第1章

面對對象系統開發方法概述主要內容面對對象方法的根底理論面對對象方法的建模工具面對對象的分析與設計過程面對對象的系統實施3為什么要學習面對對象系統開發方法現代信息系統體系構造浩大、數據量大，運用傳統的方法及工具已難以滿足用戶的要求，需要有新的方法論來指導系統的分析與設計過程。面對對象的方法是基于對象概念的分析與設計方法，認為信息系統是依據不同抽象層次組織的對象的集合。41面對對象方法的根底理論本節內容：1.1面對對象的根本概念1.2基于面對對象方法的系統開發生命周期51面對對象方法的根底理論客觀世界可以看成由很多不同種類的對象構成，每個對象都有其內部狀態和運動規律，不同對象間存在聯系和互動。

“面對對象”是人類從客觀事物組織構造的角度生疏并模擬客觀世界，即建立適應一般思維方式的問題域描述模型的一種方法。61.1面對對象的根本概念對象泛指所要爭論的具體事物、抽象概念等。不同應用領域中的對象稱為問題對象。在面對對象的系統中，問題對象是根本的運行實體，由一組數據和施加于這些數據上的一組操作封裝而成的。構成對象的根本要素包括：標識、數據、操作、接口71.1面對對象的根本概念對象記錄對象靜止特征的數據包括：公共數據公共數據對外界是可見的，用于對象間信息的傳遞；私有數據私有數據則是對象操作實現過程中的局部信息，外界不行見。81.1面對對象的根本概念對象封裝的數據和操作之間亦相互作用。數據刻畫對象的屬性，操作表示對象的功能。對象屬性預備對象可能行為，而對象行為又能轉變對象自身的屬性，即對象狀態發生變遷。91.1面對對象的根本概念狀態轉換操作集合狀態集合接口消息回送消息圖對象的自動機表示說明白對象的內部組織和機制以及與其他對象的聯系101.1面對對象的根本概念類相像對象的集合。在現實世界中有很多內部狀態和外部行為相像的對象，由這些對象構成的集合就是類。類定義包括：標識繼承數據構造操作接口圖片來源：

111.1面對對象的根本概念類對象集合的抽象規定了相像對象的公共狀態與行為特征。創立對象的樣板對象是類的具體實例(instance)，通過類的例化而產生在系統開發過程中，要利用類的這一特性，承受增量方式逐步完善應用系統，即通過增加新類來擴展系統功能。121.1面對對象的根本概念消息消息是實現對象與對象間相互合作的通信載體,是連接對象的紐帶。從實現的角度看，消息就是懇求對象執行某個處理或供給某些信息的要求，既可以是數據流，又可以是把握流。131.1面對對象的根本概念消息傳遞當一個消息發送給某個對象時，包含要求接收對象去執行某些活動的信息，接收到消息的對象經過解釋予以響應，對象間的這種相互合作需要一個機制幫助進展，這樣的機制稱為“消息傳遞”。傳送對象承受對象接口消息<操作名，參數>消息傳遞模型141.1面對對象的根本概念繼承繼承關系常常也被稱為“is—a”關系，用來表示應用領域中的抽象和構造。有繼承關系的類之間應具有如下特性：共享性差異性層次性繼承最重要的優點在于支持重用。151.1面對對象的根本概念繼承是指一個類〔即稱子類〕因承襲而具有另一個類〔或稱父類〕的力氣和特征的機制或關系。是一種聯結類的層次模型，允許并鼓舞類的重用。整個層次構造的上部(或祖先類)是最具有通用性的，而下部——后代，則具有特殊性。類可以從它的祖先那里繼承方法和屬性，并且類可以修改或增加新的屬性、方法使之更符合特殊的需要。161.1面對對象的根本概念“面對對象”是一種生疏客觀世界的認知方法學。從人們思維模型和生疏事物的角度，面對對象很自然地與客觀世界的固有特征相對應。“面對對象”亦是一種解決問題的思維方法。這種方法描述的現實世界模型貼切合理，符合人們生疏世界的思維方法。171.2基于面對對象方法的系統開發生命周期面對對象系統開發將面對對象技術用于系統開發的全過程，包括分析、設計、編程、測試及集成等。從面對對象觀點動身，以應用領域的問題對象為著眼點，用直觀的方式描述客觀世界的內部構造，將現實世界的空間模型平滑而自然地過渡到面對對象的系統模型，使系統開發過程與人們生疏客觀世界的過程保持最大限度的全都。整個過程可從宏觀和微觀兩個層面去理解。181.2基于面對對象方法的系統開發生命周期面對對象系統開發宏觀層面從宏觀層面看，面對對象的系統開發方法包括分析、設計、實現以及運行與維護等四大階段，遵循反復累增的生命周期。這種反復累增的生命周期與傳統的不同，既非嚴格的自頂向下，也非嚴格地自底向上。1.2基于面對對象方法的系統開發生命周期目標系統類庫t時間分析設計分析設計類一類二類三設計實現t時間運行維護分析設計反復累增的生命周期201.2基于面對對象方法的系統開發生命周期面對對象系統開發宏觀層面反復是指分析、設計與實現各階段不是挨次完成的，而是經過屢次迭代完成，每一次迭代都要以前次迭代結果為根底，進展相應的分析、設計與實現。累增是指在每一次迭代過程中，分析、設計與實現都會產生新的成果，系統功能構造逐步得到改進，最終到達用戶要求。211.2基于面對對象方法的系統開發生命周期面對對象系統開發微觀層面每一宏觀階段中幾乎都會涉及標識對象，確定對象的屬性，定義對象的效勞，以及確定對象間關系等處理步驟。221.2基于面對對象方法的系統開發生命周期面對對象系統開發微觀層面分析階段，通過具體調查問題領域，列舉問題領域主要實體對象，初步梳理出這些實體對象的屬性、行為及彼此間的關系。231.2基于面對對象方法的系統開發生命周期面對對象系統開發微觀層面設計階段,對分析階段所得到的問題領域實體對象/類進展求精，進一步開掘新的問題領域對象，同時要面對目標系統的實現標示出把握對象/類及接口對象/類，在這一過程中，還要定義對象/類之間的關系；241.2基于面對對象方法的系統開發生命周期面對對象系統開發微觀層面實現階段，一方面構成較高級抽象,例如，圖像、按鈕、對話框、把握框等低級類可構成一個較高級窗口類，另一方面,在現有類中覺察共性，抽象出更高級的類。251.2基于面對對象方法的系統開發生命周期面對對象系統開發微觀層面總之，在每一階段中，只要消逝新的對象,就必需經過微觀過程的幾個處理步驟。可以說，宏觀過程的反復累增與微觀過程的反復累增是穿插在一起的。262面對對象方法的建模工具自上個世紀90年月，各種支持面對對象系統開發過程的工具不斷涌現。統一建模語言(UnifiedModelingLanguage，UML)就是其中應用最廣泛的工具之一。272面對對象方法的建模工具本節內容：2.1UML的產生及進展2.2UML的根本模型282.1UML的產生與進展面對對象建模語言消逝于70年月中期。至1994年，建模語言的種類激增至五十多種。最突出的問題是，缺乏支持分析、設計及實施各階段成果有效溝通的公共平臺。GradyBooch、JamesRumbaugh和IvarJacabson三人共同推出了標準建模語言UML。292.1UML的產生與進展自1995年開頭，很多公司紛紛支持UML標準，漸漸形成UML聯盟。包括DEC、Hewlett—Packard、Intellicorp、Microsoft、Oracle、TexasInstruments、Rationa1等公司98年OMG接手UML標準的維護工作，并且制訂了假設干新的UML。302.1UML的產生與進展UML為開發人員供給了標準的、易于理解的表達方式用于構建系統藍圖，便于不同的開發人員共享和溝通工作結果。在UML供給的平臺上，系統分析員、客戶、程序員和其他系統開發人員能夠相互理解，并以全都的方式來組織系統分析與設計的過程。目前，UML已成為行業事實標準，廣泛地應用在信息系統相關領域。322.2UML的根本模型UML供給一套相互組合的圖表元素，支持以圖形方式對系統需求、功能、構造等內容進展建模，描述系統組成構造、功能構造及實現細節，為開發者或開發工具使用這些圖形符號和文本語法為系統建模供給了標準。從組成構造角度看，UML包括九種根本圖。332.2UML的根本模型類圖類圖描述類和類之間的靜態關系，如關聯、聚類、組成和繼承等關系。類圖不僅顯示了信息的構造，還描述了系統的行為。類圖是定義其它圖的根底。矩形方框代表類的圖標，分三個區域：最上面的區域標識類名，中間區域是類的屬性，最下面區域里列的是類的操作。洗衣機（類名稱）型號（類屬性）漂洗（類方法）類圖例如342.2UML的根本模型對象圖對象(object)是類的實例，具有具體屬性值和行為。對象圖常用于表示簡潔類圖的一個實例，對象之間的鏈(Link)是類之間的關聯的實例。與類的圖形表示相像，對象的圖標也是個矩形，只是對象名下面要帶下劃線。具體實例的名字位于冒號的左邊而該實例所屬的類名位于冒號的右邊。比方，海爾：洗衣機。352.2UML的根本模型用例圖〔usecasediagram〕用例是從用戶的觀點對系統行為或系統使用場景的描述。可以幫助系統開發人員從用戶的觀看角度收集牢靠的系統需求。一個用例是用戶與計算機之間的一次典型交互作用。這對于建立人機交互的信息系統〔而非計算機設備使用的〕尤為重要。362.2UML的根本模型用例圖〔usecasediagram〕以以以下圖說明白如何通過用例圖來描述使用一臺洗衣機洗衣服。代表洗衣機用戶的直立小人形被稱為交互參與者〔actor〕，橢圓形代表用例，值得留意的是，參與者〔發起用例的實體〕可以是人也可以是系統。372.2UML的根本模型用例圖需求分析階段的用例模型是系統開發者和用戶反復爭論的結果，應能夠充分表達開發者和用戶共同認可的需求內容。其特點包括：首先，用例模型可以描述待開發系統的功能需求；其次，用例模型將系統看作黑盒，從外部執行者的角度來對待系統；第三，用例模型是需求分析之后各階段開發工作的主要驅動因素，是驗證和檢測目標系統的依據。382.2UML的根本模型活動圖用途既可用來描述操作〔類的方法〕的行為，也可以描述用例和對象內部的工作過程。依據對象狀態的變化來捕獲動作〔將要執行的工作或活動〕與動作的結果。392.2UML的根本模型活動圖活動圖中，一個活動完畢后將馬上進入下一個活動。用例和對象行為的各個活動之間通常也具有時間挨次。活動圖圖示402.2UML的根本模型挨次圖表達對象之間的基于時間的動態交互關系，著重表達對象間消息傳遞的時間挨次。挨次圖存在兩個軸：水平軸表示不同的對象，垂直軸表示時間。412.2UML的根本模型圖中的對象用帶有垂直虛線的矩形框表示，標有對象名和類名。垂直虛線是對象的生命線，表示某段時間內對象處在活動狀態。對象間的通信則通過對象生命線間消息來表示。挨次圖圖示422.2UML的根本模型協作圖表達系統中相互合作的對象為完成目標之間的交互關系和鏈接關系。與挨次圖著重表達交互的時間挨次不同，協作圖強調交互對象間的靜態鏈接關系。協作圖例如圖中的序號代表命令消息的發送挨次，計時器對象先向進水管對象發送停頓進水的消息，再向洗滌缸對象發送旋轉洗滌的消息。432.2UML的根本模型狀態圖表述在任何給定的時刻，一個對象所處的某一特定狀態。比方，電梯可以處于上升、停頓或下降狀態。洗衣機可以處于浸泡、洗滌、漂洗、脫水或關機等狀態。狀態圖包括一系列的狀態以及狀態之間的轉移。圖中最頂端的符號代表起始狀態，而底端的符號表示終止狀態。狀態圖圖示442.2UML的根本模型組件圖用于明確系統各局部的功能，例如在圖書治理系統中可以包括“借／還書處理”、“信息查詢”等組件。配置圖則用于顯示信息系統的物理體系構造，可以描述計算機和設備，呈現其連接以及駐留在每臺機器中的軟件。453面對對象的分析與設計過程本節內容：3.1面對對象系統分析的過程3.2面對對象系統設計的一般步驟463.1面對對象系統分析的過程面對對象系統分析的根本任務:找出并規定該問題域中依據系統各項要求而行動并相互作用的對象，并依據這些對象及其關系建立問題域模型。473.1面對對象系統分析的過程面對對象分析的根本步驟：1.問題域陳述通過與用戶不斷溝通，開發人員獲得對問題域詳盡的陳述.2.識別對象/類把對象分為以下三類:實體對象指在問題領域中直接生疏到的對象，接口對象是一種技術性對象，用于連接應用〔應用問題/應用軟件〕和外界系統或用戶，把握對象主要用來協調實體對象和接口對象的活動。在分析階段識別的主要是實體對象。483.1面對對象系統分析的過程識別對象的準則：搜尋準則依次考慮問題域中的構造、系統設備、需要保存信息的大事、人員、物理位置、組織機構等，從中挖掘系統潛在對象。判別準則依據系統是否有必要保存該對象的信息、對象的屬性個數是否大于一等因素，確定模型對象。檢驗準則檢驗其存在的合理性,有些對象需要合并,有些需要承受分類構造．493.1面對對象系統分析的過程3.確定對象的屬性4.確定對象的效勞5.確定對象/類的關系對象之間的關系分為以下三種：概括〔繼承〕－－是類與其衍生體之間的關系；聚攏－－是對象間存在的一種整體與局部的關系，例如地址，其中可包括省名、縣(市)名、街名、門牌號及郵政編碼等局部；消息連接－－是一種調用關系，表示一個對象在某種狀況下依靠于另一對象供給某種或某些效勞，類似于人機系統的交互方式。這局部放在設計階段完成。503.2面對對象系統設計的一般步驟面對對象設計階段要解決的問題1.把分析階段確定出來的對象和類配置起來以實現系統功能2.建立系統的體系構造。面對對象設計階段具體任務1.對實體對象進展增、并、改，并識別接口對象和把握對象。2.確定實體對象、接口對象和把握對象之間的各種關系。3.完善對象類構造圖，組織系統的體系構造。513.2面對對象系統設計的一般步驟〔一〕識別和安排接口對象確認接口對象/類的準則：●為用戶、主要設備安排接口對象，稱之為中心接口對象。●對于特制的圖形用戶接口〔GUI〕，分別建立接口對象,它們可與中心接口對象通信聯系。●對于其他類型設備〔如輸出處理設備〕可增配接口對象。

例如:為遠程通信配置中心接口對象，而遠程通信的其他類型，如、電子郵件或信件，可增配相應的接口對象。523.2面對對象系統設計的一般步驟〔二〕識別把握對象●把握對象通常是臨時的或瞬間的，只存在于某一系統大事的發生過程中。在實體對象和接口對象之間，把握對象起到了緩沖作用。●判別實體對象與把握對象的規章：假設一個對象包含屬性并且是永久的，則該對象為實體對象，假設一個對象不包含屬性并且是臨時的，則該對象為把握對象。●一個把握對象最好只同一個與系統交互作用的實體相聯系，以削減變化的影響。太簡潔和缺乏功能分散性的把握對象應分解，具有猛烈的功能分散性的把握對象則應合并。533.2面對對象系統設計的一般步驟〔三〕實體對象、接口對象和把握對象間的聯系〔1〕靜態聯系實體對象間的靜態聯系在分析階段已經確定。接口對象間、把握對象間也存在靜態聯系，需進一步確認。〔2〕消息連接接口對象與實體對象、把握對象與實體對象、接口對象與把握對象間都只存在消息連接。543.2面對對象系統設計的一般步驟〔四〕系統構造設計