軟件工程第7章面向?qū)ο蠓治鯠aippt課件

1、第第7章章 面向?qū)ο蠓治雒嫦驅(qū)ο蠓治?通常縮寫為通?？s寫為OOA)的關(guān)鍵，是的關(guān)鍵，是識別出問題域內(nèi)的對象，并分析它們相互識別出問題域內(nèi)的對象，并分析它們相互間的關(guān)系，最終建立起問題域的簡潔、準(zhǔn)間的關(guān)系，最終建立起問題域的簡潔、準(zhǔn)確、可理解的正確模型。確、可理解的正確模型。 在用面向?qū)ο笥^點(diǎn)建立起的三種模型中，在用面向?qū)ο笥^點(diǎn)建立起的三種模型中，對象模型是最基本、最重要、最核心的。對象模型是最基本、最重要、最核心的。7.1.1 概述概述面向?qū)ο蠓治?，就是抽取和整理用戶需求并建立問題域精確面向?qū)ο蠓治觯褪浅槿『驼碛脩粜枨蟛⒔栴}域精確模型的過程模型的過程7.1.2 三個(gè)子模型與五個(gè)層次三個(gè)

2、子模型與五個(gè)層次正如本書正如本書6.4節(jié)所述，面向?qū)ο蠼５玫降哪Ｐ桶到y(tǒng)的三節(jié)所述，面向?qū)ο蠼５玫降哪Ｐ桶到y(tǒng)的三個(gè)要素，即靜態(tài)結(jié)構(gòu)個(gè)要素，即靜態(tài)結(jié)構(gòu)(對象模型對象模型)，交互次序，交互次序(動態(tài)模型動態(tài)模型)和數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)變換變換(功能模型功能模型)。解決的問題不同，這三個(gè)子模型的重要程度也不同：幾乎解解決的問題不同，這三個(gè)子模型的重要程度也不同：幾乎解決任何一個(gè)問題，都需要從客觀世界實(shí)體及實(shí)體間相互關(guān)系決任何一個(gè)問題，都需要從客觀世界實(shí)體及實(shí)體間相互關(guān)系抽象出極有價(jià)值的對象模型；當(dāng)問題涉及交互作用和時(shí)序時(shí)抽象出極有價(jià)值的對象模型；當(dāng)問題涉及交互作用和時(shí)序時(shí)(例如，用戶界面及過程控制等

3、例如，用戶界面及過程控制等)，動態(tài)模型是重要的。，動態(tài)模型是重要的。復(fù)雜問題復(fù)雜問題(大型系統(tǒng)大型系統(tǒng))的對象模型由下述五個(gè)層次組成：主題層的對象模型由下述五個(gè)層次組成：主題層(也稱為范疇層也稱為范疇層)、類、類&對象層、結(jié)構(gòu)層、屬性層和服務(wù)層，對象層、結(jié)構(gòu)層、屬性層和服務(wù)層，如圖如圖7.1所示。所示。但是，分析不可能嚴(yán)格地按照預(yù)定順序進(jìn)行，大型、復(fù)雜系但是，分析不可能嚴(yán)格地按照預(yù)定順序進(jìn)行，大型、復(fù)雜系統(tǒng)的模型需要反復(fù)構(gòu)造多遍才能建成。通常，先構(gòu)造出模型統(tǒng)的模型需要反復(fù)構(gòu)造多遍才能建成。通常，先構(gòu)造出模型的子集，然后再逐漸擴(kuò)充，直到完全、充分地理解了整個(gè)問的子集，然后再逐漸擴(kuò)充，直到

4、完全、充分地理解了整個(gè)問題，才能最終把模型建立起來。題，才能最終把模型建立起來。7.2.1 書寫要點(diǎn)書寫要點(diǎn)通常，需求陳述的內(nèi)容包括：問題范圍，功能需求，性能通常，需求陳述的內(nèi)容包括：問題范圍，功能需求，性能需求，應(yīng)用環(huán)境及假設(shè)條件等?？傊?，需求陳述應(yīng)該闡明需求，應(yīng)用環(huán)境及假設(shè)條件等?？傊?，需求陳述應(yīng)該闡明“做什么而不是做什么而不是“怎樣做怎樣做”。它應(yīng)該描述用戶的需求而不是提出解決問題的方法。應(yīng)該它應(yīng)該描述用戶的需求而不是提出解決問題的方法。應(yīng)該指出哪些是系統(tǒng)必要的性質(zhì)，哪些是任選的性質(zhì)。應(yīng)該避指出哪些是系統(tǒng)必要的性質(zhì)，哪些是任選的性質(zhì)。應(yīng)該避免對設(shè)計(jì)策略施加過多的約束，也不要描述系統(tǒng)的內(nèi)部

5、結(jié)免對設(shè)計(jì)策略施加過多的約束，也不要描述系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@樣做將限制實(shí)現(xiàn)的靈活性。構(gòu)，因?yàn)檫@樣做將限制實(shí)現(xiàn)的靈活性。對系統(tǒng)性能及系統(tǒng)與外界環(huán)境交互協(xié)議的描述，是合適的對系統(tǒng)性能及系統(tǒng)與外界環(huán)境交互協(xié)議的描述，是合適的需求。此外，對采用的軟件工程標(biāo)準(zhǔn)、模塊構(gòu)造準(zhǔn)則、將需求。此外，對采用的軟件工程標(biāo)準(zhǔn)、模塊構(gòu)造準(zhǔn)則、將來可能做的擴(kuò)充以及可維護(hù)性要求等方面的描述，也都是來可能做的擴(kuò)充以及可維護(hù)性要求等方面的描述，也都是適當(dāng)?shù)男枨蟆＿m當(dāng)?shù)男枨蟆?圖圖7.2 所示的自動取款機(jī)所示的自動取款機(jī)(ATM)系統(tǒng)，是本書講述面系統(tǒng)，是本書講述面向?qū)ο蠓治龊兔嫦驅(qū)ο笤O(shè)計(jì)時(shí)使用的一個(gè)實(shí)例。向?qū)ο蠓治龊兔嫦驅(qū)ο笤O(shè)

6、計(jì)時(shí)使用的一個(gè)實(shí)例。圖圖7.2 ATM7.2 ATM系統(tǒng)系統(tǒng) 下面陳述對下面陳述對ATMATM系統(tǒng)的需求。系統(tǒng)的需求。 某銀行擬開發(fā)一個(gè)自動取款機(jī)系統(tǒng)，它是一個(gè)由自動取款機(jī)、中央計(jì)某銀行擬開發(fā)一個(gè)自動取款機(jī)系統(tǒng)，它是一個(gè)由自動取款機(jī)、中央計(jì)算機(jī)、分行計(jì)算機(jī)及柜員終端組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。算機(jī)、分行計(jì)算機(jī)及柜員終端組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。ATMATM和中央計(jì)算機(jī)由和中央計(jì)算機(jī)由總行投資購買?？傂袚碛卸嗯_總行投資購買?？傂袚碛卸嗯_ATMATM，分別設(shè)在全市各主要街道上。分，分別設(shè)在全市各主要街道上。分行負(fù)責(zé)提供分行計(jì)算機(jī)和柜員終端。柜員終端設(shè)在分行營業(yè)廳及分行行負(fù)責(zé)提供分行計(jì)算機(jī)和柜員終端。柜員終端設(shè)在分行營業(yè)

7、廳及分行下屬的各個(gè)儲蓄所內(nèi)。該系統(tǒng)的軟件開發(fā)成本由各個(gè)分行分?jǐn)偂Ｏ聦俚母鱾€(gè)儲蓄所內(nèi)。該系統(tǒng)的軟件開發(fā)成本由各個(gè)分行分?jǐn)偂?銀行柜員使用柜員終端處理儲戶提交的儲蓄事務(wù)。儲戶可以用現(xiàn)金或銀行柜員使用柜員終端處理儲戶提交的儲蓄事務(wù)。儲戶可以用現(xiàn)金或支票向自己擁有的某個(gè)賬戶內(nèi)存款或開新賬戶。儲戶也可以從自己的支票向自己擁有的某個(gè)賬戶內(nèi)存款或開新賬戶。儲戶也可以從自己的賬戶中取款。通常，一個(gè)儲戶可能擁有多個(gè)賬戶。柜員負(fù)責(zé)把儲戶提賬戶中取款。通常，一個(gè)儲戶可能擁有多個(gè)賬戶。柜員負(fù)責(zé)把儲戶提交的存款或取款事務(wù)輸進(jìn)柜員終端，接收儲戶交來的現(xiàn)金或支票，或交的存款或取款事務(wù)輸進(jìn)柜員終端，接收儲戶交來的現(xiàn)金或支票，

8、或付給儲戶現(xiàn)金。柜員終端與相應(yīng)的分行計(jì)算機(jī)通信，分行計(jì)算機(jī)具體付給儲戶現(xiàn)金。柜員終端與相應(yīng)的分行計(jì)算機(jī)通信，分行計(jì)算機(jī)具體處理針對某個(gè)賬戶的事務(wù)并且維護(hù)賬戶。處理針對某個(gè)賬戶的事務(wù)并且維護(hù)賬戶。 擁有銀行賬戶的儲戶有權(quán)申請領(lǐng)取現(xiàn)金兌換卡。使用現(xiàn)金兌換卡可以擁有銀行賬戶的儲戶有權(quán)申請領(lǐng)取現(xiàn)金兌換卡。使用現(xiàn)金兌換卡可以通過通過ATMATM訪問自己的賬戶。目前僅限于用現(xiàn)金兌換卡在訪問自己的賬戶。目前僅限于用現(xiàn)金兌換卡在ATMATM上提取現(xiàn)金上提取現(xiàn)金( (即取款即取款) )，或查詢有關(guān)自己賬戶的信息，或查詢有關(guān)自己賬戶的信息( (例如，某個(gè)指定賬戶上的余例如，某個(gè)指定賬戶上的余額額) )。將來可能還

9、要求使用。將來可能還要求使用ATMATM辦理轉(zhuǎn)賬、存款等事務(wù)。辦理轉(zhuǎn)賬、存款等事務(wù)。所謂現(xiàn)金兌換卡就是一張?zhí)刂频拇趴ǎ厦嬗蟹中写a和卡號。分行代碼唯一標(biāo)識總行下屬的一個(gè)分行，卡號確定了這張卡可以訪問哪些賬戶。通常，一張卡可以訪問儲戶的若干個(gè)賬戶，但是不一定能訪問這個(gè)儲戶的全部賬戶。每張現(xiàn)金兌換卡僅屬于一個(gè)儲戶所有，但是，同一張卡可能有多個(gè)副本，因此，必須考慮同時(shí)在若干臺ATM上使用同樣的現(xiàn)金兌換卡的可能性。也就是說，系統(tǒng)應(yīng)該能夠處理并發(fā)的訪問。當(dāng)用戶把現(xiàn)金兌換卡插入ATM之后，ATM就與用戶交互，以獲取有關(guān)這次事務(wù)的信息，并與中央計(jì)算機(jī)交換關(guān)于事務(wù)的信息。首先，ATM要求用戶輸入密碼，接下來

10、ATM把從這張卡上讀到的信息以及用戶輸入的密碼傳給中央計(jì)算機(jī)，請求中央計(jì)算機(jī)核對這些信息并處理這次事務(wù)。中央計(jì)算機(jī)根據(jù)卡上的分行代碼確定這次事務(wù)與分行的對應(yīng)關(guān)系，并且委托相應(yīng)的分行計(jì)算機(jī)驗(yàn)證用戶密碼。如果用戶輸入的密碼是正確的，ATM就要求用戶選擇事務(wù)類型(取款、查詢等)。當(dāng)用戶選擇取款時(shí)，ATM請求用戶輸入取款額。最后，ATM從現(xiàn)金出口吐出現(xiàn)金，并且打印出賬單交給用戶。 面向?qū)ο蠓治鍪滓墓ぷ?，是建立對象模型。這面向?qū)ο蠓治鍪滓墓ぷ?，是建立對象模型。這個(gè)模型描述了現(xiàn)實(shí)世界中的個(gè)模型描述了現(xiàn)實(shí)世界中的“類與對象以及它類與對象以及它們之間的關(guān)系，表示了目標(biāo)系統(tǒng)的靜態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。們之間的關(guān)系，表示

11、了目標(biāo)系統(tǒng)的靜態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。靜態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對應(yīng)用細(xì)節(jié)依賴較少，比較容易確靜態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對應(yīng)用細(xì)節(jié)依賴較少，比較容易確定。定。 當(dāng)用戶的需求變化時(shí)，靜態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相對來說比當(dāng)用戶的需求變化時(shí)，靜態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相對來說比較穩(wěn)定。因此，用面向?qū)ο蠓椒ㄩ_發(fā)絕大多數(shù)軟較穩(wěn)定。因此，用面向?qū)ο蠓椒ㄩ_發(fā)絕大多數(shù)軟件時(shí)，都首先建立對象模型，然后再建立另外兩件時(shí)，都首先建立對象模型，然后再建立另外兩個(gè)子模型。個(gè)子模型。 需求陳述、應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)知識以及關(guān)于客觀世需求陳述、應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)知識以及關(guān)于客觀世界的常識，是建立對象模型時(shí)的主要信息來源。界的常識，是建立對象模型時(shí)的主要信息來源。1.找出候選對象找出候選對象類與對象是

12、在問題域中客觀存在的，系統(tǒng)分析員的主要任務(wù)，類與對象是在問題域中客觀存在的，系統(tǒng)分析員的主要任務(wù)，就是通過分析找出這些類與對象。首先，找出所有候選的類就是通過分析找出這些類與對象。首先，找出所有候選的類與對象；然后，從候選的類與對象中篩選掉不正確的或不必與對象；然后，從候選的類與對象中篩選掉不正確的或不必要的。要的。另一種更簡單的分析方法，是所謂的非正式分析。這種分析另一種更簡單的分析方法，是所謂的非正式分析。這種分析方法以用自然語言書寫的需求陳述為依據(jù)，把陳述中的名詞方法以用自然語言書寫的需求陳述為依據(jù)，把陳述中的名詞作為類與對象的候選者，用形容詞作為確定屬性的線索，把作為類與對象的候選者，

13、用形容詞作為確定屬性的線索，把動詞作為服務(wù)動詞作為服務(wù)(操作操作)的候選者。以的候選者。以7.2.2給出的例子為例，可以給出的例子為例，可以找出陳述中的下列名詞，作為候選對象找出陳述中的下列名詞，作為候選對象P178。銀行、自動取款機(jī)、系統(tǒng)、中央計(jì)算機(jī)、分行計(jì)算機(jī)、柜員銀行、自動取款機(jī)、系統(tǒng)、中央計(jì)算機(jī)、分行計(jì)算機(jī)、柜員終端、網(wǎng)絡(luò)、總行終端、網(wǎng)絡(luò)、總行2.篩選出正確的類和對象篩選出正確的類和對象篩選時(shí)主要依據(jù)下列標(biāo)準(zhǔn)，刪除不正確或不必要的類與對象：篩選時(shí)主要依據(jù)下列標(biāo)準(zhǔn)，刪除不正確或不必要的類與對象： (1)冗余冗余 (2) 無關(guān)無關(guān) (3) 籠統(tǒng)籠統(tǒng) (4) 屬性屬性 (5) 操作操作 (6

14、) 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)ATM系統(tǒng)中經(jīng)篩選后的對象有系統(tǒng)中經(jīng)篩選后的對象有ATM、中央計(jì)算機(jī)、分行計(jì)算機(jī)、柜員終端、總行、分行、柜、中央計(jì)算機(jī)、分行計(jì)算機(jī)、柜員終端、總行、分行、柜員、儲戶、賬戶、事務(wù)、現(xiàn)金對換卡。員、儲戶、賬戶、事務(wù)、現(xiàn)金對換卡。分析確定關(guān)聯(lián)，能促使分析員考慮問題域的邊緣情況，有助分析確定關(guān)聯(lián)，能促使分析員考慮問題域的邊緣情況，有助于發(fā)現(xiàn)那些尚未被發(fā)現(xiàn)的類與對象。于發(fā)現(xiàn)那些尚未被發(fā)現(xiàn)的類與對象。1. 初步確定關(guān)聯(lián)初步確定關(guān)聯(lián)在需求陳述中使用的描述性動詞或動詞詞組，通常表示關(guān)聯(lián)在需求陳述中使用的描述性動詞或動詞詞組，通常表示關(guān)聯(lián)關(guān)系。因此，在初步確定關(guān)聯(lián)時(shí)，大多數(shù)關(guān)聯(lián)可以通過直接關(guān)系。因此

15、，在初步確定關(guān)聯(lián)時(shí)，大多數(shù)關(guān)聯(lián)可以通過直接提取需求陳述中的動詞詞組而得出。提取需求陳述中的動詞詞組而得出。2. 挑選挑選篩選時(shí)主要根據(jù)下述標(biāo)準(zhǔn)刪除候選的關(guān)聯(lián)。篩選時(shí)主要根據(jù)下述標(biāo)準(zhǔn)刪除候選的關(guān)聯(lián)。(1)已刪去的類之間的關(guān)聯(lián)已刪去的類之間的關(guān)聯(lián)(2) 與問題無關(guān)的或應(yīng)在實(shí)現(xiàn)階段考慮的關(guān)聯(lián)與問題無關(guān)的或應(yīng)在實(shí)現(xiàn)階段考慮的關(guān)聯(lián) 1)冗余冗余 2) 無關(guān)無關(guān)3) 籠統(tǒng)籠統(tǒng) 4) 屬性屬性 5) 操作操作 6) 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)(3) 瞬時(shí)事件：瞬時(shí)事件： 關(guān)聯(lián)應(yīng)該描述問題域的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，而不應(yīng)該關(guān)聯(lián)應(yīng)該描述問題域的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，而不應(yīng)該是一個(gè)瞬時(shí)事件。是一個(gè)瞬時(shí)事件。(4) 三元關(guān)聯(lián)：三個(gè)或三個(gè)以上對象之間的關(guān)聯(lián)，

16、大多可以三元關(guān)聯(lián)：三個(gè)或三個(gè)以上對象之間的關(guān)聯(lián)，大多可以分解為二元關(guān)聯(lián)或用詞組描述成限定的關(guān)聯(lián)。分解為二元關(guān)聯(lián)或用詞組描述成限定的關(guān)聯(lián)。 (5) 派生關(guān)聯(lián)：應(yīng)該去掉那些可以用其他關(guān)聯(lián)定義的冗余關(guān)派生關(guān)聯(lián)：應(yīng)該去掉那些可以用其他關(guān)聯(lián)定義的冗余關(guān)聯(lián)。聯(lián)。 3.進(jìn)一步完善進(jìn)一步完善 應(yīng)該進(jìn)一步完善經(jīng)篩選后余下的關(guān)聯(lián)，通應(yīng)該進(jìn)一步完善經(jīng)篩選后余下的關(guān)聯(lián)，通常從下述幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：常從下述幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)： (1) 正名正名 (2) 分解分解 (3) 補(bǔ)充補(bǔ)充 (4) 標(biāo)明重?cái)?shù)標(biāo)明重?cái)?shù) 7.3.3 劃分主題劃分主題 在開發(fā)大型、復(fù)雜系統(tǒng)的過程中，為了降在開發(fā)大型、復(fù)雜系統(tǒng)的過程中，為了降低復(fù)雜程度，人

17、們習(xí)慣于把系統(tǒng)再進(jìn)一步低復(fù)雜程度，人們習(xí)慣于把系統(tǒng)再進(jìn)一步劃分成幾個(gè)不同的主題，也就是在概念上劃分成幾個(gè)不同的主題，也就是在概念上把系統(tǒng)包含的內(nèi)容分解成若干個(gè)范疇。把系統(tǒng)包含的內(nèi)容分解成若干個(gè)范疇。 7.3.4 確定屬性：確定屬性： 一般說來，確定屬性的過程包括分析和選一般說來，確定屬性的過程包括分析和選擇兩個(gè)步驟。擇兩個(gè)步驟。 1.分析：通常，在需求陳述中用名詞詞組分析：通常，在需求陳述中用名詞詞組表示屬性。屬性的確定既與問題域有關(guān)，表示屬性。屬性的確定既與問題域有關(guān)，也和目標(biāo)系統(tǒng)的任務(wù)有關(guān)。也和目標(biāo)系統(tǒng)的任務(wù)有關(guān)。 2. 選擇：認(rèn)真考察經(jīng)初步分析而確定下來選擇：認(rèn)真考察經(jīng)初步分析而確定下來

18、的那些屬性，從中刪掉不正確的或不必要的那些屬性，從中刪掉不正確的或不必要的屬性。的屬性。圖圖7.4 ATM7.4 ATM系統(tǒng)對象模型中的屬性系統(tǒng)對象模型中的屬性 7.3.5 識別繼承關(guān)系識別繼承關(guān)系 一般說來，可以使用兩種方式建立繼承一般說來，可以使用兩種方式建立繼承(即即泛化泛化)關(guān)系關(guān)系 （1） 自底向上：自底向上： 抽象出現(xiàn)有類的共同性質(zhì)泛化出父類，這抽象出現(xiàn)有類的共同性質(zhì)泛化出父類，這個(gè)過程實(shí)質(zhì)上模擬了人類歸納思維個(gè)過程實(shí)質(zhì)上模擬了人類歸納思維 過程。過程。 （2） 自頂向下：自頂向下： 把現(xiàn)有類細(xì)化成更具體的子類，這模擬了把現(xiàn)有類細(xì)化成更具體的子類，這模擬了人類的演繹思維過程。人類的演繹思維過程。 圖圖7.5 7.5 帶有繼