《软件工程导论》PPT课件-第9章-面向对象的技术

1、软件工程导论 第9章 面向对象的技术 9.1 面向对象方法学 9.2 面向对象的实施步骤 9.3 面向对象的建模语言UML9.1 面向对象方法学 面向对象的开发方法是一种新的软件工程方法，其基本思想是尽可能模拟人类习惯的思维方式，使开发软件的方法与过程更接近人类认识世界、解决问题的方法与过程。这种方法能够提供更加清晰的需求分析和设计，是指导软件开发活动的系统方法。 面向对象的开发方法贯穿了整个软件生命周期，其中面向对象的分析与设计又是面向对象开发的关键所在。（1）与人类习惯的思维方法一致传统的程序设计技术： 以算法为核心，数据和过程相分离。面向对象的软件技术： 以对象为核心。对象是封装了描述内

2、部状态表示静态属性的数据及这些对数据施加的操作。9.1.1 两种方法学的比较 （2）系统稳定性好传统的程序设计技术： 开发过程基于功能分析和功能分解，建立起来的软件结构紧密依赖系统功能，需求变化时引起软件结构的整体修改，因此软件系统不稳定。面向对象的软件技术： 以对象为核心构造软件系统。对系统功能需求变化时不会引起软件结构的整体变化，仅需做一些局部性修改，软件系统稳定性较好。9.1.1 两种方法学的比较 （3）可重用性好传统的程序设计技术： 具有功能内聚性的模块，且其完成一个且只完成一个相对独立的子功能，则该模块是理想的可重用模块。面向对象的软件技术： 对象具有自含性、封装性和信息隐藏机制，使

3、得对象内部与外界隔离，具有较强的独立性，对象是比较理想的模块和可重用的软件成分。9.1.1 两种方法学的比较 （4）较易开发大型软件产品 大型软件产品可分解成一系列相互独立的小产品来处理，降低了开发难度，同时开发管理变得很容易。（5）可维护性好 面向对象的软件稳定性比较好； 面向对象的软件比较容易修改； 面向对象的软件比较容易理解； 易于测试和调试。9.1.1 两种方法学的比较 对象(object)：一个包含数据结构和施加其上的操作的封装体。面向对象的方法以对象作为最基本的元素，它是分析问题、解决问题的核心，是讨论面向对象方法的最基本、最重要的概念。类(class)：对一组具有相同属性和运算的

4、对象的抽象。类是对象的模板。类具有类名、属性和操作。继承(Inheritance)：是父类和子类之间共享数据结构和方法的机制，这是类之间的一种关系。继承又可以分为单重继承和多重继承。 9.1.2 面向对象的基本概念多态性(Polymorphism)：是指相同的操作或函数、过程作用于不同的对象上并获得不同的结果。消息(message)：是指对象之间在交互中所传送的通信信息。消息使对象之间互相联系，协同工作，实现系统的各种服务。 消息格式：接收消息的对象+消息名+若干变元9.1.2 面向对象的基本概念面向对象方法学=对象+类+继承+消息传递 面向对象既使用对象又使用类和继承等机制，而且对象之间仅能

5、通过消息传递实现彼此通信。 Booch方法：最先描述了面向对象的软件开发方法的基本问题，指出面向对象的软件分解更接近人们对客观事物的理解。 Coad方法：在对象、结构、属性和操作的认定方面提出了一套系统的原则，从需求角度进一步进行类和类层次结构的认定。 OMT方法：面向对象的建模和设计促进了对需求的理解，有利于开发更清晰、更容易维护的软件系统。 UML：融入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。它的作用域不限于支持面向对象的分析与设计，还支持从需求分析开始的软件开发全过程。 9.1.3 面向对象的开发方法 （1）面向对象分析 从问题陈述入手，分析和构造所关心的现实世界问题域的模型，并用相应的

6、符号系统表示。模型必须简洁、明确地抽象目标系统必须做的事，而不是如何做。 （2）面向对象设计 设计交互过程和用户接口、设计任务管理、设计全局资源、对象设计。（3）面向对象实现：C+、Java（4）面向对象测试 包括模型测试、类测试、交互测试、系统（子系统）测试、验收测试等。9.2 面向对象方法学的实施步骤 UML: Unified Modeling Language 统一建模语言1. 作用: 建立软件模型2. 建模语言: 提供统一的交流词汇和规则3. 可视化: 通过标准图符构成图形来描述模型。4. 建模语言而非编程语言5. 通用标准: 成为软件建模的标准语言,并且在其他领域也得到应用。 9.3

7、 面向对象的建模语言UML（1）统一标准 UML统一了Booch，OMT和OOSE等方法中的基本概念，是对象组织OMG的正式标准，并提供了标准的面向对象的模型元素的定义和表示。 （2）面向对象 采用符号进行各种方法的图形表示，也添加了一些新符号。（3）可视化、表示能力强 系统的逻辑模型或实现模型都能用UML可视化模型表示，系统描述能力强，模型蕴涵的信息丰富，可用于复杂软件系统的建模。 （4）独立于过程。UML是系统建模语言，独立于开发过程。（5）易掌握、易用。UML的概念明确，建模表示法简洁明了、图形结构清晰，易于掌握使用。9.3.1 UML的特点 UML建模语言的描述方式以标准的图形表示为主

8、，是由下列四部分组成的层次关系： - 视图（Views） - 图（Diagrams） - 模型元素（Model Elements） - 通用机制（General Mechanism） 9.3.2 UML的构成（1）视图9.3.2 UML的构成 UML的4+1视图设计视图(Design View) 实现视图(Implementaion View)过程视图(Process View) 配置视图(Deployment View) 用例视图Usecase View表示系统功能性需求用于描述系统设计特征、系统内部结构表示系统的实现特征表示系统内部的控制机制，并发特征用于描述系统的物理配置特征，系统的物理

9、架构（1）用例视图。从使用者的角度描述系统的外部特性及系统应具备的功能等。用例视图是其他视图的核心和基础，直接影响到其他视图的建立和描述。（2）设计视图。用于描述系统设计特征，系统内部的结构，包括结构模型视图和行为模型视图，前者描述系统的静态结构，包括类图、对象图，后者描述系统的动态行为，包括交互图、状态图和活动图。（3）过程视图。表示系统内部的控制机制，并发特征。常用类图描述过程结构，用交互图描述过程行为。（4）实现视图。表示系统的实现特征，常用构件图表示，由一些独立的构件（文件）构成，描述了系统的软件特性。 （5）配置视图。用于描述系统的物理配置特征，系统的物理架构。另外，根据系统的应用领

10、域和特性，还可以建立其他视图。9.3.2 UML的构成（2）图 UML共定义了9 种图: 用例图 状态图 类图 活动图 对象图 构件图 顺序图 部署图 协作图9.3.2 UML的构成在UML建模语言中又把这9种图分为5类：（1）用例图（Use Case Diagram） 从用户角度描述系统应具备的功能，并指出各功能的操作者。（2）静态图（Static Diagram） 表示系统的静态结构，包括类图、对象图、包图。（3）行为图（Behavior Diagram） 描述系统的动态模型和组成对象间的交互关系，包括状态图、活动图。（4）交互图（Interactive Diagram） 描述对象间的交互

11、关系，包括顺序图、协作图。（5）实现图（Implementation Diagram） 用于描述系统的物理实现和物理配置，包括构件图和部件图。9.3.2 UML的构成（3）模型元素 模型元素代表面向对象中的类、对象、关系和消息等概念，是构成图的最基本的元素、是UML建模的最基本的成分。（4）通用机制 用于表示其他信息，如注释、模型元素的语义等。另外，为了适应用户的需求，它还提供了扩展机制，包括构造型、标记值和约束等。使用UML语言能够适应一个特殊的方法（或过程），或扩充至一个组织或用户。9.3.2 UML的构成 模型元素是可以在图中使用的概念、对象等的统称，又称为通用模型元素。是UML构建各种

12、模型的基本单位。9.3.3 UML的通用模型元素 常用的模型元素 模型元素与模型元素之间的连接关系也是模型元素。常见的连接关系有关联、泛化、依赖、聚合等，其中聚合是关联的一种特殊形式。 9.3.3 UML的通用模型元素 连接关系的模型元素 关联：是一种最常见的连接关系，用于连接模型元素或链接实例。依赖：表示一个元素以某种方式依赖于另一个元素。依赖关系描述的是两个模型元素之间的语义上的连接关系，其中一个模型元素是独立的，另一个模型元素是非独立的（或依赖的），它依赖于独立的模型元素。 泛化：表示一般与特殊的关系，即“一般”元素是“特殊”关系的泛化。常用于描述父类与子类之间的继承关系。聚合：表示整体与部分的关系，即由部分元素构成整体。 细化：是依赖关系的一个变体，描述两个不同语义层次上的元素之间