面向对象的软件工程设计与实现

第八章面向对象的设计方法本章采用基于UML的面向对象设计方法的将分析模型转换为设计模型。

如第五章所述，面向对象的分析模型主要由顶层架构图、用例与用例图、领域概念模型构成；设计模型则包含以包图表示的软件体系结构图、以交互图表示的用例实现图、完整精确的类图、针对复杂对象的状态图和用以描述流程化处理过程的活动图等。

为完成这一转换过程，设计人员必须处理以下任务：（1）针对分析模型中的用例，设计实现方案。

实现方案用UML交互图表示。

（2）设计技术支撑设施。

在大型软件项目中，往往需要一些技术支撑设施来帮助业务需求层面的类或子系统完成其功能。

这些设施本身并非业务需求的一部分，但却为多种业务需求的实现提供公共服务。

例如，数据的持久存储服务、安全控制服务和远程访问服务等。

在面向对象设计中，需要研究这些技术支撑设施的实现方式以及它们与业务需求层面的类及子系统之间的关系。

（3）设计用户界面。

（4）针对分析模型中的领域概念模型以及第（2）、（3）两个步骤引进的新类，完整、精确地确定每个类的属性和操作，并完整地标示类之间的关系。

此外，为了实现软件重用和强内聚、松耦合等软件设计原则，还可以对前面形成的类图进行各种微调，最终形成足以构成面向对象程序设计的基础和依据的详尽类图。

面向对象的软件设计过程如图8-1-1所示。

图8-1-1 面向对象的软件设计过程第一节设计用例实现方案UML 的交互图（顺序图、协作图）适于用例实现方案的表示。

因此，本节首先介绍交互图的语言机制，然后探讨用例实现方案的设计方法。

该设计方法包含如下3个步骤：（1）提取边界类、实体类和控制类；（2）构造交互图；（3）根据交互图精华类图。

一、顺序图顺序图用来描述对象之间动态的交互关系，着重表现对象间消息传递的时间顺序。

在顺序图中，参与交互的对象位于顶端的水平轴上，垂直轴表示时间，时间推移的方向是自上而下的。

顺序图中的对象一般以“对象名：类名”的方式标识，但也可以仅采用缩写形式“对象名”或者“：类名”。

软件工程面向对象软件开发方法引言在当前的软件开发领域中，面向对象编程（Object-oriented programming，简称OOP）是一种主要的软件开发方法。

面向对象软件开发方法基于面向对象的程序设计理念，通过将问题分解为对象，并通过对象之间的交互来解决问题。

本文将介绍面向对象软件开发的概念、特性以及在软件工程中的重要性。

面向对象软件开发概述面向对象软件开发是一种以对象为核心的软件开发方法，其中一个对象可以是一个类的实例或一个类本身。

对象在面向对象软件开发中被视为具有状态、行为和标识的实体。

该方法通过将问题分解为对象，并定义对象之间的关系和交互来解决问题。

面向对象软件开发方法有以下几个基本特征：1.封装（Encapsulation）：通过封装将数据和相关操作组合在一起，只暴露必要的接口给外部使用。

封装可以使得对象的内部实现对外部不可见，提高了代码的可维护性和安全性。

2.继承（Inheritance）：通过继承，在已有类的基础上创建新的类。

继承可以促使代码重用和层次化设计。

3.多态（Polymorphism）：多态允许同一操作作用于不同类型的对象上，并产生不同的结果。

这种特性增加了代码的灵活性和可扩展性。

面向对象软件开发方法的优势包括：•提高开发效率：通过封装和抽象的机制，可以更好地管理和组织大型项目的代码，减少开发时间和维护成本。

•提高代码复用性：通过继承和多态的机制，可以避免重复编写相似的代码，提高了代码的复用性和可维护性。

•提高软件的可扩展性：面向对象软件开发方法的灵活性使得系统易于进行修改和扩展，能够快速适应变化的需求和技术。

面向对象软件开发流程面向对象软件开发方法通常包括以下几个主要步骤：在需求分析阶段，软件工程师与客户交流，确保准确理解客户的需求和问题。

通过讨论和分析，确定系统的功能需求、非功能需求和约束条件。

领域建模领域建模是通过抽象和建模来描述问题领域的过程。

通过识别实体、属性和关系，构建领域模型，这些模型将在后续的设计和实现阶段中使用。

软件工程软件设计方法
软件工程软件设计方法
软件设计方法是软件工程中的重要组成部分，它是指在软件开发过程中，通过采用一定的方法论和技术，对软件系统进行设计的过程。

1. 结构化设计方法
结构化设计方法是指将软件系统划分为多个模块，在每个模块中定义合适的数据结构和算法，以实现系统的功能需求。

典型的结构化设计方法包括层次设计、数据流图和结构图等。

2. 面向对象设计方法
面向对象设计方法是基于面向对象编程思想的软件设计方法，它以对象作为软件开发的基本单位，通过定义对象之间的关系和交互，实现系统的功能需求。

常用的面向对象设计方法包括UML建模和设计模式等。

3. 原型设计方法
原型设计方法是通过快速构建系统原型来验证和改进需求，从而指导软件的设计和开发过程。

原型设计方法可以快速获取用户反馈，识别和修复潜在问题，缩短开发周期和降低开发风险。

4. 数据驱动设计方法
数据驱动设计方法强调以数据为中心进行软件设计，通过分析和理解数据的结构、特征和关系，设计出合适的数据模型和处理逻辑，以实现数据的有效管理和利用。

5. 敏捷设计方法
敏捷设计方法是一种迭代、协作和自适应的软件设计方法，其核心理念是响应变化、积极交付和持续改进。

敏捷设计方法通常采用迭代开发模式，强调团队合作和高效沟通，以快速、灵活地满足用户需求。

以上是几种常用的软件设计方法，不同的方法在不同的场景下有其适用性和优劣势。

软件工程师需要根据具体项目需求和团队情况，选取合适的设计方法，并结合实践经验进行不断改进和优化。

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。

面向对象软件工程的概念简介面向对象软件工程是一种软件开发方法论，它的设计和实现基于面向对象的编程语言和概念。

面向对象软件工程将软件系统分解为各个对象，并通过对象之间的通信和交互来实现系统的功能。

它强调模块化、可重用性、可维护性和灵活性，并提供了一系列的原则和方法来指导软件项目的开发。

面向对象的基本概念面向对象软件工程的核心是面向对象的编程范式，它包含以下基本概念：类（Class）类是面向对象编程的核心概念，它定义了对象的属性和方法。

一个类可以看作是一种模板或者蓝图，用来创建具有相同属性和方法的对象。

在面向对象软件工程中，类是构建复杂系统的基础。

对象（Object）对象是类的实例化结果，是具体的个体。

每个对象都有自己的状态和行为，可以对外提供一定的接口。

对象是面向对象编程的基本单位，系统中的所有功能都是通过对象之间的交互来实现的。

封装（Encapsulation）封装是面向对象编程的一种特性，它将数据和对数据的操作封装在一个类中，通过提供公共接口来访问和修改数据。

封装可以隐藏内部的实现细节，使得对象的使用更加简单和安全。

继承（Inheritance）继承是面向对象编程中的一种机制，它允许一个类直接从另一个类继承属性和方法。

通过继承，子类可以获得父类的所有属性和方法，并可以在此基础上进行扩展和修改。

继承是实现代码复用和模块化的重要手段。

多态（Polymorphism）多态是面向对象编程中的一个重要概念，它允许同一操作在不同对象上有不同的表现形式。

通过多态，可以编写更加灵活和可扩展的代码，并且可以根据具体的对象类型来选择不同的行为。

面向对象软件工程的重要原则面向对象软件工程还提供了一些重要的原则和规范，以指导软件项目的开发：单一职责原则（Single Responsibility Principle）单一职责原则要求一个类只有一个责任，即一个类应该只有一个引起它变化的原因。

这样可以使得类的设计更加简单和清晰，并且提高了代码的可读性和可维护性。

面向对象软件设计实践与应用面向对象软件设计是近年来软件开发领域中的一种重要趋势，它提供了更加高效、可维护的方法来解决软件开发中的一系列问题。

本篇文章将探讨面向对象软件设计在实践中的具体应用，以及它对软件开发的意义。

面向对象软件设计的基础概念在开始具体讨论之前，我们需要了解一些面向对象软件设计的基本概念。

面向对象软件设计是建立在面向对象编程基础之上的，它将问题看作由许多对象组成的整体，并且提出了一些基本原则，如继承、封装、多态等。

这些原则可以帮助我们构建更加灵活、可扩展的软件系统，并且增强了代码的可读性、可理解性。

在面向对象软件设计的过程中，我们需要根据实际问题的需求，将数据和操作分别封装在不同的类中。

这样可以将操作和数据的实现细节隐藏起来，并且提供了一种非常好的抽象方法，以便我们更好地理解系统中的每个组件的职责和关系。

此外，面向对象软件设计还提供了一系列模式，如工厂模式、观察者模式、单例模式等，这些模式可以帮助我们快速构建出高效、灵活、可维护的软件系统。

面向对象软件设计的应用面向对象软件设计方法可以应用于任何类型的软件系统，尤其是那些需要复杂数据管理和操作的应用程序。

下面我们将探讨它的一些主要应用领域。

1. 游戏开发游戏是一种非常复杂的应用程序，需要处理的数据量和逻辑关系等都非常复杂。

使用面向对象软件设计方法可以帮助游戏开发者构建出更加灵活、可扩展的游戏系统，并且可以降低游戏开发成本和风险。

在游戏开发中，游戏元素通常被实现为具有特定属性和行为的对象。

例如，一个玩家的角色可以表示为一个对象，具有位置、方向、能量等属性和行为。

通过将这些游戏元素按照对象的方式组合起来，可以构建出高效、灵活的游戏系统，并且可以方便地扩展和修改。

2. 财务管理系统财务管理系统通常需要处理大量的金融数据，以便为企业和投资者提供准确的财务分析和报告。

由于这些数据非常复杂，因此使用面向对象软件设计方法可以帮助软件开发者更好地组织和管理数据。

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。

《软件工程》实验报告超市运营管理系统面向对象设计指导教师：班级：学生姓名：学号：完成日期：运城学院计算机科学与技术系1．概述 (1)2．系统结构设计 (1)3．模块及人机界面设计 (1)3.2 前台销售管理 (3)3.2 后台销售管理 (4)3.3 商品管理 (4)3.4 销售商品信息汇总管理 (5)4．数据设计 (5)4.1.超市管理系统包含的实体和属性： (5)4.2.实体之间的联系 (5)4.3.系统总E-R图 (5)4.4．数据库关系表 (6)5. 对象设计 (7)5.1 设计类的服务 (7)5.2 设计关联 (8)5.3 优化对象模型 (8)6. 总结 (9)1．概述面向对象设计就是将面向对象分析的问题域分析模型转换为符合成本和质量的求解域设计模型。

该阶段再划分为系统设计和对象设计。

系统设计确定实现系统的策略，进行系统架构设计、人机界面设计、数据设计和模块设计；对象设计确定设计模型中的类、关联、接口和现实服务的算法。

面向对象设计与面向对象分析是一个多次反复迭代的过程，二者界限模糊。

2．系统结构设计选课系统整体上采用Internet技术，客户端通过Web方式进行信息的发布和获取。

软件架构采用浏览器/服务器方式。

客户端采用JavaScript、Java等网络编程语言编写，其脚本程序简单易用、灵活性强，可以控制整个Web页面。

基于JavaScript的用户界面为用户所熟悉，因此，我们选择JavaScript来编写基于HTML的客户端应用程序，完成客户与服务器间的参数传递，在浏览器中解释执行。

设计时考虑访问权限，对不同权限级别显示相应的内容。

Web网络服务器向用户提供业务服务，应用服务器处理Web服务器转发的请求进行业务处理。

我们基于SQL Server 2005数据库平台搭建选课系统数据库。

本系统采用面向对象的三层体系结构，这种三层体系结果是在客户端与数据库之间加入了一个中间层，应用程序将业务规则、数据访问、合法性校验等工作放到了中间层进行处理。

基于面向对象的软件工程设计与实现面向对象的软件工程设计与实现涉及使用面向对象的方法和原则来设计和实现软件系统。

面向对象的软件工程是一种广泛使用的开发方法，在大多数软件项目中都能找到其应用。

本文将介绍面向对象的软件工程设计与实现的基本概念、原则和方法，并探讨其在软件开发过程中的应用。

面向对象的软件工程设计与实现关注软件系统的模块化、可重用性和可维护性。

面向对象的设计通过将系统划分为多个相互独立的对象，每个对象都具有自己的状态和行为，来实现系统的模块化。

通过定义对象之间的关系和交互，实现软件系统的功能。

面向对象的方法借用现实世界的概念和思维模式来设计软件系统，使得系统更易于理解、修改和扩展。

在面向对象的软件工程设计与实现中，有几个核心原则和概念需要注意。

首先是封装性。

封装是指将数据和对数据的操作封装在一个对象中，只通过对象的公开接口来访问和修改数据。

这样可以提高代码的可读性和可维护性，并降低代码的耦合度。

其次是继承性。

继承是指一个类可以从另一个类继承属性和方法，并可以通过添加特定的功能来扩展类的行为。

继承可以提高代码的重用性和可扩展性。

最后是多态性。

多态是指一个对象可以以多种形式出现，具体表现为同一个方法可以根据不同的对象产生不同的行为。

多态性可以提高代码的灵活性和可扩展性。

面向对象的软件工程设计与实现过程包括几个阶段。

首先是需求分析阶段。

在这个阶段，开发团队需要与客户充分沟通，了解客户的需求和使用场景。

然后是系统设计阶段。

在这个阶段，开发团队需要确定系统的整体结构，并进行详细的对象设计。

接下来是编码和单元测试阶段。

在这个阶段，开发团队根据设计文档编写代码，并进行单元测试来确保代码的正确性。

最后是集成测试和系统测试阶段。

在这个阶段，开发团队将不同模块的代码进行集成，并进行整体测试，以确保整个系统的功能和性能达到预期。

除了以上提到的基本原则和过程，还有一些常用的面向对象的设计方法和模式可以帮助开发团队更好地设计和实现软件系统。

面向对象软件开发流程面向对象软件开发是一种高效的软件开发方法，它将现实世界中的事物抽象为对象，并通过对象之间的交互来实现软件系统的设计与开发。

面向对象软件开发流程由以下几个关键步骤组成：需求分析、设计、编码、测试和部署。

本文将详细介绍面向对象软件开发流程的每个步骤，以指导软件开发过程的实施。

一、需求分析面向对象软件开发的第一步是需求分析。

在这一阶段，开发团队与客户密切合作，明确软件系统的需求和目标。

需求分析旨在收集并整理客户需求，并将其转化为可操作的软件功能和特性。

在需求分析阶段，开发团队通常会使用UML（统一建模语言）工具来绘制用例图、活动图等，以明确系统的功能和工作流程。

二、设计需求分析完成后，下一步是进行系统设计。

系统设计是指根据需求分析阶段的成果，创建系统的软件架构和模块设计。

在面向对象软件开发中，常用的设计工具包括UML类图、时序图和状态图等。

系统设计阶段需要考虑系统的模块划分、模块之间的交互关系，以及各个模块的具体实现方法。

设计阶段的成果是一个详细的设计文档，包含各个模块的接口定义、类的设计和方法的实现。

三、编码设计阶段完成后，开发团队进入编码阶段。

编码是将设计文档中的描述转化为实际的程序代码的过程。

在编码阶段，开发人员需要按照设计要求，使用具体的编程语言实现各个模块和类。

编码阶段应注意编程规范和代码质量，确保代码的可读性和可维护性。

另外，在编码过程中，开发人员应遵循面向对象编程的原则，例如封装、继承和多态等。

四、测试编码完成后，软件系统进入测试阶段。

测试是验证软件系统是否满足需求并具备良好性能的过程。

测试阶段包括单元测试、集成测试和系统测试等多个层次。

在测试阶段，开发团队需要编写测试用例并执行，以验证系统的功能和性能是否符合设计要求。

测试阶段还可以发现并修复软件中的bug，确保软件质量和稳定性。

测试过程应全面覆盖系统的各个功能点，并进行性能测试、安全测试、兼容性测试等。

五、部署当测试阶段完成并通过验证后，软件系统进入部署阶段。

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。

软件开发实习报告：面向对象分析与设计的实践与总结一、引言在我参加软件开发实习的过程中，我主要负责了面向对象分析与设计的工作。

通过实践与总结，我认识到面向对象分析与设计对于软件开发的重要性，并且对面向对象的原理和方法有了更深入的理解。

本报告将围绕面向对象分析与设计的实践经验和总结展开。

二、实践过程1. 需求分析在实践过程中，需求分析是首先需要进行的阶段。

通过与客户的沟通，我了解到客户的需求，并在此基础上进行了需求分析和规划。

我学会了运用UML图来清晰地展示需求，如用例图、活动图等，这对于后续的设计工作起到了指导作用。

2. 面向对象分析在需求分析的基础上，我进行了面向对象的分析工作。

通过识别出系统中的各种对象以及它们之间的关系，我可以更好地理解系统的结构和行为。

我学会了用类图来描述对象的属性和方法，以及它们之间的关系，这使得我能够更好地理解系统的结构和行为。

3. 面向对象设计在面向对象分析的基础上，我进行了面向对象的设计工作。

通过对类图的完善和细化，我可以进一步详细地设计对象的属性和方法。

我学会了用时序图来描述对象之间的交互，以及状态图来描述对象的状态变化。

这对于确保系统的正确性和可靠性至关重要。

4. 实践总结在实践过程中，我遇到了一些问题和挑战。

首先，我发现在面向对象分析与设计中，需求的不明确性是一个常见的问题。

为了解决这个问题，我学会了与客户保持良好的沟通，并时刻关注需求的变化。

其次，我发现在面向对象分析与设计中，设计的复杂性是一个常见的问题。

为了解决这个问题，我学会了运用设计模式和设计原则来降低复杂性。

5. 实践经验通过实践经验，我总结出以下几点：（1）良好的需求分析是面向对象分析与设计的基础。

需求分析不仅仅是了解客户的需求，还包括对需求进行详细的分析和规划。

（2）面向对象分析与设计需要运用多种UML图来描述系统的结构和行为。

熟练使用UML图可以使得系统的设计更加清晰和可理解。

（3）设计的复杂性是需要解决的问题，在面向对象分析与设计中，设计模式和设计原则是降低复杂性的重要手段。