行储户组成了储户库。

ATM系统包含了许多ATM机。

银行储户及ATM机两个类包含哪些属性，哪些操作，它们的可见性及操作的返回类型、参数个数、参数类型从类图上都一目了然。

面向对象的软件设计实践随着现代信息技术的高速发展，软件开发已经成为了人们生活和工作中不可或缺的一部分。

而面向对象的软件设计方法已经成为了一种被广泛采用的设计方法，它可以有效地提高软件的可维护性、可扩展性和可重用性。

面向对象的软件设计方法以对象为中心，将实体的抽象化作为核心思想，利用类、继承、多态等概念，来描述系统中的各种实体对象及其相互关系。

采用这些概念，可以将系统中的复杂对象进行有效地分解，并将它们之间的关系以及行为特性进行描述，然后将这些描述用软件工具来实现。

面向对象的软件设计方法是一个非常重要的概念，也是软件开发工程学科中的基础概念。

下面，本文将从各个方面来介绍面向对象的软件设计实践。

一、面向对象的设计原则在进行面向对象的软件设计时，我们需要尊重一些基本原则。

这些原则可以提高我们软件设计的质量和效率。

以下是一些重要的面向对象的设计原则：1、单一职责原则（SRP）这一原则也叫“单一功能原则”。

它指出一个类应该只有一个单一的职责。

也就是说，一个类只应该有一个引起它变化的原因。

SRP原则可以帮助我们提高代码的可重用性和可维护性。

2、开闭原则（OCP）这一原则指出“开放-封闭”原则。

软件的设计应该是开放扩展的但是封闭修改的。

换句话说，对于那些高度可变的需求，我们应该保持系统的灵活性以使之适应这些变化，但是我们不应该去打破那些已经运作良好的模块。

3、接口隔离原则（ISP）这一原则指出，应该为每一个客户端定制一个接口，而不是为一个类定制一个庞大而臃肿的接口。

这个原则可以帮助我们提高系统的可扩展性和可维护性。

4、依赖倒置原则（DIP）这一原则指出，应该依赖于抽象而不是具体的实现。

通过DIP原则，我们可以减小不同模块之间的关联度，从而提高系统的模块化程度。

二、面向对象的设计模式面向对象的设计方法是建立在设计模式之上的，设计模式可以视为软件设计界的调配图谱。

在面向对象软件设计中，有很多模式可以提高我们的设计效率和质量。

软件工程实验六：面向对象建模1.提交期限和方法期限：第16周周二（2011-12-13）23：59 pm方法：由各班学习委员收集所有学生的实验报告，以电子档的形式提交给任课教师（可发邮箱：9867941@）。

2.实验任务任务一：Rational Rose基本操作以图书管理系统为例，在Rational Rose 中创建以下系统模型，熟悉Rational Rose的基本操作。

功能模型（用例图）借阅者用例图借阅者能够通过该系统进行如下活动：（1）查询书籍信息。

借阅者可以通过图书名称或ISBN/ISSN号查找图书的详细信息。

（2）登录自助系统。

借阅者能够根据自己图书证编号和相关密码登录自助机器，查询图书信息、个人信息和进行图书预定。

（3）查询借阅者信息。

每一个借阅者都可以通过自助机器在登录后查询自己的信息，但是不允许在未授权的情况下查询其他人信息。

（4）预定图书。

在登录自助机器后，借阅者可以预定相关书籍内容。

（5）借阅书籍。

借阅者可以通过图书管理员借阅相关书籍。

（6）归还书籍。

借阅者通过图书管理员归还书籍，如果未按时归还，需要交纳罚金。

对象模型/静态模型（类图）动态模型（序列图、交互图、状态图）1.借阅者查找图书序列图和交互图工作流程如下：（1）借阅者希望通过系统查询某本图书的信息。

（2）借阅者通过自助系统用户界面SearchBookWindow录入图书的ISBN/ISSN号请求查找图书信息。

（3）用户界面SearchBookWindow根据图书的ISBN/ISSN号将Book类实例化并请求图书信息。

（4）Book类实例化对象根据图书的ISBN/ISSN号加载图书信息并提供给用户界面SearchBookWindow。

（5）用户界面SearchBookWindow向读者显示图书信息。

2.借阅者查询个人信息序列图和交互图工作流程如下：（1）借阅者希望通过系统查询个人信息。

（2）借阅者通过自助系统用户登录界面LoginWindow录入图书证编号请求查找个人信息。

福建农林大学计算机与信息学院实验报告实验六、面向对象建模-用例图一．实验项目名称：面向对象建模-用例图二．实验目的和要求：目的：1．熟悉用例图的基本功能和使用方法。

2．掌握如何使用建模工具绘制用例图方法。

要求：（1）确定图书管理系统的用例。

（2）绘制图书管理系统的用例图。

（3）对图书管理系统的用例进行描述。

三．实验使用的主要仪器设备和软件：1．计算机一台。

2．Rational Rose 工具软件。

四．实验的基本理论和方法：在初始的用例图中，只表示参与者与用例之间的关系，即它们之间的通信关联。

然后应对用例图进行调整，描述参与者与参与者之间的泛化，用例与用例之间的包含，扩展和泛化关系。

利用这些关系来调整已有的用例模型，把一些公关的信息抽取出来重用，使得用例模型更易于维护。

五．实验内容与步骤：学院针对本校的图书馆使用情况，开发一个图书馆管理系统。

根据学院的图书管理系统开发进度，在完成对系统的需求建模，得到用例模型后，应针对每个用例进行业务分析，说明其具体的业务流程。

根据系统的需求分析，已经基本确定了图书管理系统涉及的总体信息。

现系统分析部指派您完成该项任务。

借阅者；图书馆管理系统需要从图书管理员获得相应的操作请求信息； 也需要从系统管理员进行通信以获得有关用户账号的相关信息； 图书馆管理系统与系统管理员进行通信，并为借阅者提供数据； 图书馆管理系统由维护人员负责维护 3 确定系统的用例（1）a.借阅者请求服务的用例图书籍预定借阅者b. 借阅者请求服务的书面用例(描述借阅者借书用例) 用例名称：借阅者借还书籍 执行者：借阅者目的：完成一次借阅者借还书籍的完整过程。

类型：主要的、基本的 c. 过程描述：“借阅者借书”用例的用例描述：（1） 借阅者身份验证；（2） 如果身份出错，则显示出错信息，返回步骤（1），如果正确则继续； （3） 借阅者查找书籍； （4） 登记借阅信息； （5） 结束。

分析:在图书管理系统中，借阅者首先要通过图书馆的身份验证后才能进入图书馆，而后到对应的书籍放置打点去查找所需数据，然后通过证件进行借阅请求，若请求通过，则借阅者借书成功。

软件工程仓储物资管理系统面向对象建模淮海工学院计算机工程学院实验报告书课程名：《软件工程》题目: 仓储物资管理系统班级：学号: 姓名：《软件工程》实验报告 - 1 -1、实验目的与要求（1）熟悉Visio软件或Power Designer软件或Rational Rose软件的UML建模工具;（2）按照OOA、OOD方法建立实验项目的对象模型（类图)、动态模型(状态图）、功能模型(用例图)。

2、实验内容1(需求陈述按XX公司的要求,现要建立仓储物资管理系统，用来管理该公司日常的出入库的活动.要求系统有员工的登陆与注销管理，对员工、供应商、客户、仓库、物品的基本信息进行管理。

其中，一个员工可以管理多个仓库，但一个仓库只能由一个员工管理。

一个供应商可以提供多种物品,一种物品也可以由多个供应商进行供应。

一种物品可以放在多个仓库中，一个仓库也可以存放多种物品.一个客户可以购买多种物品，一种物品可以被多个客户购买。

对于入库操作，每一笔入库都要进行登计，为方便日后的查询操作,每笔入库有且只有一个唯一的入库编号.对于销售（出库)，也要进行登计，每笔销售有且只有一个唯一的销售编号。

对于销售退货，也要进行相应的处理。

同时，系统还要具有当日、当月的销售统计功能。

2（建立对象模型2（1 找出类与对象由上述的需求陈述可初步得到如下的类与对象:员工、供应商、物品、仓库、客户2(2 找出关联1（一个供应商可以提供多种物品，一种物品也可以由多个供应商进行供应.2（一种物品可以放在多个仓库中,一个仓库也可以存放多种物品。

3（一个客户可以购买多种物品，一种物品可以被多个客户购买。

4(一个员工可以管理多个仓库，但一个仓库只能由一个员工管理。

2(3 原始类图《软件工程》实验报告— 2 —3(建立动态模型3（1系统的事件跟踪图3（2系统的状态图《软件工程》实验报告— 3 -4（建立功能模型4（1系统的用例图4(2系统的功能级数据流图《软件工程》实验报告 - 4 -5（确定对象与类的属性与服务(1)类客户 KH(2)类货物 HW（3）类仓库 CK（4）类员工 YG（5)类供应商 GYS(6）类入库 RK(7）类销售 XS(8）类退货 TH（8)类统计 TG《软件工程》实验报告 - 7 - 3、结果分析与实验体会通过本次实验，我掌握了如何按照OOA、OOD方法建立实验项目的对象模型,巩固了老师课堂上所讲的内容。

实验项目：软件工程—面向对象建模姓名: 学号:实验地点：实验时间：1 实验目的与要求：通过实验，使学生理解需求分析的重要性，掌握面向对象的分析技术（OOA）。

要求学生根据分析结果，使用类图建立系统的对象模型，并建立用例模型描述系统功能。

2 实验工具和环境Word / Visio / PowerDesigner3 实验内容和步骤问题的描述:在医院ICU病房里，将病症监视器安置在每个病床，对病人进行监护。

监视器将病人的组合病症信号实时地传送到中央监护系统进行分析处理。

在中心值班室里，值班护士使用中央监护系统对病人的情况进行监控，监护系统实时地将病人的病症信号与标准的病诊信号进行比较分析，当病症出现异常时，系统会立即自动报警，并打印病情报告和更新病历。

根据医生的要求随时打印病人的病情报告，系统还定期自动更新病历。

（1）通过名词识别和系统实体识别等方法分析确定系统的十二个类，补充并标识类的名称、属性和操作。

（2）分析类之间的关系，使用类图建立系统对象模型。

（3）分析上述目标系统，通过下列问题识别并确定系统执行者(角色)。

●谁使用系统主要功能？答：值班护士、医生、病人●谁需要系统的支持以完成日常工作任务？答：值班护士、医生●系统需要应付（或处理）哪些硬件设备？答：监护器、报警系统、网络、打印机●系统需要和哪些外部系统交互？答：标准的病症信号库、病历库●谁（或什么）对系统运行产生的结果感兴趣？答：值班护士、医生根据上述分析，最终确定与系统直接相关的执行者为：值班护士、医生、病人、标准病症信号库（4）回答下列问题，并识别用例。

●与系统实现有关的主要问题是什么？●系统需要哪些输入/输出？这些输入/输出从何而来？到哪儿去？答：输入：病症信号、标准病症信号输出：报警信号（中央监护系统）、病情报告（医生要求或者病症信号异常时病情报告管理自动打印）●执行者需要系统提供哪些功能？答：医生和值班护士：查看病情报告和病历并且进行打印●执行者是否需要对系统中的信息进行读、创建、修改、删除或者存储？答：需要因此，得到的系统用例有：.中央监护、病症监护、提供标准信号、病历管理、病情报告管理（5）确定用例之间的关系（<<include>>、<<extend>>），画出该系统的高层用例图。

面向对象程序设计实践案例面向对象程序设计（Object-Oriented Programming，简称OOP）是一种将现实世界中的事物抽象成对象，通过对象之间的交互来实现程序设计的方法。

它具有封装、继承和多态三大特性，可以使程序结构更加清晰，代码更加可复用。

在实践中，面向对象程序设计可以应用于各种领域，例如软件开发、游戏开发、嵌入式系统等。

以下将通过一个简单的实例来说明面向对象程序设计的具体应用。

案例描述：假设我们正在开发一个图书管理系统，系统需要实现对图书馆中书籍的管理和借阅功能。

在这个系统中，书籍被抽象为一个对象，它具有书名、作者、ISBN码等属性。

系统还需要记录每本书的借阅状态，包括是否被借出以及借出时间等。

为了实现上述功能，我们可以设计一个Book类，该类作为图书的模板，包含书名、作者、ISBN码等属性，并提供相应的getter和setter方法。

另外，为了记录借阅状态，可以在Book类中添加一个borrowed属性，表示该书是否被借出。

当该书被借出时，还需要记录借阅者和借出时间。

在Book类中，可以定义借书和还书的方法。

借书方法会将borrowed属性设置为True，并记录借阅者和借出时间。

还书方法则将borrowed属性设置为False，并更新借出时间。

除了Book类，我们还可以设计一个Library类，表示整个图书馆。

Library类中可以包含一个Book对象的列表，记录所有的书籍。

通过Library类的方法，可以实现对图书的添加、删除和搜索功能。

例如，添加书籍的方法可以接收Book对象作为参数，并将其添加到书籍列表中。

搜索书籍的方法可以根据书名或作者进行查找，并返回符合条件的书籍列表。

通过上述的面向对象设计，我们可以很方便地实现图书管理系统的功能。

每个对象都具有独立的属性和方法，通过对象之间的交互来实现系统的各项功能。

例如，某位读者想要借阅一本书，可以通过调用Book对象的借书方法来完成操作。