第九章 面向对象开发方法.docx

第九章 面向对象开发方法1 面向对象的基本概念：1.1 面向对象方法从客观事物中构造软件系统，它运用了对象、类、继承、封装、聚合、消息传递和多态性等概念描述软件系统，其中封装、继承、多态是类的三大特性。1.2 对象是类的实例，它是系统的基本单元，从客观存在事物的本质特征中抽象出来。1.3 对象包含属性等静态特征和方法等动态特征。1.4 类与对象之间的四种关联方式：1.4.1 通用特性结构：描述对象之间的分类关系；1.4.2 整体部分结构：体现对象之间的组成关系；1.4.3 实现连接：表示对象属性之间的静态联系；1.4.4 消息连接：反映对象行为之间的动态联系；1.5 消息是系统向对象发出的服务请求，是对象之间的通信机制。提供服务的对象负责消息协议的格式和消息的接收，请求服务的对象提供输入信息，获取应答消息内容，在面向对象中，消息常常通过函数调用来实现。2 OMT方法：2.1 需从三个不同的角度来描述系统：2.1.1 对象模型：代表系统静态结构；2.1.2 动态模型：反映系统时间顺序操作；2.1.3 功能模型：表现系统对象内部状态关系；2.2 OMT方法支持软件系统生命周期开发，其开发实施过程可以分为三个阶段：2.2.1 系统分析：将用户需求模型化，在需求人员和开发者中间建立一致模型，为后面的设计提供一个框架；2.2.2 系统设计：决定系统的系统结构。一般将系统分解为几个子系统，将对象分成可以并行开发的对象组；2.2.3 对象设计：反复分析，产生一个比较实用的设计，并且确定主要算法，对象代码词；3 Booch方法：3.1 Booch方法可分为逻辑设计和物理设计，其中逻辑设计包含类图文件和对象图文件，物理设计包含模块图文件和进程图文件，用以描述软件系统结构：3.1.1 类图：描述类与类之间的关系；3.1.2 对象图：描述实例和对象间传递信息；3.1.3 模块图：描述构件；3.1.4 进程图：描述进程分配处理器的情况；3.2 Booch方法也可划分为静态模型和动态模型，其中静态模型表示系统的构成和结构，动态模型表示系统执行的行为，动态模型包含时序图和状态转换图：3.2.1 时序图：描述对象图中不同对象之间的动态交互关系；3.2.2 状态图：描述一个类的状态变化；3.3 Booch方法的实施过程：3.3.1 在一定抽象层确定类。从问题域中，找出关键的对象和类；3.3.2 确定类和对象的含义。从外部研究类，研究对象之间的协议；3.3.3 定义类与对象的关系；3.3.4 实现系统中的类与对象；3.3.5 证明类的界面与实现；3.4 Coad和Yourdon方法：3.4.1 Coad和Yourdon方法可分为面向对象分析（OOA）和面向对象设计（OOD）两部分。在OOA中，建立概念模型，由类与对象、属性、服务、结构和主题5个分析层次组成：3.4.1.1 类与对象：从问题域、文字出发，寻找并且标志类与对象；3.4.1.2 属性：确定对象信息及其之间的关系。可分为原子概念层的单个数据，和类结构中的公有属性域特定属性；3.4.1.3 服务：标识消息连接和所有服务说明；3.4.1.4 结构：标志类层次结构，确定类之间的整体部分结构域通用特定结构；3.4.1.5 主题：是比结构更高层次的模块，它与相关类在一起，控制着系统的复杂度；3.4.2 在Coad和Yourdon方法的系统设计阶段采用OOA阶段的5个层次来来描述设计模型的4个部分：3.4.2.1 问题域；3.4.2.2 用户界面：包括问题域与用户、系统外部和专用设备、磁盘文件和数据管理界面等；3.4.2.3 任务管理：包括任务的运行和任务的交互管理等；3.4.2.4 数据库管理：包括文件管理和数据库管理等；4 基于用例的面向对象开发方法：4.1 基本思想：基于用例的开发方法采用用例驱动，包括4.1.1 用例模型：包括用例和执行者。用例时整个开发过程主线，它从客户出发，描述系统的每个对象的各个方面。执行者是在外部与系统之间的交互中，可以发挥作用的实体，它可以是用户，可以是其他的系统实体；4.1.2 问题域模型：根据客户需求确定系统边界；4.1.3 分析模型：在分析阶段，形成树状的逻辑的可扩展的系统基本结构；4.1.4 设计模型：结合真实运行环境，把分析模型中定义的类划分模块，并设计模块之间通信细节；4.1.5 实现模型：对设计的模型选择某种语言去实现，并且需要考虑用编程语言实现类和对象之间的关系；4.1.6 测试模型：集成测试用例、子系统和整体系统等，包括基本情况测试、异常情况测试以及客户交互测试等；4.2 统一建模语言（UML）：在Booch方法、OMT方法和OOSE方法的基础上修改完成的。4.2.1 在UML中建模，可以分为静态建模和动态建模，它们使用了UML提高的5类图：4.2.1.1 用例图；4.2.1.2 静态图：包括类图、对象图和包图；4.2.1.3 行为图：包括活动图和状态图；4.2.1.4 交互图：包括顺序图和合作图；4.2.1.5 实现图；包括构件图和配置图；4.2.2 UML的静态建模包括用例图、类图、对象图、包图、构件图和配置图：4.2.2.1 用例图：描述了系统的外部执行者与系统用例之间的联系，由角色、用例、系统边界以及角色与用例之间的关联组成；4.2.2.2 类图：反映了系统中类的静态关系，它标识了模型的对象；4.2.2.3 对象图：类图的变体，对象图表示类的对象的实例，它及时的反映了系统的工作状态；4.2.2.4 包图：体现了系统集中管理模型元素（类和用例）的分组机制；4.2.2.5 构件图：展示了程序代码的组织结构、系统运行的特性和实现结构以及不同构件之间的依赖关系；4.2.2.6 配置图：展现了系统中软硬件的物理配置情况，尤其是分布式及网络环境中的通信途径、节点及其拓扑结构，它有利于理解分布式系统的布局；4.2.3 UML的动态模型包括状态图、顺序图、合作图和活动图：4.2.3.1 状态图：说明了对象的全部状态及状态转换的事件，包含了对象生命周期中的行为；4.2.3.2 顺序图：描述对象之间消息传递的时间顺序，体现对象之间的动态协作关系；4.2.3.3 合作图：描述了相互合作对象之间的静态通信关系；4.2.3.4 活动图：描述了系统中各种活动的执行顺序；4.3 建模工具ROSE：当前使用最广的UML建模工具是Rational Rose，它全面支持UML各种模型和图，包括4个视图：4.3.1 案例视图：强调用户角度的系统功能；4.3.2 逻辑视图：展示了系统的静态特性和结果组成等；4.3.3 构建视图：体现系统实现的结构和行为，包括代码、执行文件、运行库和其他构件；4.3.4 部署视图：描述了系统实现的环境结构，包括实际的部署以及容错、带宽、恢复和响应时间等；5 基于构件开发方法简述：5.1 构件技术：在面向对象的基础上，提出的构件概念：5.1.1 构件提供了一种手段，把预先编好的功能和明确的产品部件，拼装定义而成，不同版本的部件实现扩展和更新；5.1.2 构件采用模块化方法，把负责难以维持的系统分为相互独立协同工作的部件，提高软件的重用度；5.1.3 构件突破了时间和