第9章面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)引論

會(huì)計(jì)學(xué)1第9章面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)引論面向?qū)ο蟮母拍钇鹪从?0世紀(jì)60年代中期的Simula67。80年代中期OOP模式進(jìn)入主流。80年代中后期，面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)的研究開始發(fā)展。進(jìn)入90年代，面向?qū)ο筌浖こ坛闪嗽S多軟件產(chǎn)品的開發(fā)模式。§1面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)概述第1頁/共67頁面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)OOM(Object-OrientedMethodology)特點(diǎn)：盡可能模擬人類習(xí)慣的思維方式，即問題域與求解域在結(jié)構(gòu)上盡可能一致。與傳統(tǒng)方法相反，OOM把數(shù)據(jù)和處理結(jié)合構(gòu)成統(tǒng)一體——對(duì)象。這時(shí)程序不再是一系列工作在數(shù)據(jù)上的函數(shù)集合，而是相互協(xié)作又彼此獨(dú)立的對(duì)象的集合。第2頁/共67頁成都北京Post-officeMessageSendbymethod對(duì)象ObjectObject=屬性AttributeAttributes:location;employee;……

+操作MethodMethods:send;sell;……注意：對(duì)象內(nèi)部的屬性不允許外部用戶直接改動(dòng)，只有當(dāng)它提供了相應(yīng)的服務(wù)操作時(shí)，用戶才能通過發(fā)送消息來提請(qǐng)它執(zhí)行。我想把郵局搬到我家門口，多加幾個(gè)郵遞員，24小時(shí)都開門……對(duì)不起，本郵局不提供此類服務(wù)唉，那就先送束花吧——

Post_office.Send(request,payment)例：第3頁/共67頁OOM的四要素：①對(duì)象(object)：世界由對(duì)象組成。②類(class)：具有相同屬性和操作的對(duì)象可劃分為類；單個(gè)對(duì)象可視為某一類的實(shí)例

(instance)。③繼承(inheritance)：類可分層，下層子類與上層父類有相同特征，稱為繼承。OOM=Object+Class+Inheritance+Communicationwithmessages④消息(message)：對(duì)象間只能通過發(fā)送消息進(jìn)行聯(lián)系，外界不能處理對(duì)象的內(nèi)部數(shù)據(jù)，只能通過消息請(qǐng)求它進(jìn)行處理（如果它提供相應(yīng)消息的話）。第4頁/共67頁OOM：以object為核心，強(qiáng)調(diào)對(duì)現(xiàn)實(shí)概念的模擬而不強(qiáng)調(diào)算法?！懊嫦?qū)ο蠓椒▽W(xué)的基本原則，是按照人們習(xí)慣的思維方式建立問題域的模型，開發(fā)出盡可能直觀、自然地表現(xiàn)求解方法的軟件系統(tǒng)”。

Class：由特殊到一般的歸納

Inheritance：由一般到特殊的演繹OOM相比傳統(tǒng)方法的優(yōu)點(diǎn)：①傳統(tǒng)方法：面向過程設(shè)計(jì)，以計(jì)算為核心，數(shù)據(jù)與操作分離，不易理解。第5頁/共67頁OOM：以object模擬實(shí)體，需求變化不會(huì)引起結(jié)構(gòu)的整體變化，因?yàn)閷?shí)體相對(duì)穩(wěn)定，故系統(tǒng)也相應(yīng)穩(wěn)定。②傳統(tǒng)方法：結(jié)構(gòu)依賴于功能，不穩(wěn)定。③傳統(tǒng)方法：通過建立標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫來重用軟構(gòu)件。但標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)缺少必要的“柔性”，難以適應(yīng)不同場合的不同需要。OOM：一個(gè)class所有的instances都可重用它的代碼；由inheritance派生出的新的class可重用其父類的代碼，并且可以修改、擴(kuò)充而不影響其父類的使用。第6頁/共67頁穩(wěn)定性好：軟件功能需求的變化不牽動(dòng)全局，只需局部修改；Class獨(dú)立性強(qiáng)：只要修改不涉及class的對(duì)外接口，則內(nèi)部修改完全不影響外部調(diào)用；Inheritance和多態(tài)性(polymorphism)使其很容易被修改和擴(kuò)充；容易理解；④傳統(tǒng)方法：可維護(hù)性是最令人頭痛的問題。

OOM：從以下幾方面改善了可維護(hù)性——注：OOM并不是減少了開發(fā)時(shí)間，而是通過提高可重用性、可維護(hù)性，進(jìn)行擴(kuò)充和修改的容易程度等，從長遠(yuǎn)角度改進(jìn)了軟件的質(zhì)量。OOM與Prototyping結(jié)合使用效果好。第7頁/共67頁特點(diǎn)：①以數(shù)據(jù)為中心，不設(shè)與數(shù)據(jù)無關(guān)的操作；②Object主動(dòng)處理而不被動(dòng)地等待被處理，外部只能通過message請(qǐng)求操作；③具有封裝性：外部操作時(shí)，無須知道該object內(nèi)部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法；④具有并行性：不同object各自獨(dú)立地處理自身數(shù)據(jù)，彼此間僅通過傳遞message完成通信；⑤模塊獨(dú)立性好：內(nèi)聚強(qiáng)、耦合松§2面向?qū)ο蟮母拍?、對(duì)象第8頁/共67頁3、消息:object_ID.method_ID(parameter(s))；4、方法（操作）:object能做的操作，亦稱為service,在

class中須定義相應(yīng)的代碼；5、屬性

：object的固有數(shù)據(jù)；2、類：具有相同數(shù)據(jù)和相同操作的一組對(duì)象；

實(shí)例：某個(gè)class描述的具體對(duì)象；6、封裝：把內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)隱藏起來，使其他外部對(duì)象無法訪問，僅僅提供某些功能。使對(duì)象形成接口部分和實(shí)現(xiàn)部分第9頁/共67頁Class中國人中國人Attributes中國人Methods張三(instance)

Class中國人張三的AttributesClass成都人

(子類)成都人Attributes成都人Methods

Class中國人李四(instance)中國人李四的Attributes成都人李四的Attributes

Class成都人例：7、繼承：子類自動(dòng)共享父類的attributes和methods，而不必重復(fù)定義。特點(diǎn)：①若成都人的methods中有與中國人的同名，則李四執(zhí)行該method時(shí)以成都人為準(zhǔn)，不執(zhí)行中國人中定義的同名method。②傳遞性：AB、BCAC

一個(gè)class繼承了上層全部classes的一切性質(zhì)。第10頁/共67頁注意：多重繼承在定義中應(yīng)避免二義性，即兩二個(gè)父類中定義重名，但各具不同性質(zhì)。例：FemaleChineseScholarCardDeckGraphicalObjectGraphicalDeckMethod:Draw:=takeacardfromadeckMethod:Draw:=displayagraphicalobjectMethod:Draw:=?例：④修改與擴(kuò)充可以很容易地通過派生子類來完成。③一個(gè)子類只有一個(gè)父類稱為單繼承,一個(gè)子類可有多個(gè)父類稱為多重繼承。第11頁/共67頁8、多態(tài)性與動(dòng)態(tài)聯(lián)編多態(tài)性是指子類對(duì)象可以像父類對(duì)象那樣使用，同樣的消息既可以發(fā)送給父類對(duì)象也可以發(fā)送給子類對(duì)象。不同層次的classes可共享一個(gè)method名，但按各自的方式來實(shí)現(xiàn)這種method。9、重載在同一作用域內(nèi)的若干個(gè)參數(shù)特征不同的函數(shù)可以使用相同的函數(shù)名字。在C++語言中函數(shù)重載通過靜態(tài)聯(lián)編(也叫先前聯(lián)編)實(shí)現(xiàn)。如虛函數(shù)機(jī)制能在一個(gè)類等級(jí)中使用相同函數(shù)的多個(gè)不同版本，在運(yùn)行時(shí)刻才根據(jù)接收消息的對(duì)象所屬于的類，決定到底執(zhí)行哪個(gè)特定的版本，稱為動(dòng)態(tài)聯(lián)編，也叫滯后聯(lián)編。第12頁/共67頁模型：為了理解事物而對(duì)事物作出的一種抽象，是對(duì)事物的一種無歧義的書面描述。

3種面向?qū)ο蟮哪Ｐ停?①

描述系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的對(duì)象模型。 ②

描述系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)模型。 ③

描述系統(tǒng)功能的功能模型。一個(gè)典型的軟件系統(tǒng)組合了上述3方面內(nèi)容：它使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(對(duì)象模型)，執(zhí)行操作(動(dòng)態(tài)模型)，并且完成數(shù)據(jù)值的變化(功能模型)?！?面向?qū)ο蠼５?3頁/共67頁幾種面向?qū)ο箝_發(fā)方法:Booch方法Booch是面向?qū)ο蠓椒ㄗ钤绲奶岢稣咧唬岢隽嗣嫦驅(qū)ο筌浖こ痰母拍?。Booch認(rèn)為軟件開發(fā)是一個(gè)螺旋上升的過程。Coad-Yourdon方法著名的OOA/OOD方法，也是最早的面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)方法之一。簡單、易學(xué)。Rumbaugh方法（簡稱OMT－ObjectModelingTechnology）該方法強(qiáng)調(diào)了三種模型，并將軟件開發(fā)過程劃分為系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、對(duì)象設(shè)計(jì)等幾個(gè)階段。Jacobson方法（簡稱OOSE）最大特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)使用用例（Use-Case)，每一個(gè)用例就是一個(gè)使用系統(tǒng)的方式，用例的執(zhí)行將引發(fā)執(zhí)行一系列與行為相關(guān)的事務(wù)。第14頁/共67頁統(tǒng)一建模語言UML由Rumbaugh、Booch、Jacobson提出的統(tǒng)一建模語言（UnifiedModeingLanguage）

，簡稱UML。產(chǎn)生于90年代中期。它不僅統(tǒng)一了Booch、OMT和OOSE方法中的概念和表示法，而且對(duì)其作了進(jìn)一步擴(kuò)展，最終成為在面向?qū)ο蠹夹g(shù)領(lǐng)域占主導(dǎo)地位的、并被大眾所接受的標(biāo)準(zhǔn)建模語言。UML不是一個(gè)開發(fā)過程，也不是一個(gè)方法，但允許任何一種開發(fā)過程和面向?qū)ο蠓椒ㄊ褂盟５?5頁/共67頁類圖用來描述系統(tǒng)中的類及類和類之間的靜態(tài)關(guān)系。類的表示：例如：可訪問性通常有3種：公有的(public)私有的(private)

保護(hù)的(protected)，分別用加號(hào)（+）、減號(hào)（-）和井號(hào)（#）表示。類名類的簡單表示類的完整表示對(duì)象模型表現(xiàn)了客觀世界實(shí)體對(duì)象的相互關(guān)系。通常使用UML提供的類圖來建立對(duì)象模型。§4對(duì)象模型類圖的基本符號(hào)第16頁/共67頁

類圖由類及類與類之間的關(guān)系組成。定義了類之后就可以定義類與類之間的各種關(guān)系了。類與類之間通常有關(guān)聯(lián)、泛化（繼承）、依賴和細(xì)化等4種關(guān)系。表示關(guān)系的符號(hào)第17頁/共67頁類1類2角色角色關(guān)聯(lián)名角色表示該類在這個(gè)關(guān)聯(lián)中的作用。如果沒有顯式標(biāo)出角色名，則意味著用類名作為角色名。重?cái)?shù)：該類有多少個(gè)對(duì)象與對(duì)方的一個(gè)對(duì)象連接。關(guān)聯(lián)表示兩個(gè)類的對(duì)象之間存在某種語義上的聯(lián)系。重?cái)?shù)1、關(guān)聯(lián)第18頁/共67頁在表示關(guān)聯(lián)的直線兩端可以寫上重?cái)?shù)（multiplicity），它表示該類有多少個(gè)對(duì)象與對(duì)方的一個(gè)對(duì)象連接。重?cái)?shù)的表示方法通常有：0…1 表示0到1個(gè)對(duì)象0…*或* 表示0到多個(gè)對(duì)象1+或1…* 表示1到多個(gè)對(duì)象1…15 表示1到15個(gè)對(duì)象3 表示3個(gè)對(duì)象如果圖中未明確標(biāo)出關(guān)聯(lián)的重?cái)?shù)，則默認(rèn)重?cái)?shù)是1。第19頁/共67頁公司董事會(huì)默認(rèn)關(guān)聯(lián)名是has（有），省略重?cái)?shù)默認(rèn)1。人員董事會(huì)成員0,3..8*董事會(huì)每一個(gè)董事會(huì)沒有或者有3~8個(gè)董事會(huì)成員（有角色名，可以省略關(guān)聯(lián)名）（1）普通關(guān)聯(lián)——最常見的關(guān)聯(lián)關(guān)系。例如：第20頁/共67頁（2）遞歸關(guān)聯(lián)即一個(gè)類與它本身有關(guān)聯(lián)關(guān)系。例如：第21頁/共67頁（3）限定關(guān)聯(lián)也叫受限關(guān)聯(lián)，兩個(gè)類及一個(gè)限定詞組成，限定詞是一種特定的屬性，用來有效地減少關(guān)聯(lián)的重?cái)?shù)。在類圖中把限定詞放在關(guān)聯(lián)關(guān)系末端的一個(gè)小方框內(nèi)。限定關(guān)聯(lián)通常用在一對(duì)多或多對(duì)多的關(guān)聯(lián)關(guān)系中，可以把模型中的重?cái)?shù)從一對(duì)多變成一對(duì)一，或從多對(duì)多簡化成多對(duì)一。第22頁/共67頁例如，某操作系統(tǒng)中一個(gè)目錄下有許多文件，一個(gè)文件僅屬于一個(gè)目錄，在一個(gè)目錄內(nèi)文件名確定了惟一一個(gè)文件。圖9.8利用限定詞“文件名”表示了目錄與文件之間的關(guān)系，可見，利用限定詞把一對(duì)多關(guān)系簡化成了一對(duì)一關(guān)系。圖9.8一個(gè)受限的關(guān)聯(lián)第23頁/共67頁限定提高了語義精確性，增強(qiáng)了查詢能力。在圖9.8中，限定的語法表明，文件名在其目錄內(nèi)是惟一的。因此，查找一個(gè)文件的方法就是，首先定下目錄，然后在該目錄內(nèi)查找指定的文件名。由于目錄加文件名可惟一地確定一個(gè)文件，因此，限定詞“文件名”應(yīng)該放在靠近目錄的那一端。第24頁/共67頁在一些情況下關(guān)聯(lián)可能需要記錄一些信息，但這些信息不能放在任何一個(gè)類中，可引入一個(gè)關(guān)聯(lián)類記錄這些信息。關(guān)聯(lián)類通過一條虛線與關(guān)聯(lián)連接。學(xué)生*選修*課程一個(gè)多對(duì)多關(guān)聯(lián)?！俺煽儭睂傩圆荒芊旁谌魏我环綄W(xué)生**課程選修成績創(chuàng)建一個(gè)關(guān)聯(lián)類來保存成績，關(guān)聯(lián)類與一般的類一樣，也有屬性、操作和關(guān)聯(lián)。學(xué)生*選修*成績課程與帶有關(guān)聯(lián)類的多對(duì)多關(guān)聯(lián)等價(jià)的兩個(gè)一對(duì)多關(guān)聯(lián)的圖（4）關(guān)聯(lián)類第25頁/共67頁整體類部分類整體類部分類共享聚集組合聚集2、聚集：組合是一種強(qiáng)類型的聚集，整體類和部分類共存亡，如果整體類被撤銷，部分類也不存在。表示“整體-部分”的特殊關(guān)聯(lián)例如：第26頁/共67頁（1）共享聚集如果在聚集關(guān)系中處于部分方的對(duì)象可同時(shí)參與多個(gè)處于整體方對(duì)象的構(gòu)成，則該聚集稱為共享聚集。例如，一個(gè)課題組包含許多成員，每個(gè)成員又可以是另一個(gè)課題組的成員，則課題組和成員之間是共享聚集關(guān)系，。（2）組合聚集如果部分類完全隸屬于整體類，部分與整體共存，整體不存在了部分也會(huì)隨之消失（或失去存在價(jià)值了），則該聚集稱為組合聚集（簡稱為組成）。例如，在屏幕上打開一個(gè)窗口，它就由文本框、列表框、按鈕和菜單組成，一旦關(guān)閉了窗口，各個(gè)組成部分也同時(shí)消失，窗口和它的組成部分之間存在著組合聚集關(guān)系。第27頁/共67頁3.泛化UML中的泛化關(guān)系就是通常所說的繼承關(guān)系，它是通用元素和具體元素之間的一種分類關(guān)系。具體元素完全擁有通用元素的信息，并且還可以附加一些其他信息。在UML中，用一端為空心三角形的連線表示泛化關(guān)系，三角形的頂角緊挨著通用元素。注意，泛化針對(duì)類型而不針對(duì)實(shí)例，一個(gè)類可以繼承另一個(gè)類，但一個(gè)對(duì)象不能繼承另一個(gè)對(duì)象。實(shí)際上，泛化關(guān)系指出在類與類之間存在“一般-特殊”關(guān)系。泛化可進(jìn)一步劃分成普通泛化和受限泛化。第28頁/共67頁一般類特殊類人員教師學(xué)生由一個(gè)超類和幾個(gè)直接子類構(gòu)成的結(jié)構(gòu)通常稱為泛化。表示一般-特殊關(guān)系或繼承關(guān)系。例如：（1）普通泛化第29頁/共67頁需要特別說明的是，沒有具體對(duì)象的類稱為抽象類。抽象類通常作為父類，用于描述其他類（子類）的公共屬性和行為。圖示抽象類時(shí)，在類名下方附加一個(gè)標(biāo)記值{abstract}，如圖9.12所示。圖下方的兩個(gè)折角矩形是模型元素“筆記”的符號(hào)，其中的文字是注釋，分別說明兩個(gè)子類的操作drive的功能。抽象類通常都具有抽象操作。抽象操作僅用來指定該類的所有子類應(yīng)具有哪些行為。抽象操作的圖示方法與抽象類相似，在操作標(biāo)記后面跟隨一個(gè)性質(zhì)串{abstract}。第30頁/共67頁圖9.12抽象類示例第31頁/共67頁與抽象類相反的類是具體類，具體類有自己的對(duì)象，并且該類的操作都有具體的實(shí)現(xiàn)方法。圖9.13給出一個(gè)比較復(fù)雜的類圖示例，這個(gè)例子綜合應(yīng)用了前面講過的許多概念和圖示符號(hào)。第32頁/共67頁圖9.13復(fù)雜類圖示例第33頁/共67頁（2）受限泛化可以給泛化關(guān)系附加約束條件，以進(jìn)一步說明該泛化關(guān)系的使用方法或擴(kuò)充方法，這樣的泛化關(guān)系稱為受限泛化。預(yù)定義的約束有4種：多重、不相交、完全和不完全。這些約束都是語義約束。多重繼承指的是，一個(gè)子類可以同時(shí)多次繼承同一個(gè)上層基類，例如圖9.14中的水陸兩用類繼承了兩次交通工具類。與多重繼承相反的是不相交繼承，即一個(gè)子類不能多次繼承同一個(gè)基類（這樣的基類相當(dāng)于C++語言中的虛基類）。如果圖中沒有指定{多重}約束，則是不相交繼承，一般的繼承都是不相交繼承。第34頁/共67頁圖9.14多重繼承示例第35頁/共67頁完全繼承指的是父類的所有子類都已在類圖中窮舉出來了，圖示符號(hào)是指定{完全}約束。不完全繼承與完全繼承恰好相反，父類的子類并沒有都窮舉出來，隨著對(duì)問題理解的深入，可不斷補(bǔ)充和維護(hù)，這為日后系統(tǒng)的擴(kuò)充和維護(hù)帶來很大方便。不完全繼承是一般情況下默認(rèn)的繼承關(guān)系。第36頁/共67頁4、依賴和細(xì)化（1）依賴關(guān)系描述兩個(gè)模型元素（類、用例等）之間的語義連接關(guān)系：其中一個(gè)模型元素是獨(dú)立的，另一個(gè)模型元素不是獨(dú)立的，它依賴于獨(dú)立的模型元素。獨(dú)立類不獨(dú)立版類標(biāo)簽：說明依賴的種類例如：友元關(guān)系使得類B的操作可以使用A類中私有的或保護(hù)的成員。第37頁/共67頁（2）細(xì)化關(guān)系當(dāng)對(duì)同一個(gè)事物在不同抽象層次上描述時(shí)，這些描述之間具有細(xì)化關(guān)系。假設(shè)兩個(gè)模型元素A和B描述同一個(gè)事物，它們的區(qū)別是抽象層次不同，如果B是在A的基礎(chǔ)上的更詳細(xì)的描述，則稱B細(xì)化了A，或稱A細(xì)化成了B。細(xì)化用來協(xié)調(diào)不同階段模型之間的關(guān)系，表示各個(gè)開發(fā)階段不同抽象層次的模型之間的相關(guān)性，常常用于跟蹤模型的演變BA第38頁/共67頁ClassNameAttributesMethodsClassClassNameAttributesMethodsClass-&-Object表示屬于該類的對(duì)象也可對(duì)類和對(duì)象用有區(qū)別的畫法：第39頁/共67頁動(dòng)態(tài)模型表示瞬時(shí)的、行為化的系統(tǒng)的“控制”性質(zhì)，它規(guī)定了對(duì)象模型中的對(duì)象的合法變化序列。一旦建立起對(duì)象模型之后，就需要考察對(duì)象的動(dòng)態(tài)行為。所有對(duì)象都具有自己的生命周期（或稱為運(yùn)行周期）。對(duì)一個(gè)對(duì)象來說，生命周期由許多階段組成，在每個(gè)特定階段中，都有適合該對(duì)象的一組運(yùn)行規(guī)律和行為規(guī)則，用以規(guī)范該對(duì)象的行為。生命周期中的階段也就是對(duì)象的狀態(tài)。動(dòng)態(tài)模型：表示系統(tǒng)瞬時(shí)的控制性質(zhì)§5動(dòng)態(tài)模型第40頁/共67頁狀態(tài)1do/活動(dòng)1狀態(tài)2do/活動(dòng)2事件[條件]/動(dòng)作其中：狀態(tài)內(nèi)部的“活動(dòng)”不引起狀態(tài)轉(zhuǎn)移；箭頭上的“動(dòng)作”指狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)要執(zhí)行的動(dòng)作。注：當(dāng)描述循環(huán)運(yùn)行過程時(shí)，通常不關(guān)心是怎樣啟動(dòng)的。三要素：①事件：引發(fā)object狀態(tài)改變的控制信息（瞬時(shí)）。②狀態(tài)：即

object的

attributes所處的情形（可持續(xù)）。③活動(dòng)：Object要達(dá)到某種status所做的操作（耗時(shí)）。狀態(tài)圖第41頁/共67頁通常，用UML提供的狀態(tài)圖來描繪對(duì)象的狀態(tài)、觸發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的事件以及對(duì)象的行為（對(duì)事件的響應(yīng)）。每個(gè)類的動(dòng)態(tài)行為用一張狀態(tài)圖來描繪，各個(gè)類的狀態(tài)圖通過共享事件合并起來，從而構(gòu)成系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型。也就是說，動(dòng)態(tài)模型是基于事件共享而互相關(guān)聯(lián)的一組狀態(tài)圖的集合。第42頁/共67頁閑置撥號(hào)通話斷線撥號(hào)音do:響撥號(hào)音超時(shí)do:響蜂鳴音存儲(chǔ)的信息do:播放信息接通中do:試接通振鈴do:振鈴忙音do:響忙音拿起聽筒數(shù)字?jǐn)?shù)字有效號(hào)碼已接通受話人回話受話人掛斷電話掛斷電話超時(shí)掛斷電話超時(shí)無效號(hào)碼信息播完占線例：電話的狀態(tài)圖第43頁/共67頁UML提供的用例圖也是建立功能模型的強(qiáng)有力工具。在UML中把用用例圖建立起來的系統(tǒng)模型稱為用例模型，一個(gè)用例模型由若干幅用例圖組成。§6功能模型功能模型：表明系統(tǒng)應(yīng)該做什么通常的表示方法：數(shù)據(jù)流圖（DFD）用例圖僅僅從參與者使用系統(tǒng)的角度描述系統(tǒng)，不反映內(nèi)部的處理方式。因此用例圖定義的是系統(tǒng)的功能需求。其主要目的是以一種可視化的方式理解系統(tǒng)的功能需求。

一幅用例圖包含的模型元素有系統(tǒng)、行為者、用例及用例之間的關(guān)系。第44頁/共67頁用例建模的主要步驟：首先定義一個(gè)系統(tǒng)；并在該系統(tǒng)中確定執(zhí)行者；確定用例，描述每一個(gè)用例；確定關(guān)系（包括用例與執(zhí)行者之間的關(guān)系，執(zhí)行者之間的關(guān)系，用例之間的關(guān)系）；最后確認(rèn)所建的模型。第45頁/共67頁1.系統(tǒng)系統(tǒng)被看作是一個(gè)提供用例的黑盒子，內(nèi)部如何工作、用例如何實(shí)現(xiàn)，這些對(duì)于建立用例模型來說都是不重要的。代表系統(tǒng)的方框的邊線表示系統(tǒng)的邊界，用于劃定系統(tǒng)的功能范圍，定義了系統(tǒng)所具有的功能。描述該系統(tǒng)功能的用例置于方框內(nèi)，代表外部實(shí)體的行為者置于方框外。9.6.1用例圖第46頁/共67頁例如：第47頁/共67頁簽定一份保險(xiǎn)單客戶保險(xiǎn)銷售人員銷售統(tǒng)計(jì)客戶統(tǒng)計(jì)某保險(xiǎn)業(yè)務(wù)的用例圖又如：第48頁/共67頁2.用例一個(gè)用例是可以被行為者感受到的、系統(tǒng)的一個(gè)完整的功能。在UML中把用例定義成系統(tǒng)完成的一系列動(dòng)作，動(dòng)作的結(jié)果能被特定的行為者察覺到。這些動(dòng)作除了完成系統(tǒng)內(nèi)部的計(jì)算與工作外，還包括與一些行為者的通信。用例通過關(guān)聯(lián)與行為者連接，關(guān)聯(lián)指出一個(gè)用例與哪些行為者交互，這種交互是雙向的。用例具有下述特征：（1）用例代表某些用戶可見的功能，實(shí)現(xiàn)一個(gè)具體的用戶目標(biāo)；第49頁/共67頁（2）用例總是被行為者啟動(dòng)的，并向行為者提供可識(shí)別的值；（3）用例必須是完整的。注意，用例是一個(gè)類，它代表一類功能而不是使用該功能的某個(gè)具體實(shí)例。用例的實(shí)例是系統(tǒng)的一種實(shí)際使用方法，通常把用例的實(shí)例稱為腳本。腳本是系統(tǒng)的一次具體執(zhí)行過程，例如，在自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)中，張三投入硬幣購買礦泉水，系統(tǒng)收到錢后把礦泉水送出來，上述過程就是一個(gè)腳本；李四投幣買可樂，但是可樂已賣完了，于是系統(tǒng)給出提示信息并把錢退還給李四，這個(gè)過程是另一個(gè)腳本。第50頁/共67頁3.行為者行為者是指與系統(tǒng)交互的人或其他系統(tǒng)，它代表外部實(shí)體。使用用例并且與系統(tǒng)交互的任何人或物都是行為者。行為者代表一種角色，而不是某個(gè)具體的人或物。事實(shí)上，一個(gè)具體的人可以充當(dāng)多種不同角色。第51頁/共67頁在用例圖中用直線連接行為者和用例，表示兩者之間交換信息，稱為通信聯(lián)系。行為者觸發(fā)（激活）用例，并與用例交換信息。單個(gè)行為者可與多個(gè)用例聯(lián)系；反之，一個(gè)用例也可與多個(gè)行為者聯(lián)系。對(duì)于同一個(gè)用例而言，不同行為者起的作用也不同。可以把行為者分成主行為者和副行為者，還可分成主動(dòng)行為者和被動(dòng)行為者。實(shí)踐表明，行為者對(duì)確定用例是非常有用的。面對(duì)一個(gè)大型、復(fù)雜的系統(tǒng)，要列出用例清單往往很困難，可以先列出行為者清單，再針對(duì)每個(gè)行為者列出它的用例。這樣做可以比較容易地建立起用例模型。第52頁/共67頁4.用例之間的關(guān)系UML用例之間主要有擴(kuò)展和使用兩種關(guān)系，它們是泛化關(guān)系的兩種不同形式。（1）擴(kuò)展關(guān)系向一個(gè)用例中添加一些動(dòng)作后構(gòu)成了另一個(gè)用例，這兩個(gè)用例之間的關(guān)系就是擴(kuò)展關(guān)系，后者繼承前者的一些行為，通常把后者稱為擴(kuò)展用例。例如，在自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)中，“售貨”是一個(gè)基本的用例，如果顧客購買罐裝飲料，售貨功能完成得很順利，但是，如果顧客要購買用紙杯裝的散裝飲料，則不能執(zhí)行該用例提供的常規(guī)動(dòng)作，而要做些改動(dòng)。第53頁/共67頁我們可以修改售貨用例，使之既能提供售罐裝飲料的常規(guī)動(dòng)作又能提供售散裝飲料的非常規(guī)動(dòng)作，但是，這將把該用例與一些特殊的判斷和邏輯混雜在一起，使正常的流程晦澀難懂。圖9.18中把常規(guī)動(dòng)作放在“售貨”用例中，而把非常規(guī)動(dòng)作放置于“售散裝飲料”用例中，這兩個(gè)用例之間的關(guān)系就是擴(kuò)展關(guān)系。在用例圖中，用例之間的擴(kuò)展關(guān)系圖示為帶版類《擴(kuò)展》的泛化關(guān)系。第54頁/共67頁圖9.18含擴(kuò)展和使用關(guān)系的用例圖第55頁/共67頁（2）使用關(guān)系當(dāng)一個(gè)用例使用另一個(gè)用例時(shí)，這兩個(gè)用例之間就構(gòu)成了使用關(guān)系。一般說來，如果在若干個(gè)用例中有某些相同的動(dòng)作，則可以把這些相同的動(dòng)作提取出來單獨(dú)構(gòu)成一個(gè)用例（稱為抽象用例）。這樣，當(dāng)某個(gè)用例使用該抽象用例時(shí)，就好像這個(gè)用例包含了抽象用例中的所有動(dòng)作。在用例圖中，用例之間的使用關(guān)系用帶版類《使用》的泛化關(guān)系表示，如圖9.18所示。第56頁/共67頁請(qǐng)注意擴(kuò)展與使用之間的異同：這兩種關(guān)系都意味著從幾個(gè)用例中抽取那些公共的行為并放入一個(gè)單獨(dú)的用例中，而這個(gè)用例被其他用例使用或擴(kuò)展，但是，使用和擴(kuò)展的目的是不同的。通常在描述一般行為的變化時(shí)采用擴(kuò)展關(guān)系；在兩個(gè)或多個(gè)用例中出現(xiàn)重復(fù)描述又想避免這種重復(fù)時(shí)，可以采用使用關(guān)系。第57頁/共67頁幾乎在任何情況下都需要使用用例，通過用例可以獲取用戶需求，規(guī)劃和控制項(xiàng)目。獲取用例是需求分析階段的主要工作之一，而且是首先要做的工作。大部分用例將在項(xiàng)目的需求分析階段產(chǎn)生，并且隨著開發(fā)工作的深入還會(huì)發(fā)現(xiàn)更多用例，這些新發(fā)現(xiàn)的用例都應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充進(jìn)已有的用例集中。用例集中的每個(gè)用例都是對(duì)系統(tǒng)的一個(gè)潛在的需求。9.6.2用例建模第58頁/共67頁一個(gè)用例模型由若干幅用例圖組成。創(chuàng)建用例模型的工作包括：定義系統(tǒng)，尋找行為者和用例，描述用例，定義用例之間的關(guān)系，確認(rèn)模型。其中，尋找行為者和用例是關(guān)鍵。1.尋找行為者為獲取用例首先要找出系統(tǒng)的行為者，可以通過請(qǐng)系統(tǒng)的用戶回答一些問題的辦法來發(fā)現(xiàn)行為者。下述問題有助于發(fā)現(xiàn)行為者：誰將使用系統(tǒng)的主要功能（主行為者）？誰需要借助系統(tǒng)的支持來完成日常工作？誰來維護(hù)和管理系統(tǒng)（副行為者）？系統(tǒng)控制哪些硬件設(shè)備？第59頁/共67頁系統(tǒng)需要與哪些其他系統(tǒng)交互？哪些人或系統(tǒng)對(duì)本系統(tǒng)產(chǎn)生的結(jié)果（值）感興趣？2.尋找用例一旦找到了行為者，就可以通過請(qǐng)每個(gè)行為者回答下述問題來獲取用例：行為者需要系統(tǒng)提供哪些功能？行為者自身需要做什么？行為者是否需要讀取、創(chuàng)建、刪除、修改或存儲(chǔ)系統(tǒng)中的某類