第14章.面向对象建模

面向对象的建模方法面向对象的建模方法是一种用于软件系统设计的方法论，它把现实世界映射到软件系统中的对象和类的概念上，通过抽象、封装、继承和多态等概念，实现对现实世界中事物的建模。

面向对象的建模方法包括需求分析、领域建模、设计模式等环节，本文将详细介绍这些环节的步骤和重要性。

首先，需求分析是面向对象建模的第一步。

它主要目的是了解用户的需求和软件系统的功能。

在需求分析阶段，开发团队需要与用户进行深入沟通，明确系统的功能、性能和界面等方面的需求。

在这个阶段，可以使用用例图、活动图、领域模型等工具来表示和记录需求。

需求分析的重要性在于确保软件系统能够满足用户的期望，并且为后续的建模和设计提供必要的依据。

接下来是领域建模。

领域建模是通过分析和理解现实世界的各个领域，抽象出问题领域中的概念和关系，并将其映射到软件系统中。

在领域建模中，可以使用类图、对象图等工具来描述问题领域中的概念、属性和关系。

领域建模的目的是建立一个清晰的问题领域模型，通常使用领域专家的知识和建模技术，可以更好地理解问题的要求和限制。

在面向对象的建模方法中，设计模式也是一个非常重要的环节。

设计模式是一种解决软件设计中常见问题的可复用方案，它提供了一种在特定情况下的最佳实践，可以提高软件的质量和可维护性。

常用的设计模式包括单例模式、工厂模式、观察者模式等。

设计模式的目的是通过将系统分解为独立的对象，每个对象负责一个特定的职责，从而提高系统的灵活性和可扩展性。

此外，还有一些其他的面向对象的建模方法值得考虑。

例如，UML（统一建模语言）是一种广泛使用的建模语言，可以用来描述软件系统的结构和行为。

UML 提供了一套图形符号和规范，可以用于可视化和交流系统设计。

此外，敏捷建模也是一种常用的面向对象的建模方法，它强调团队合作、迭代开发和软件质量的快速反馈。

总结起来，面向对象的建模方法是一种通过抽象、封装、继承和多态等概念，将现实世界映射到软件系统中的方法论。

面向对象建模与设计随着软件开发的飞速发展，面向对象技术在软件开发领域中已经成为一种非常成熟且广泛使用的开发技术。

而面向对象建模和设计则是面向对象技术中最为重要的部分之一，通过这两个过程，可以将一个复杂的系统分解为若干个相对独立的对象，从而提高软件的可重用性和可维护性。

本文将详细介绍面向对象建模和设计的相关知识。

一、面向对象建模1.1 面向对象思想面向对象思想是指将系统中的各个实体抽象成对象，每个对象包含相应的属性和方法，并通过它们之间的交互来实现系统功能的模式。

这种思想的最大特点是将问题领域中的问题抽象成对象，并利用这些对象之间的关系构建一个精细的系统模型。

1.2 面向对象建模的主要步骤面向对象建模的主要步骤包括问题领域分析、架构设计、详细设计、实现和测试等。

其中，最为重要的是问题领域分析和详细设计这两个环节。

1.3 问题领域分析问题领域分析是在确定需求的基础上，从系统领域内识别出必要的实体、事件和业务规则，以及它们之间的关系，以此构建一个面向对象的模型。

在这个过程中，需要先分析需求文档，并将其中的业务需求分解成若干个功能模块。

然后，在每个功能模块中识别出相应的实体，将它们抽象为对象，并定义它们之间的关系。

最后，从整个系统的角度来看，将这些对象整合在一起构成一个完整的系统模型。

1.4 详细设计在问题领域分析的基础上，详细设计需要更加具体化，将对象之间的操作和关系形成一个具有细节的模型。

在详细设计阶段，需要根据问题领域分析的结果，针对每个对象分别进行详细设计。

这些细节包括对象的属性、方法、关系、状态转换等。

二、面向对象设计2.1 面向对象设计概述面向对象设计是指在面向对象建模的基础上，进一步实现面向对象编程的过程。

它主要包括实现对象的具体细节、类之间的继承关系和多态性等方面的内容。

在面向对象设计中，重点是继承和多态两个概念。

2.2 继承继承是指在一个类中定义一些通用的数据和方法，然后在子类中继承这些属性，从而实现代码的可重用性。

面向对象的设计建模1.类和对象的抽象：面向对象的设计建模将问题域中的实体抽象为类和对象的概念，类是对具有相同属性和行为的对象的抽象，而对象是类的具体实例。

通过对类和对象的抽象，可以更好地理解和描述问题，并提供开发和维护代码的基础。

2.继承与多态：继承是一种将类与类之间的关系进行抽象的方式，通过继承，子类可以继承父类的属性和方法，并可以在此基础上进行扩展和修改。

多态是一种运行时的特性，它允许不同类型的对象对同一个方法做出不同的响应。

继承和多态可以提高代码的重用性和可扩展性。

3.封装与数据隐藏：封装是一种将数据和操作封装到一个独立的单元中的方式，通过封装可以隐藏对象的内部实现细节，并提供公共接口供其他对象调用。

数据隐藏可以保护数据的完整性和安全性，同时也提高了软件的可维护性。

4.关联与依赖：关联是对象之间的一种关系，它描述了对象之间的连接和交互。

依赖是一种对象之间的使用关系，当一个对象依赖于另一个对象时，它需要调用该对象的方法或访问其属性来完成一些操作。

通过关联和依赖可以建立对象之间的协作和交互，实现系统的功能。

5.接口与实现：接口是一种规范，它定义了对象提供的服务和方法，而实现是接口的具体实现。

接口与实现的分离可以降低对象之间的耦合度，并提供更高的灵活性和可扩展性。

面向对象的设计建模常常使用接口来描述对象之间的交互和通信。

在进行面向对象的设计建模过程中1.单一职责原则：一个类应该只负责一个职责，这样可以提高类的内聚性和复用性。

2.开放封闭原则：一个系统应该对扩展开放，对修改关闭，这样可以提高系统的可扩展性和可维护性。

3.依赖倒置原则：高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象。

通过抽象可以降低对象之间的耦合度，提高系统的可测试性和可重用性。

4.迪米特法则：一个对象应该尽可能少地与其他对象发生交互，只与其直接的朋友发生交互。

通过减少对象之间的依赖关系，可以提高系统的灵活性和可移植性。

面向对象的设计建模是软件开发过程中非常关键的一步，它可以帮助开发者更好地理解和描述问题，优化系统的架构和设计，提高代码的可维护性和可重用性。

作者简介Muchael Blaha博士和James Rumbaugh博士（以及 Bill Premerlani、Fred Eddy和BIll Lorensen）前身之一面向对象建模技术（OMT）的发明者。

当明OMT只是一种应用最广泛的设计方法，如今它的大部分概念已经直接被UMT采用。

Michael Blaha博士是加拿大温哥华Modelsoft咨询公司以及美国伊利诺伊州芝加哥SentientPoint公司的合伙人。

他是IEEE计算机学会的活跃人物。

他的研究兴趣包括面向对象技术、建模、系统架构、数据库设计、企业集成和逆向工程。

James Rumbaugh博士是IBM Rational的杰出工程师。

他是UML三位首创者之一。

他撰写的有关面向对象的书籍和文章在计算机界影响深远。

编辑推荐“由James Rumbaugh和Michael Blaha及其同事编写的《面向对象建模和设计》一书的初版已经被奉为经典。

此书对我的影响远甚于任何其他建模相关的书籍。

在过去10年中，我曾成功地把他们的思想应用到大型高校课程项目当中，我很高兴看到这本标志性图书最新版本：它肯定会影响新一代软件设计师和建模人员的思维习惯。

”——Bernd Bruegge，慕尼黑技术大学“Blaha&Rumbaugh王者归来了。

他们为当今时代更新了其经典之作，通过简明直接的讲解，精深的洞察力，以及关键的示例和练习，再次显示了采用面向对象方法其实并不复杂：任何一名实践者都应该拥有、阅读和研究本书。

”——Michael J．Chonoles“我们信息系统专业的硕士和博士课程采纳了《UML面向对象建模与设计(OOMD)》一书中的方法学。

这本书由本领域内两名卓越的专家所编写，涵盖了OOMD的所有层面，充满真知灼见和最新的示例。

它使我们的教学获益良多。

”——Peter H．Chang，劳伦斯技术大学“如果你正在寻找一本介绍UML的图书，其中包括简单实用的面向对象分析和设计过程．以及面向对象概念的重要细节知识，那么我强烈推荐你学习这本出色的著作。

面向对象建模与设计面向对象建模与设计是软件工程学科中的重要内容，它是指通过分析问题域中的实体、属性、行为等信息，将其抽象为对象并建立对象之间的关系。

面向对象建模与设计是软件开发过程中的关键环节，它能够帮助开发人员更好地理解问题领域，并将其转化为可执行的程序。

面向对象建模与设计的主要目标是实现软件的可扩展性、可重用性、可维护性以及可靠性。

通过面向对象的方法，开发人员可以将问题领域中的实体抽象为类，将实体之间的关系抽象为类之间的关联、继承、聚合等关系。

这样，开发人员可以在系统设计阶段就能够规划好软件的架构，减少后期的修改和维护工作。

面向对象建模与设计的基本过程包括需求分析、概念设计、详细设计和实现等阶段。

首先，开发人员需要对问题域进行需求分析，了解需求，确定系统的功能和性能要求。

然后，通过概念设计阶段，将问题域中的实体和关系抽象为类和关联。

在详细设计阶段，开发人员需要将类和关联进行细化，确定属性、方法等具体实现细节。

最后，在实现阶段，开发人员通过编程语言来实现设计好的类和关联。

面向对象建模与设计的一种常用工具是UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）。

UML是一种图形化的语言，能够帮助开发人员更好地描述和表达软件设计的概念和结构。

在UML中，开发人员可以使用类图、时序图、用例图等不同类型的图形来表示系统的不同方面。

通过UML，开发人员能够更清楚地理解整个系统的架构和设计思路。

面向对象建模与设计还包括一些重要的原则和模式。

例如，开发人员可以使用单一职责原则来确保每个类只负责一个单一的功能，并且通过继承和多态来实现代码的重用和扩展。

此外，还可以使用设计模式来解决一些常见的设计问题，例如单例模式、策略模式、观察者模式等等。

总之，面向对象建模与设计是软件工程中非常重要的环节，它通过抽象和建模将问题域中的实体和关系转化为可执行的程序。

通过面向对象的设计，开发人员能够更好地理解问题领域，设计出具有良好架构和可扩展性的软件系统。

面向对象建模与设计面向对象建模与设计（Object-Oriented Modeling and Design）是一种软件开发方法，用于描述和设计系统的结构和行为。

它基于面向对象的思想，将系统看作是由对象及其相互作用构成的。

面向对象建模与设计包括以下主要步骤：1. 确定系统需求：了解用户的需求和系统的功能。

这可以通过与用户的交流和需求分析得到。

2. 定义系统的静态结构：根据系统需求，识别出系统中的对象和它们之间的关系。

这可以使用类图和关系图来表示。

3. 定义系统的行为：确定每个对象的职责和行为，并将它们组织起来以实现系统的功能。

这可以使用状态图和活动图来描述对象的行为。

4. 设计系统的架构：定义系统的整体结构和组织方式。

这可以使用组件图和包图来表示。

5. 实现系统：将设计好的模型转化为实际的代码。

这可以通过面向对象的编程语言来实现。

6. 测试和调试：验证系统是否符合需求，并进行错误排查和修复。

面向对象建模与设计的优点包括：1. 可维护性：由于系统结构和行为清晰地描述在模型中，因此对系统进行修改和维护更加容易。

2. 可重用性：面向对象的设计方法鼓励代码的重用，可以有效地减少开发工作量。

3. 可扩展性：面向对象的设计方法使得系统的扩展更加方便，可以通过添加新的对象和行为来实现新功能。

4. 可测试性：面向对象的设计方法使得系统的测试更易于进行，可以针对对象和行为进行单独的测试。

综上所述，面向对象建模与设计是一种强调系统结构和行为的软件开发方法。

它通过对系统进行抽象和建模，帮助开发人员更好地理解和设计系统，从而提高软件开发的效率和质量。

面向对象设计面向对象建模基础xx年xx月xx日CATALOGUE目录•面向对象设计基础•面向对象建模基础•面向对象设计案例分析•面向对象建模案例分析•面向对象设计与面向对象建模的联系与区别•总结与展望01面向对象设计基础面向对象设计是一种软件开发方法，它以“对象”为核心，通过将现实世界中的实体抽象成程序中的对象，实现对现实世界的映射和抽象。

面向对象设计的目标是将现实世界中的问题空间映射到程序中的解决方案空间，使程序具有更好的可读性、可维护性和可扩展性。

什么是面向对象设计面向对象设计的基本原则将现实世界中的实体抽象成程序中的对象，每个对象都有其属性和行为。

抽象封装继承多态将对象的属性和行为封装在一个独立的单元中，每个对象都有其自己的状态和行为。

通过继承已有的对象来创建新的对象，子类继承父类的属性和行为，并可以添加或覆盖父类的行为。

同一消息或方法调用可以影响多种类型的对象，从而实现不同的行为。

提高软件的可维护性面向对象设计将现实世界中的实体抽象成程序中的对象，每个对象都有其自己的属性和行为，使得代码更加模块化、易于理解和维护。

提高软件的可扩展性面向对象设计采用类和接口的方式，可以方便地添加新的功能和扩展点，实现软件的灵活性和可扩展性。

提高软件的可测试性面向对象设计将复杂的功能分解为独立的对象，每个对象都可以单独测试和验证，降低了测试的难度和成本。

提高软件的可重用性面向对象设计通过继承和多态的机制，可以实现代码的重用，减少重复开发的工作量。

面向对象设计的优势02面向对象建模基础面向对象建模是一种软件开发方法，使用对象、属性、方法和行为来描述现实世界中的事物和关系。

它通过建立模型来映射现实世界中的各种实体、属性和关系，为软件开发提供了一种自然的、易于理解的方法。

什么是面向对象建模通过创建类图来描述对象及其之间的关系，包括继承、接口、实现等。

类图建模法通过创建时序图来描述对象之间的交互和消息传递，用于表现系统的动态行为。

⾯向对象建模
建模：为了理解事物⽽对事物作出的⼀种抽象，是对事物的⼀种⽆歧义的书⾯描述。

建模的⽬的：减少复杂性。

⾯向对象⽅法最基本的原则：按照⼈们习惯的思维⽅式，⽤⾯向对象观点建⽴问题域的模型，开发出尽可能⾃然地表现求解⽅法的软件。

⽤⾯向对象⽅法开发软件，通常需要建⽴3种形式的建模，它们分别是描述系统数据结构的对象模型，描述系统控制结构的动态模型和描述系统功能的功能模型。

⼀个典型的软件系统组合了上述3个⽅⾯内容：它使⽤数据结构（对象模型），执⾏操作（动态模型），并完成数据值的变化（功能模型）。

对象模型：对象模型表⽰静态的、结构化的系统的“数据”性质。

它是对模拟客观世界实体的对象以及对象彼此间的关系的映射，描述了系统的静态结构。

对象模型为建⽴动态模型和功能模型，提供了实质性的框架。

动态模型：动态模型表⽰瞬时的、⾏为化的系统的“控制”性质，它规定了对象模型中的对象的合法变化序列。

功能模型：功能模型表⽰变化的系统的“功能”性质，它指明了系统应该“做什么”，因此更直接地反映了⽤户对⽬标系统的需求。