1、第 4章 面向对象技术 学习目标 u 掌握面向对象的基本概念和特征 u 了解面向对象的分析与设计方法 u 了解面向对象的开发过程 u 掌握软件重用技术的基本概念及分类 1第 4章 面向对象技术教学内容 4.1 面向对象的概念 4.2 面向对象的开发过程4.3 面向对象分析 4.4 面向对象的设计与实现4.5 Coad与 Yourdon方法 4.6 软件复用技术 本章小结 24.1 面向对象的概念 1.面向对象面向对象 =对象 +类 +继承 +消息通信 2.对象 为它本身的一组属性和它可执行的一组操作。3.类 一组具有相同数据结构和相同操作的对象的集合。4.继承 从已存在的类为基础建立新类的技术
2、。34.1 面向对象的概念5.消息 对象之间的联系是通过消息激活机制实现的 。6.多态性 同一个消息可根据发送消息对象的不同表现出多种不同的行为方式 。7.封装性 将一个数据及与这个数据有关的操作集合放在一起，形成一个能动的实体 返回目录44.2 面向对象的开发过程 主要教学内容：4.2.1 应用生存期 4.2.2 类生存期 返回目录54.2 面向对象的开发过程4.2.1 应用生存期瀑布模型是传统的生存期模型。这个生存期对整个的开发过程进行了模型化，可称它为应用的生存期。在面向对象的开发过程中，应用生存期模型如图 4-3所示。 面向对象的开发过程 主要步骤 ：u 分析阶段 u 高层设计u 类的
3、开发 u 实例的建立u 组装测试 u 应用与维护64.2 面向对象的开发过程 应用生存期 返回目录应用生存期：图 4-3 基于复用的应用生存期模型74.2 面向对象的开发过程 类生存期4.2.2 类生存期在面向对象技术中，类是作为一个单元存在的。不断有新的类在系统开发的各个阶段被标识，但在各个阶段的类所起的作用是不同的。如图 4-4所示为类的生存期模型。类的开发有如下几个步骤：u 类的规格说明 u 设计 u 实现 u 测试 u 求精和维护84.2 面向对象的开发过程 类生存期 总线结构图 4-4 类生存期模型返回目录94.3 面向对象分析 主要教学内容： 4.3.1 面向对象分析4.3.2 论
4、域分析 4.3.3 应用分析 4.3.4 对象模型技术返回目录104.3 面向对象分析 面向对象分析 4.3.1 面向对象分析（ OOA， Object Oriented Analysis） 面向对象分析最后得到的是对问题论域的清晰、精确的定义。属于软件开发过程中的问题定义阶段，产生描述系统功能和问题论域的基本特征的综合文档。返回目录114.3 面向对象分析 论域分析 4.3.2 论域分析（ Domain Analysis） 论域分析是在一个更广泛的领域考虑问题，把相关的概念都标识到，以便把核心知识掌握得更好。（ 1）语义数据模型（ semantic data models）分为 3层模型：外
5、部模型、概念模型和内部模型。（ 2）在语义数据模型中的关系 （ 3）标识对象和类 （ 4）标识联系 返回目录124.3 面向对象分析 应用分析 4.3.3 应用分析（ Application Analysis）论域分析时建立起来的问题论域模型是应用分析的依据，要把它们用于当前正在建立的系统当中。在应用分析阶段产生影响的条件则伴随用某种基于计算机系统的程序设计语言来表示。重点考虑应用视图和类视图。必须详细描述对每个类的规格说明和操作，同时表示形成系统结构的类之间的相互作用。返回目录134.3 面向对象分析 对象模型技术4.3.4 对象模型技术（ OMT,Object Model Technolo
6、gy）Rumbaugh等人提出对象模型技术，它把分析时收集的信息构造在 3类模型中，即对象模型、动态模型和功能模型。图 4-5 对象模型、动态模型和功能模型 图 4-5表明，这个模型化的过程是一个迭代的过程。每一次迭代都将对这 3个模型做进一步的检验、细化和充实。144.3 面向对象分析 对象模型技术1对象模型它的作用是描述系统的静态结构，包括构成系统的类和对象，它们的属性和操作，以及它们之间的联系。图 4-6 类与对象的表示方法 154.3 面向对象分析 对象模型技术图 4-7 关联的表示方法和实例 164.3 面向对象分析 对象模型技术图 4-8 泛化关系 (继承性 )的表示方法和示例17
7、4.3 面向对象分析 对象模型技术建立对象模型的步骤如下：u 确认对象及类u 建立数据字典u 加入对象间的关联u 确认对象属性u 使用继承加强类之间的关系u 确定存取数据的可能路径u 反复修正对象模型184.3 面向对象分析 对象模型技术2动态模型系统的涉及时序和改变的状况，可用动态模型来描述。动态模型着重于系统的控制逻辑。它包括两个图：状态图、事件追踪图。建立动态模型的步骤为：u 准备对话式的节目（事件记录）u 确认对象的事件u 准备每个程序的事件追踪图u 确保对象间事件的一致性194.3 面向对象分析 对象模型技术3功能模型 功能模型着重于系统内部数据的传送和处理。功能模型由多个数据流图组
8、成，它们指明从外部输入，通过操作和内部存储，直到外部输出的整个的数据流情况。 图 4-10 数据流图的表示方法204.3 面向对象分析 对象模型技术建立功能模型的步骤为：u 确认输出及输入数据u 建立每个功能的数据流程图u 描述每个系统的功能u 确认对象间的限制u 详述最优系统分析准则返回目录214.4 面向对象的设计与实现主要教学内容：4.4.1 高层设计 4.4.2 类的设计 4.4.3 系统的实现返回目录224.4 面向对象的设计与实现 高层设计4.4.1 高层设计高层设计开发系统的结构，用来构造系统的总体模型，并把任务分配给系统的各个子系统。1、高层设计的规则 ：u 最小化各构件间的通
9、信u 隐藏复杂性u 逻辑功能分组高层设计标识在计算机环境中解决问题所需要的概念，并增加了一批需要的类。 234.4 面向对象的设计与实现2、高层设计构造的体系结构高层设计阶段搭建软件的体系结构，构造软件的总体模型。如图 4-12所示为一个典型的例子。图 4-12 OOD设计导出的体系结构返回目录244.4 面向对象的设计与实现 类设计4.4.2 类的设计 1通过复用设计类类的设计可通过复用来完成，可以利用现存类来设计类。常用的有 4种方式：选择、分解、配置和演变。2类设计的目标和方针 3 类设计的方法和过程返回目录254.4 面向对象的设计与实现4.4.3 系统的实现 1、类的实现 原样复用
10、进化性复用“废弃性 ”开发 断言 错误处理 多重实现 2、系统的实现应用系统的实现是在所有的类被实现之后完成的。实际上实现一个系统是一个简单、简短的过程。 返回目录264.5 Coad与 Yourdon方法 主要教学内容：4.5.1 面向对象分析（ OOA）4.5.2 面向对象设计（ OOD） 4.5.3 Booch的方法 返回目录274.5 Coad与 Yourdon方法 面向对象分析4.5.1 面向对象的分析OOA有两个任务 ：u 形式地说明所面对的应用问题，它将最终成为软件系统基本构成的对象，还有系统所必须遵从的，由应用环境所决定的规则和约束。u 明确地规定构成系统的对象如何协同合作，来
11、完成指定的功能。这种协同在模型中是以一组消息连接来表示的，它们承担了各个对象之间的通信。284.5 Coad与 Yourdon方法构造和评审概念模型的顺序是：类与对象、属性、服务、结构和主题 5个层次。 图 4-13 面向对象分析的概念模型 返回目录294.5 Coad与 Yourdon方法4.5.2 面向对象的设计 OOD 模型也有 5 层结构，被划分成了 4 个组成部分：u 问题论域（ PDC） 部分的设计u 用户界面（ HIC） 部分的设计u 任务管理（ TMC） 部分的设计u 数据管理（ DMC） 部分的设计这些组成部分把实现技术隐藏起来，使之与系统的基本问题论域分离开来。 返回目录30
