1、第6 章 面向对象的软件设计,本章学习内容： 1理解面向对象软件设计的基本原理 2 掌握系统设计的过程与方法 3掌握详细设计的内容与过程 4了解面向对象的实现技术 5了解面向对象测试的概念与方法,第6 章 面向对象的软件设计,6.1 面向对象软件设计概述 6.1.1 面向对象设计准则 模块化 抽象 信息隐蔽 低耦合 高内聚 可重用,第6 章 面向对象的软件设计,6.1.2 面向对象设计的过程 1系统设计 （1）首先进行系统架构设计，使系统具有良好的稳定性、开放性和可扩充性 （2）如果系统复杂，应将系统划分为若干个子系统 （3）给系统分配处理机和任务 （4）根据数据结构、文件和数据库选择实现数据
2、存储的基本策略 （5）标识全局资源和确定控制访问这些资源的机制 （6）选择实现软件控制方法 （7）考虑边界条件 （8）建立折衷的优先权,第6 章 面向对象的软件设计,2详细设计 （1）细化、补充类的属性和操作 （2）设计类操作的实现算法 （3）优化数据访问路径 （4）实现外部交互式的控制 （5）调整类结构，增加继承性 （6）设计类之间的关联的实现方式 （7）确定对象属性的精确表示 （8）把类和关联打包归纳到模块中,第6 章 面向对象的软件设计,6.2 系统设计 6.2.1逻辑体系架构设计 1层次模式分析 （1）分层模式 表示层：图形用户界面、窗口等。 应用逻辑层：管理业务过程的任务和规则。 对
3、象存储层：持久化存储机制，例如，文件系统、数据库等。,第6 章 面向对象的软件设计,（2）设计要求 层与层之间的耦合应尽可能地松散；级别相同、职责类似的元素应该被组织到同一层中； 复杂的模块应被继续分解为粒度更细的层或子系统；应尽量将可能发生变化的元素封装到一层中； 每一层应当只调用下一层提供的功能服务，而不能跨层调用； 一层绝不能使用上一层提供的功能服务，即不能在层与层之间造成双向依赖。,第6 章 面向对象的软件设计,（3）避免循环依赖,第6 章 面向对象的软件设计,2子系统划分 设计准则：子系统应具有良好的接口，通过接口和系统的其他部分通信； 除了少数的“通信类”外，子系统中的类应只和该子
4、系统中的其他类协作； 子系统的数量不宜太多； 可以在子系统内部再次划分，以降低复杂度。,第6 章 面向对象的软件设计,6.2.2 物理体系结构建模 用构件图和部署图来描述系统的物理体系结构 1构件图 构件图就是描述构件类及其它们之间的关系。 （1）构件间的依赖关系：主要是依赖关系，用来表示一个构件需要另一些构件才能有完整的定义。 （2）接口：是一个构件提供给其他构件的一组操作,第6 章 面向对象的软件设计,例：,第6 章 面向对象的软件设计,2部署图部署图描述了处理器、设备和软件构件运行时的体系结构。 （1）结点：是某种计算资源的物理对象，包括计算机、设备（如打印机、通信设备）等 (2) 连接
5、：连接用一条直线表示，它指出结点之间存在着某种通信路径，并指出通过哪条通信路径可使这些结点间交换对象或发送消息,第6 章 面向对象的软件设计,举例：,第6 章 面向对象的软件设计,6.3 详细设计 6.3.1 系统详细设计 1细化和重组类 2增加遗漏的属性，指定属性的类型和可见性 3分配职责，定义执行每个职责的方法 通用职责分配软件模式 ： （1)专家模式：应该将职责分配给信息专家 （2）创建者模式：如果类A和类B满足下列条件中的一个，就可以把创建B对象的职责分配给A对象 。 A聚合了B对象； A包含了B对象；,第6 章 面向对象的软件设计,A的一个属性记录了B对象； A要经常使用B对象 B对
6、象被创建时，A要传递初始化数据给B对象 （3）低耦合 （4）高内聚 （5）控制者模式：要求把协调处理系统消息的职责分配给不同的控制类 （6）多态：当某一个职责在不同的派生类中表现为不同的行为时，我们就可以使用多态模式，即利用一个同名的多态方法把该职责分配给不同的派生类，让他们履行不同的行为,第6 章 面向对象的软件设计,（7）纯虚构模式：有时我们可以虚构一个人造类，把一组高度内聚的职责分配给它，该人造类只是虚构出来的，不代表现实世界中的任何实体，这就是纯虚构模式。 （8）中介者模式：把一些职责分配给一个虚构的中介类，让该中介类来协调多个类的协作关系 （9）不要和陌生人说话：这个模式要求一个类尽
7、量只和它的直接对象交互，避免和间接对象进行交互，这样，它就可以和最少的类产生耦合，使整个系统的耦合度保持最低。,第6 章 面向对象的软件设计,6.4 面向对象软件实现 面向对象实现阶段的主要任务： 选择合适的面向对象的编程语言与开发环境； 基于选定的语言和开发环境编码实现详细设计中所得到的对象、算法、公式和规则等； 将编写好的各个类代码模块根据类的相互关系集成； 对软件进行测试和调试，完成各个部分和整个系统。,第6 章 面向对象的软件设计,6.4.1程序设计语言 1面向对象语言的技术特点 （1）支持类与对象概念的机制 （2）实现整体部分结构的机制 （3）实现一般特殊结构的机制 （4）对于实现属
8、性和服务的机制 （5）类型检查 （6）类库,第6 章 面向对象的软件设计,（7）效率 （8）持久保存对象 （9）参数化类 （10）开发环境 2面向对象语言的选择 （1）可复用性 （2）类库和开发环境 （3）其他因素,第6 章 面向对象的软件设计,6.4.2 程序设计风格 1提高可重用性 （1）提高方法的内聚 （2）减小方法的规模 （3）保持方法的一致性 （4）把策略与实现分开 （5）全面覆盖 (6) 尽量不使用全局信息 （7）利用继承机制,第6 章 面向对象的软件设计,2提高可扩充性 （1）封装实现策略 （2）不要用一个方法遍历多条关联链 （3）避免使用多分支语句 （4）精心确定公有方法 3提
9、高健壮性 （1）预防用户的操作错误 （2）检查参数的合法性 （3）不要预先确定限制条件 （4）先测试后优化,第6 章 面向对象的软件设计,6.4.3 面向对象软件测试 1面向对象的单元测试 （1）类层测试 （2）对象集群层测试 2面向对象的集成测试 （1）基于线程的测试 （2）基于使用的测试 3面向对象软件的高级测试,第6 章 面向对象的软件设计,4面向对象软件测试用例 （1）基于故障的测试用例设计是通过对面向对象分析与设计模型的分析，找出可能存在的故障，以此假设故障来设计测试用例，并通过这些测试用例确定这些可能的故障是否存在。基于故障的测试用例不能发现有错误的功能描述，或者子系统间交互引起的问题。 （2）基于用例的测试用例设计关注用户“做什么”而不是软件“做什么”。通过测试用例获得用户必须完成的任务，并以此为依据设计所涉及的各个类的测试用例。,第6 章 面向对象的软件设计,设计面向对象软件测试用例的步骤是： （1）先选定检测的类。参考面向对象分析的结果，找出类的状态和相应的行为，类或成员函数间传递的消息，输入或输出的界定等；（2）确定测试覆盖标准； （3）利用类图确定待测试类的所有关联； （4）根据程序中的对象设计测试用例，确认使用什么输入激发类的状态、使用类的服务和期望产生什么行为等。,
