传统方法学与面向对象

1 小议传统方法学和面向对象方法 姓名： 学号： 班级： 2 摘要 传统方法学也称为生命周期方法学或结构化范性。它采用结构化技术（结构化分析、结构化设计和结构化实现）来完成软件开发的各项任务，并使用适当的软件工具或软件工程环境来支持结构化技术的运用。这种方法学把软件生命周期的全过程依次划分为若干个阶段，然后顺序地完成每个阶段的任务。采用这种方法学开发软件的时候，从对问题的抽象逻辑分析开始，一个阶段一个阶段地顺序进行开发。前一个阶段任务的完成时开始进行后一个阶段工作的前提和基础，而后一阶段任务的完成通常是使前一阶段提出的解法更进一步具体化，加进了更多的实现细节。 3 软件工程传统方法学 随着计算机应用领域的不断拓广，各种各样的问题也不断涌现，当问题严重到开发人员无法控制的时候便产生了软件危机。软件危机的出现，促使了软件工程学的形成和发展。随之整合整套技术的软件工程方法学广泛应用，主流之一就是传统方法学。传统方法学在软件开发过程中占据相当大的比重，因为其悠久的历史而为很多软件工程师青睐。如果说自然语言和编程语言之间有一道难以跨越的鸿沟，传统方法学就是跨越这道鸿沟的桥梁。 传统方法学又称生命周期方法学或结构化范型。一个软件从开始计划起，到废弃不用止，称为软件的生命周期。在传统的软件工程方法中，软件的生存周期分为需求分析、总体设计、详细设计、编程和测试几个阶段。 传统方法学使用的是结构化分析技术来完成需求分析阶段的工作。软件工程学中的需求分析具有两方面的意义。在认识事物方面，它具有一整套分析、认识问题域的方法、原则和策略。这些方法、原则和策略使开发人员对问题域的理解比不遵循软件工程方法更为全面、深刻和有效。在描述事物方面，它具有一套表示体系和文档规范。但是，传统的软件工程方法学中的需求分析在上述两方面都存在不足．它在全局范围内以功能、数据或数据流为中心来进行分析。这些方法的分析结果不能直接地映射问题域，而是经过了不同程度的转化和重新组合。因此，传统的分析方法容易隐蔽一些对问题域的理解偏差，与后续开发阶段的衔接也比较困难。 在总体设计阶段，以需求分析的结果作为出发点构造出一个具体的系统设计方案，主要是决定系统的模块结构，以及模块的划分，模块间的数据传送及调用关系。详细设计是在总体设计的基础上考虑每个模块的内部结构及算法，最终将产生每个模块的程序流程图。但是传统的软件工程方法中设计文档很难与分析文档对应，原因是二者的表示体系不一致，所谓从分析到设计的转换，实际上并不存在可靠的转换规则，而是带有人为的随意性，从而很容易因理解上的错误而留下隐患。 4 编程阶段是利用一种编程语言产生一个能够被机器理解和执行的系统，测试是发现和排除程序中的错误，最终产生一个正确的系统。但是由于分析方法的缺陷很容易产生对问题的错误理解，而分析与设计的差距很容易造成设计人员对分析结果的错误转换，以致在编程时程序员往往需要对分析员和设计人员已经认识过的事物重新进行认识，并产生不同的理解。因此为了使两个阶段之间能够更好的衔接，测试就变得尤为重要。 软件维护阶段的工作，一是对使用中发生的错误进行修改，二是因需求发生了变化而进行修改。前一种情况需要从程序逆向追溯到发生错误的开发阶段。由于程序不能映射问题以及各个阶段的文档不能对应，每一步追溯都存在许多理解障碍。第二种情况是一个从需求到程序的顺向过程，它也存在初次开发时的那些困难，并且又增加了理解每个阶段原有文档的困难。 传统软件工程方法面向的是过程，它按照数据变换的过程寻找问题的结点，对问题进行分解。由于不同人对过程的理解不同，故面向过程的功能分割出的模块会因人而异。对于问题世界的抽象结论，结构化方法可以用数据流图，系统结构图，数据字典，状态转移图，实体关系图来进行系统逻辑模型的描述，生产一个最终能满足需求且达到工程目标的软件产品所需要的步骤。 传统软件工程方法学强调以模块为中心，采用模块化，自顶向下，逐步求精设计过程，系统是实现模块功能的函数和过程的集合，结构清晰，可读性好，是提高软件开发质量的一种有效手段。结构化设计从系统的功能入手，按照工程标准，严格规范地将系统分解为若干功能模块，因为系统是实现模块功能的函数和过程的集合。然而，由于用户的需要和软硬件技术的不断发展变化，作为系统基本组成部分的功能模块很容易受到影响，局部修改甚至会引起系统的根本性变化。开发过程前期入手快而后期频繁改动的现象比较常见。 当然，传统的软件工程方法学也存在很多的缺点，主要表现在生产效率非常底，从而导致不能满足用户的需要，复用程度低，软件很难维护等。虽然如此，传统方法学仍然是人们在软件开发过程中使用的十分广泛的软件工 5 程方法学，在开发某些类型的软件时也比较有效。因此传统软件工程方法学的价值并不会因面向对象方法学的出现而减少，并且它还是学习面向对象方法学的基础。

面向对象的基本概念 (1)对象。 对象是人们要进行研究的任何事物，从最简单的整数到复杂的飞机等均可看作对象，它不仅能表示具体的事物，还能表示抽象的规则、计划或事件。

(2)对象的状态和行为。 对象具有状态，一个对象用数据值来描述它的状态。 对象还有操作，用于改变对象的状态，对象及其操作就是对象的行为。 对象实现了数据和操作的结合，使数据和操作封装于对象的统一体中

(3)类。 具有相同或相似性质的对象的抽象就是类。因此，对象的抽象是类，类的具体化就是对象，也可以说类的实例是对象。 类具有属性，它是对象的状态的抽象，用数据结构来描述类的属性。 类具有操作，它是对象的行为的抽象，用操作名和实现该操作的方法来描述。

(4)类的结构。 在客观世界中有若干类，这些类之间有一定的结构关系。通常有两种主要的结构关系，即一般--具体结构关系，整体--部分结构关系。

①一般——具体结构称为分类结构，也可以说是“或”关系，或者是“is a”关系。 ②整体——部分结构称为组装结构，它们之间的关系是一种“与”关系，或者是“has a”关系。

(5)消息和方法。 6 对象之间进行通信的结构叫做消息。在对象的操作中，当一个消息发送给某个对象时，消息包含接收对象去执行某种操作的信息。发送一条消息至少要包括说明接受消息的对象名、发送给该对象的消息名（即对象名、方法名）。一般还要对参数加以说明，参数可以是认识该消息的对象所知道的变量名，或者是所有对象都知道的全局变量名。

类中操作的实现过程叫做方法，一个方法有方法名、参数、方法体 面向对象的特征 (1)对象唯一性。 每个对象都有自身唯一的标识，通过这种标识，可找到相应的对象。在对象的整个生命期中，它的标识都不改变，不同的对象不能有相同的标识。

(2)分类性。 分类性是指将具有一致的数据结构(属性)和行为(操作)的对象抽象成类。一个类就是这样一种抽象，它反映了与应用有关的重要性质，而忽略其他一些无关内容。任何类的划分都是主观的，但必须与具体的应用有关。

(3)继承性。 继承性是子类自动共享父类数据结构和方法的机制，这是类之间的一种关系。在定义和实现一个类的时候，可以在一个已经存在的类的基础之上来进行，把这个已经存在的类所定义的内容作为自己的内容，并加入若干新的内容。

继承性是面向对象程序设计语言不同于其它语言的最重要的特点，是其他语言所没有的。

在类层次中，子类只继承一个父类的数据结构和方法，则称为单重继承。 在类层次中，子类继承了多个父类的数据结构和方法，则称为多重继承。 在软件开发中，类的继承性使所建立的软件具有开放性、可扩充性，这是信息组织与分类的行之有效的方法，它简化了对象、类的创建工作量，增加了代码的可重性。 采用继承性，提供了类的规范的等级结构。通过类的继承关系，使公共的特性能够共享，提高了软件的重用性。 7 (4)多态性(多形性) 多态性使指相同的操作或函数、过程可作用于多种类型的对象上并获得不同的结果。不同的对象，收到同一消息可以产生不同的结果，这种现象称为多态性。 多态性允许每个对象以适合自身的方式去响应共同的消息。 多态性增强了软件的灵活性和重用性。

结构化程序设计特点： 优点： 与非结构化程序相比，结构化程序在调试、可读性和可维护性等方面都有很大的改进。

缺点：代码重用性不高：以过程为中心设计新系统，除了一些标准函数，大部分代码都必须重新编写。 由于软、硬件技术的不断发展和用户需求的变化，按照功能划分设计的系统模块容易发生变化，使得开发出来的模块的可维护性欠佳。 面向过程模式将数据与过程分离，若对某一数据结构做了修改，所有处理数据的过程都必须重新修订，这样就增加了很多的编程工作量。

面向对象的优点 而面向对象围绕现实世界的概念来组织模块，采用对象描述问题空间的实体，用程序代码模拟现实世界中的对象，使程序设计过程更自然、更直观。 面向过程是以功能为中心来描述系统，而面向对象是以数据为中心来描述系统。相对于功能而言，数据具有更强的稳定性。 面向对象模拟了对象之间的通信。就象人们之间互通信息一样，对象之间也可以通过消息进行通信。这样，我们不必知道一个对象是怎样实现其行为的，只需通过对象提供的接口进行通信并使用对象所具有的行为功能。而面向过程则通过函数参数和全局变量达到各过程模块联系的目的。 面向对象把一个复杂的问题分解成多个能够完成独立功能的对象（类），然后把这些对象组合起来去完成这个复杂的问题。采用面向对象模式就象在流水线上工作，我们最终只需将多个零部件（已设计好的对象）按照一定关系组合成一个完整的系统。这样使得软件开发更有效率。