《軟件工程》第九章面向?qū)ο蠓椒▽W引論

1、第九章面向?qū)ο蠓椒▽W引論面向?qū)ο蠓椒▽W引論9.1C 9.29.39.49.59.69.7面向?qū)ο蠓椒▽W概述面向?qū)ο蟾拍蠲嫦驅(qū)ο蠼ο竽Ｐ蛣討B(tài)模型功能模型3種模型之間的關系學習重點和難點理解面向?qū)ο蠹夹g中的基本思想、 概念和原理等；理解面向?qū)ο蠼⒌娜N 模型的功能和相互關系。9.1面向?qū)ο蠓椒▽W概述軟件工程發(fā)展的兩個重要階段傳統(tǒng)軟件工程面向?qū)ο筌浖墓こ?傳統(tǒng)軟件工程以面向過程的結(jié)構(gòu)化程序設計為基礎；遵循”程序=數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法船穩(wěn)相;由“追求技巧與效率到清勵涕一、效率第二,缺點：不太適應規(guī)模大、特別復雜的項目; 難以解決軟件重用的問題； 難以適應需求的變化； 難以徹底解決維護問題。按人類習慣

2、的思維方法，以現(xiàn)實世界中客觀 面向?qū)ο筌浖こ?存在的事物（即對象）為中心來思考和認識問采用的思想方法與原則：抽象、分類、繼 承、聚合、封裝等。以易于理解的方式表達軟件系統(tǒng)，建立問題 域模型，使設計出的軟件盡可能直接地描述現(xiàn)實 世界，具有更好的可維護性軟件工程學家Codd和Yourdon認為：面向?qū)ο?對象+類+繼承+通信如果一個軟件系統(tǒng)采用這些概念來建立模型并予以實現(xiàn)，那么它就是面向?qū)ο蟮?。面向?qū)ο蠹夹g發(fā)展概述初始階段：上世紀60年代，挪威奧斯陸大學和挪威計 算中心開發(fā)的Simula67的語言；70年代中期，Xerox研究中心開發(fā)的Sma I I ta I k 語言，具備了面向?qū)ο笳Z言的各種

3、特征。發(fā)展階段：涌現(xiàn)大批面向?qū)ο缶幊陶Z言（OOPL） o如 C+、Ob ject i ve-Cx Ob ject Pascal、Eiffel、 Actor 等。成熟階段：面向?qū)ο蠓治觯?0A）和面向?qū)ο笤O計（ 00D）的研究。出現(xiàn)各種著名的面向?qū)ο蠓治鲈O計 的方法，如：Coad/Yourdon的方法、Booch的方法 、0MT方法、W i rtf-Brock的RDD方法、Jacobson的 00SE方法等。面向?qū)ο蠹夹g的基本觀點 任何客觀的事物或?qū)嶓w都是對象。對象組成客觀世界，復雜的對象可以由簡單的對象組成。 具有相同數(shù)據(jù)和操作的對象可以歸并為一個類（ class）,對象是對象類的一個實例。類

4、可以派生出子類，子類繼承父類的全部特性（ 數(shù)據(jù)和操作），又可以有自己的新特性。子類與父 類形成類的層次結(jié)構(gòu)。面向?qū)ο蠓椒▽W的優(yōu)點對象之間通過消息傳遞相互聯(lián)系。與人類習慣的思維方法一致穩(wěn)定性好可重用性好較易開發(fā)大型軟件產(chǎn)品可維護性好9.2面向?qū)ο蟮母拍?. 1 對象（Object）在現(xiàn)實世界中有意義的、與所要解決的問題有關 系的任何事物都可以作為對象，包括具體的物理實體 的抽象、人為的概念、任何有明確邊界和意義的東 西。如：一名職工、一本圖書、貸款、生產(chǎn)計劃、一 場演出等。對象既有靜態(tài)的屬性，又有動態(tài)的行為（操作）。從軟件開發(fā)的角度定義對象系統(tǒng)中用來描述客觀事物的實體，是構(gòu)成系 統(tǒng)的基本單位。由

5、一組屬性和相關操作組成的成務組成。這是 對象的兩個基本要素：屬性：用來描述對象靜態(tài)特征的一個數(shù)據(jù)項;服務：用來描述對象動態(tài)特征（行為）的一個操 作序列。對象的屬性卻歷有操作封裝在一起，構(gòu)成一個 統(tǒng)一彳朱。屬性一般只能通過執(zhí)行對象的操作來改變。例：某個對象的形象表示表示內(nèi)部狀態(tài)的數(shù)據(jù)、實現(xiàn)各操作的代碼及局部界面數(shù)據(jù)，被隱藏，無法從外面看見、訪問或修改；使用對象的時候，只能通過對象與外界的界面來 操作：操作時，只需知道該操作的名字和所需要的參數(shù),不需要知道這些操作是如何實現(xiàn)的;簡單、方便，安全性和可靠性高。9.2.2其他概念1、類（Class）具有相同屬性和服務的一組對象的集合，它為屬于 該類的全

6、部對象提供了統(tǒng)一的抽象描述。“類”好比是一個對象模板，用它可以產(chǎn)生多個對象.學生對二類名生對象2姓名：弓屬性名：李四年齡：2聆：20性別：1虬女選福服務選課考方考試類的描述例:類(class)：是對象的“類型”(type)。一般用關鍵字class來表示。class CPeople long ID;string name;void DoSomethingO ;對象是類的實例：CPeople Tom2、實例(instance)實例是某個特定類所描述的一個具體對象。如張三”、“李四”是類“學生”的實例。對象：可以是一個具體的對象，也可以泛指一 般的對象實例：必然是指一個在客觀世界中存在的具體 對象3

7、、消息(message)對象之間通信的手段，是一個對象要求另一 對象執(zhí)行類中定義的某個操作的規(guī)格說明。通常一個消息由三部分組成：接收消息的對象消息標識符(即消息名)零個或多個變元例如:MyC ircle. Show (Green)MyCircle是接收消息的對象的彳字，Show是消息 名，Gteen是消息的變元。4、方法(method)對象所能執(zhí)行的操作稱為方法，也就是 類中所定義的服務。方法描述了對象執(zhí)行的 功能、響應消息的操作。在CH中稱為成員函數(shù)。5 屬性(attr ibute)屬性是對客觀世界實體所具有的性質(zhì)的抽象，是類中所定義的數(shù)據(jù)。如：學生類屬性有姓名、年齡、性別等。不同對象的同一

8、屬性可以具有相同或不同 的屬性值。如：張三的全齡為19,李四的年齡為2006、封裝(encapsulation)封裝是把對象的屬性和實現(xiàn)操作的代碼結(jié) 合成一個獨立的系統(tǒng)單位，并盡可能隱藏對象的內(nèi)部細節(jié)，對象以外的部分不能直接作用于對象的內(nèi)部數(shù)據(jù)（屬性），對象間的通信只能通過明確的消息來進行。7、繼承(i nher i tance)在現(xiàn)存類定義的基礎上，建立新定義類的技術。新類的定義可以是現(xiàn)存類所聲明的數(shù)據(jù)、定義與 新類所增加的聲明的組合。新類復用現(xiàn)存類的定義, 而不要求修改現(xiàn)存類?，F(xiàn)存類可當作父類（泛化類、基類或超類）來引用 ,則新類相應地可當作子類（特化類、子女類或派生 類）來引用。實現(xiàn)繼承

9、機制的原理父類、子類、超類父類：一個類的上層是父類。子類：一個類的下層是子類。超類：若C2是C1的子類，C3是C2的子類，則C1是C3 的超類。例:超類父類子類父類船類噸位 時速 吃水線船類噸位 時速載客量 行駛 停泊船類船類停泊客輪類繼 承繼 承噸位時速吃水線載客量經(jīng)過的國家-if-停泊子類海上客輪單繼承與多繼承單繼承：一個類只允許有一個父類，即類等級為樹形結(jié)構(gòu)多繼承：一個類允許有多個父類繼承的傳遞性： 如果類C繼承類B,子類大學生運動員類B繼承類A,則類C 繼承類A。8、多態(tài)性(polymorphism)繼承性的優(yōu)點使得相似的對象可以共享程序代碼和數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)，大大減少程序中的冗余信息。便于

10、軟件修改維護。用戶在開發(fā)新系統(tǒng)時不必從零開始，可以繼 承原有相似功能或者從類庫中選取需要的 類，再派生新類。指對象根據(jù)所接受的消息而做出動作，同 樣的消息為不同的對象接受時可導致完全不同 的行動。例9、重載(overloading)包括:函數(shù)重載：在同一作用域，若干個參數(shù)特征不同的函數(shù)可以使用相同的函數(shù)名字;運算符重載：同一個運算符可以施加于不同類型的操作數(shù)上面。9.3面向?qū)ο蠼ＤＰ停菏且唤M圖示符號和組織這些符號的規(guī)則，利用 它們來定義和描述問題域中的術語和概念。面向?qū)ο竽Ｐ偷慕M成:用例圖功能模型一般的建模順序:對象模型(object model)：定義實體，描述 系統(tǒng)數(shù)據(jù)，定義“對誰做”動

11、態(tài)模型(dynamic model)：描述系統(tǒng)控制結(jié) 構(gòu)，規(guī)定“何時做”功能模型(functional model)：描述系統(tǒng)功 能，指明系統(tǒng)應“做什么”幾種著名的面向?qū)ο蠓椒˙ooch方法(1991)Coad-Yourdon方法(1991)Rumbaugh 方法(簡稱OMT)(Object Modeling Technology, 1991)Jacobson 方法(簡稱OOSE, 1992)由 Rumbaugh、Booch、Jacobson 提出的統(tǒng)一建模語言(簡稱UML)(Unify Modeing Language, 1994)UML統(tǒng)一建模語言一種可視化建模語 言，能描述開發(fā)需要2W0

12、年的各種視圖，并以此.3*OOTSU1i知年”月,offlGtur1K7年9月，景后援文OK1997年1月.第一忒?。∕IGUIL收侔為基礎組建系統(tǒng)。其發(fā)展過程如右常用的工具：Rational RoseIhifiidVBooch方法泥貳化方法UML的軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Y+1”視圖fB設討視國最察用尸功能奈燒鬃成 性能 可吞吐能力實現(xiàn)視圖分布試圖進程視圖系統(tǒng)工程用例視圖軟件管理系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu) 分發(fā)，安裝 通信9.4對象模型描述系統(tǒng)內(nèi)部對象的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，包括對 象本身的定義、對象的屬性和操作、以及 對象與其它對象之間的關系。UML中，對象模型通常由“類圖”組成。 9. 4. 1類圖的基本符號類 實例1（類名

13、） 屬性值J示例正方形邊長：Float位置：Integer邊界顏色內(nèi)部顏色畫擦圖圖動9.4.2表示關系的符號類和類之間的聯(lián)系稱為“關系”；關系可以 是物理的，也可以是邏輯的。通常分為：關聯(lián)、范化、依賴和細化四例：二元關聯(lián)表示：在類之間畫一條連線。角色：關聯(lián)的端點，說明類在關聯(lián)中的作用和角三元關聯(lián)的表示三元關聯(lián)例：三元關聯(lián)關。常見的描述有: 未標明，默認為1;1+或1；0 亦或*;3表示類中有多少個對象與關聯(lián)類中的一個對象相0 1;1 15;限定關聯(lián):對關聯(lián)的含義做某種約束。類1限定詞I類2目錄文件名文件進一步說明對象間關聯(lián)的性質(zhì)。公司個人雇主 :扈員雇小務作齡資取工工工2、聚合文件段落句子K 3、范化C?繼承性的體現(xiàn).通常包含一個基類和幾個子類?；惐硎据^為一般、普通的概 念；子類則繼承基類的屬性和操 作，但乂具有自身的屬性和操作。學生 赤 年級 獲子類A基類工子類B中學生學校年級考試分科大學生學年專校級業(yè)考 選試 課一種“整體與成員”的關系。表示整體類的那一端 增加一個菱形框。包括共享聚合和組合聚合。如：共享聚合例課題組成員類組合聚合例 4、依賴和細化依賴：一個模型元素是獨立的，另一個依賴于這個 獨立的模型元素，若獨立元素改變，將影響 此元素。如成績依賴課程：成績F4課程細化：