第七章面向对象的系统开发方法.ppt

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1、,第一节 面向对象的基本概念第二节 面向对象系统开发的原理第三节 面向对象系统开发工具UML,第七章 面向对象的系统开发方法,本节内容：一、对象的基本概念 二、类的基本概念 三、消息及消息传递 四、继承的基本概念 五、面向对象的含义,第一节 面向对象的基本概念,一、对象的基本概念-1,对象：是一个封闭实体，是由一组数据和施加于这些数据上的一组操作封闭而成的。如：一辆汽车是一个对象，它包含了汽车的信息（如颜色、型号、载重量等）及其操作（如启动、刹车等）。一个窗口是一个对象，它包含了窗口的信息（如大小、颜色、位置等）及其操作（如打开、关闭等）。,一、对象的基本概念,构成对象的基本要素：1、标识：即

2、是对象的名称，用来在问题域中区分其它对象；2、数据：描述对象属性的存贮或数据结构，表明对象的一个状态；对象所包含的信息。如：窗口的宽度（form1.width），属性可以在设计对象时确定，也可以在程序运行时读取和修改（如：W=form1.width；form1.width=100）。,3、操作：即对象的行为。分为对象自身承受的操作和施加于其它对象的操作；如：窗口关闭（form1.close）这种操作的过程对外是封闭的，即用户只能看到这一方法实施后的结果。这相当于事先已经设计好的各种过程，只需要调用就可以了，用户不必去关心这一过程是如何编写的，事实上，这个过程已经封装在对象中，用户也看不到。对象

3、的这一特性，即是对象的封装性4、接口：主要指对外接口，是指对象受理外部消息所指定的操作名称集合。这些过程对用户是透明的，用户可以为这个过程编写自己的程序代码，以完成特定的操作。如：窗口对象在执行打开过程时，就会激活一个Active事件（过程），用户可以自己编写这一过程的代码，以便在打开这个窗口时完成一些自己所要求的任务，如打开一个数据库，对某个变量进行初始化等。,对象的内部组织及联系机制表示 消息 送回消息,接 口,操作集合,状态集合,状态转换,1、模块独立性2、动态连接性3、易维护性,对象的特征,模块内部状态不会受外界的干预而变动，也不会干涉其他模块,通过信息的灵活机制，实现对象之间动态连接

4、，从而使整个机体运转起来,对象的功能实现细节被“隐蔽”，好像被一层壳保护在对象内部,二、类的基本概念,在现实世界中有许多内部状态和外部行为相似的对象，由这些对象构成的集合就是类。,如：我们在窗口类的定义上，另外定义它还包含两个按钮，一个标题是确定，一个标题是取消，并且在分别按下这两个按钮后，执行OK与Cancel两个事件。这样就定义了一个新类，我们可以把它叫做选择窗口类，并保存它，这样就可以直接由选择窗口生成窗口实例，而不用每次都由窗口类产生，然后再添加按钮。,构成类的基本元素：标识：类的名称,用以区分其它类；继承描述：指子类承袭的父类的名称,以及继承得到的结构与功能；数据结构：是对该类数据的

5、组织结构的描述；操作：指该类通用功能的具体实现方法；接口：指面向其它类的统一的外部通讯协议。类与对象对象与类的关系相当于一般程序设计语言中变量和变量所具有的类型的关系。,面向对象的世界是通过对象与对象间彼此的相互合作来推动的，消息是对象之间的通信载体。消息就是用来请求对象执行某个处理或回答某些信息的要求，是连接对象的纽带。在面向对象系统中有两类消息，即公有消息和私有消息。,三、消息和消息传递,例如，一个汽车对象具有行驶这项操作，那么要让汽车以时速50公里行驶，我们需传递给汽车对象行驶及时速50公里的消息，以触发这个对象,13,传送消息(SENDER),接受消息(RECEIVER),消息,三、消

6、息和消息传递,四、继承的基本概念,继承是指一个类（即称子类）因承袭而具有另一个类（或称父类）的能力和特征的机制或关系。概括来说，有继承关系的类之间应具有如下特性：类间具有共享特征(包括数据和程序代码的共享)；类间具有细微的差别或新增部分(包括非共享程序代码和数据)；类间具有层次结构。继承避免了由于系统内类和对象封闭而造成数据和操作冗余的现象。其最重要的优点在于支持重用。,五、面向对象的含义-1,面向对象=数据抽象+数据抽象类型+继承机制 面向对象是一种认识客观世界的认知方法学这种认识方法将客观世界看成是由许许多多不同对象构成的，每一个对象都有自己的运动规律和内部状态，不同对象间的相互作用和通讯

7、构成了完整的客观世界。面向对象亦是一种解决问题的思维方法从组织结构模型化客观世界，将对象作为需求分析和系统设计的核心或主体，把整个问题域抽象成为相互通讯的一组对象集合，并引用科学方法论中的分类思想，将相似或相近的一组对象聚合成类，采用各种手段将相似的类组织起来，实现问题空间到解空间的映射。,第二节 面向对象系统开发的原理,本节内容：一、面向对象系统开发的方法论 二、面向对象系统的分析 三、面向对象系统的设计 四、面向对象系统的实施,面向对象方法（Object Oriented Method)是20世纪90年代流行的一种新的软件开发方法。该方法是将面向对象技术用于系统开发的全过程，包括分析、设计

8、、编程、测试及集成等。,一、面向对象系统开发的方法论-1,从宏观层面看，面向对象的系统开发方法包括分析、设计、实现以及运行与维护等四大阶段，遵循反复累增的生命周期，如图8-4所示。从微观层面上看，面向对象的系统开发方法是指每一宏观阶段中标识对象，确定对象的属性，定义对象的服务，以及确定对象间关系等几个步骤。,一、面向对象系统开发的方法论-2,反复累增的生命周期,面向对象分析的基本任务：找出并规定一组根据系统的各项要求而行动和相互作用的问题领域的对象，依据这些对象及其关系建立问题域模型。面向对象分析的基本步骤：问题域陈述 识别对象/类 确定对象的属性 确定对象的服务 确定对象/类的关系,二、面向

9、对象的系统分析-1,实例,由此可见：传统的分析产生一组过程性的文档，其着眼点是将系统看作一组功能。而面向对象的分析文档将问题看作一组相互作用的实体，并确定实体之间的关系。,面向对象设计阶段 1.配置分析阶段确定出来的对象和类；2.实现系统功能；3.建立系统体系结构.具体任务是：增、并、改实体对象，并识别接口对象和控制对象。确定实体对象、接口对象和控制对象之间的各种关系。完善对象类结构图，组织系统的体系结构。面向对象设计的基本步骤：1.识别接口对象和控制对象 确认接口对象/类的准则控制对象的识别 三类对象间的关系 2.系统结构设计 3.结构框架内各个子系统的详细设计,三、面向对象的系统设计-1,

10、三、面向对象的系统设计-2,结构框架内各个子系统的详细设计问题领域子系统的设计（主要任务是完善对象属性和操作的形式规定，包括限定属性值、确定复杂服务的算法等等，进一步规范对象形式说明以便对象在物理上实现）。如:确定各类对象的属性代码类型长度人机交互子系统的设计（接口对象在设计初期就已经规定了，此时主要确定图形用户接口的总体策略。外部接口子系统的设计数据管理子系统的设计 任务管理子系统的设计 基础对象子系统的设计,三、面向对象的系统实施-1,系统实施阶段主要进行编码语言的选择；面向对象应用程序框架的构建；面向对象应用程序编写；构建出信息系统的应用软件平台。,本节内容：一、类图及用例图 二、状态图

11、及顺序图 三、活动图及协作图 四、配置图及组件图,第三节 面向对象系统开发工具UML,统一建模语言（Unified Modeling Language,简称UML）是为面向对象开发方法设计的一种通用的可视化建模语言。UML中使用一系列图来描述系统 描述系统的行为需求采用用例图 规定问题域的词库采用类图 类和对象如何相互作用采用时序图、协作图、状态图、活动图 描述系统的软件结构采用类图和组件图 规定系统中软件的行为采用时序图、协作图、状态图、活动图 描述运行软件的处理器和设备的拓朴采用配置图。,这些图可直接利用可视化建模工具（如Rational Rose，Prosa等）在计算机上生成，并将UML

12、模型转换为多种程序设计语言代码（C+,Visual C+,Visual Basic,CORBA,Java等）。可以运用前向工程从模型生成程序源代码和关系数据库中的表。可以使用反向生成器工具实现逆向工程，即将程序源代码转换为UML模型的图。这样采用迭代式的系统开发方法为实现业务流程优化创造了条件，从而明显地提高系统的适应性和可维护性。,一、类图、对象图及用例图-1,类图 类图描述类之间的静态关系，如 关联；聚类/组成；继承。类图的作用,类的表示图例,一、类图、对象图及用例图-2,对象图：是类的具体实例,一、类图及用例图-3,用例（use case）图 用例是第二代面向对象技术的标志，从用户的观点

13、描述系统行为或系统使用场景。,用例图图示,用例图举例 销售系统用例图,购买商品,登录,退货,收款员,POS,顾客,购买商品,退货,商店,顾客,以商店作为系统边界,以POS作为系统边界,二、状态图及顺序图-1,状态图 在任何给定的时刻，一个对象总处于某一特定的状态；一个状态图包括一系列的状态以及状态之间的转移。状态图图例如右图所示。,二、状态图及顺序图-2,顺序图顺序图所表达的是系统运行中，对象之间的基于时间的动态交互关系，着重体现对象间消息传递的时间顺序。顺序图的水平轴表示不同对象，垂直轴表示时间，图例见右。,三、活动图及协作图-1,活动图既可用来描述操作（类的方法）的行为；也可以描述用例和对

14、象内部的工作过程.,活动图图例,活动图,活动图举例,三、活动图及协作图-3,协作图协作图表达为完成系统的工作目标，系统中相互合作的对象间的交互关系和链接关系。与顺序图不同，协作图着重体现交互对象间的静态链接关系。,协作图图例,四、组件图及配置图-1,组件图与配置图组件图与配置图与整个计算机系统密切相关。组件图表示信息系统的软件结构，配置图显示信息系统的物理体系结构。,一个组件图的例子:,构件图,配置图的元素有结点和连接(组件图表示信息系统的软件结构，配置图显示信息系统的物理体系结构)、结点结点代表某种计算机构件，通常是某种硬件,结点的图符是一个立方体。,配置图各结点之间进行交互的通信路径称为连接,、连接,保险系统的配置图,第七章 面向对象的系统分析与设计 小结,面向对象的基本概念,面向对象系统开发原理,面向对象系统开发工具UML,面分向析对和象设的计系统,对象、类、消息和继承的概念。面向对象是一种认识客观世界的认知方法学亦是一种解决问题的思维方法,面向对象系统开发的方法论。面向对象系统的分析、设计和实施。,类图、用例图、状态图、顺序图、活动图、协作图、配置图和组件图,