2022年面向对象方法综述 .pdf

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1、面向对象方法综述摘要传统的软件开发方法，如面向过程方法和面向数据方法，都只是针对具体问题的功能，不允许用户需求在开发过程中有所改变。显然，由此开发的软件系统在可靠性、可维护性和可重用性上就会存在很大的不足。为了克服传统方法的缺点，人们在实践中创造了接近人们认识过程的面向对象的软件开发方法。面向对象方法包括面向对象分析、面向对象设计和面向对象实现。尽管面向对象方法主要用于应用系统的设计，但面向对象分析作为一种独立的需求分析方法以及其它分析方法的补充，它在我们进行软件开发过程中发挥着越来越大的作用。关键词软件开发，面向对象方法，传统工程方法，抽象思想The Summary Of the Objec

2、t-Oriented Methodologies Traditional software development methods,such oriented process approach and data-oriented methods are just issue-specific not allowing user demand during development change.Clearly,this development of the software system reliability,maintainability and reusability of the wil

3、l there is a big deficiency.To overcome traditional methods shortcomings people practice created nearly awareness process object oriented software development method.Object-oriented methods include object-oriented analysis,object-oriented design and object-oriented implementation.Although mainly use

4、d for object-oriented application design,but the object-oriented analysis as an independent needs analysis methods and other analysis methods to complement its software development process,we are playing an increasingly important role.Keywords Software Development，Object-oriented approach，Traditiona

5、l engineering methods，Abstract ideas 正文名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 7 页 -1.面向对象技术近年来，随着面向对象技术在程序设计语言、软件开发方法学、用户界面、应用集成平台、面向对象数据库、分布式系统、网络管理结构、人工智能领城以及并发工程、综合集成工程的等各领域的发展应用，也推动了众多OOA 方法的出现，其中得到广泛认同的有Booch方法(OOD)，Coad Yourdon(OOA&D)，OMT，和Jacobson(OOSE)等方法。面向对象分析(OOA：Object Oriented Analysis)是抽取和整理用户

6、需求并建立问题解精确模型的过程，其分析的关键是识别出问题域内的对象，并分析它们相互之间的关系，最终建立问题域的简洁、精确、可理解的正确模型，包括对象模型，动态模型和功能模型，从而为面向对象设计(OOD)和面向对象程序设计(OOP)提供指导。面向对象技术(OOT)是一种软件开发和程序设计技术,直接描述客观世界的对象及其相互关系。面向对象技术是一种全新设计和构造软件的技术,它使计算机解决问题的方式更符合人类的思维方式,更能直接地描述客观世界,通过增加代码的可重用性、可扩充性和程序自动生成功能来提高编程效率,并且大大减少软件维护的开销。在面向对象技术里，对象是现实世界中的一个实体,在计算机世界中,它

7、以数据为中心而不是以功能为中心来描述系统,可以把对象看成是存储器中一个可标识的区域,它能保存固定或可变数目的数值(或数值的集合)1。消息是对象之间相互请求或相互协作的途径,是要求某个对象执行其中某个功能操作的规格说明。同一对象可接收不同形式的多个消息,产生不同的响应;相同形式的消息可以送给不同的对象,所作出的响应可以是截然不同的;消息的发送可以不考虑具体的接收者,对象可以响应消息,也可以对消息不予理会,对消息的响应并不是必须的。类是对一组客观对象的抽象,它将该组对象所具有的共同特征(包括结构特征和行为特征)集中起来,以说明该组对象的能力和性质。面向对象技术将数据和对数据的操作封装在一起,作为一

8、个整体来处理,采用数据抽象和信息隐蔽技术,将这个整体抽象成一种新的数据类型,也就是类。类的确定和划分并没有统一的标准和固定的方法,基本上依赖设计人员的经验、技巧以及对实际问题的把握。类与对象的关系如同一个模具与用这个模具铸造出来的铸件之间的关系。类给出了属于该类的全部对象的抽象定义,而对象则是符合这种定义的一个实体。所以,一个对象又称作类的一个实例。面向对象技术的基本特征主要有封装性、继承性和多态性。封装是指将一个数据和与这个数据有关的操作集合在一起,形成一个有机的实体对象。用户不必知道对象行为的实现细节,只需根据对象提供的外部特性接口访问对象即可。继承所表达的是两类或更多类对象之间的相交关系

9、,它使得某类对象可以继承另外一类对象的特征和能力。继承意味着“自动地拥有”,即特殊类中不必重新定义已在一般类中定义过的属性和行为,而它却自动地、隐含地拥有其一般类的属性与行为。当不同的对象收到相同的消息时产生不同的动作2。具体来说,多态性是指类中同一函数名对应多个具有相似功能的不同函数,可以使用相同的调用方式来调用这些具有不同功能的同名函数。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 7 页 -2.面向对象方法探讨面向对象程序设计将数据及对数据的操作放在一起,作为一个互相依存、不可分割的整体来处理,它采用了数据抽象和信息隐藏技术。它将对象及对对象的操作抽象成一种新的数据类型类

10、,并且考虑不同对象之间的联系和对象类的重用性。面向对象程序设计的优越性表现在代码的可重用性和可扩充性，下面列取两种经典的方法。2.1 OODBooch方法该方法是 Grady Booch从 1983 年开始研究，1991年后走向成熟的一种方法。Booch认为面向对象的开发是一个部分生命期的方法，只涉及面向对象的设计和实现(OOD 和 ooi)，而不涉及面向对象分析(OOA)。他认为应将面向对象的设计与实现和其他的需求分析方法(如 SA方法，Jackson 方法等)相结合。Booeh方法的最大特色是将几类不同的图表有机地结合起来，以反映系统的各个方面是如何相互联系而又相互作用的3。Booch方法

11、可分为逻辑设计和物理设计，其中逻辑设计包含类图文件和对象图文件，物理设计包含模块图文件和进程图文件，用以描述软件系统结构。首先，从逻辑设计转向物理实现的开发过程中，有种类图表和对象图表描述逻辑设计构成中最关键的抽象及含义，组件图表和过程图表从物理实现来描述具体的硬软件结构。Booch方法也可划分为静态模型和动态模型。其中静态模型表示系统的构成和结构；动态模型表示系统执行的行为。动态模型包含时序图和状态转换图。2.2 OOSA Shlaer Mellor方法该方法是由 Shlaer 和 Mellor 于 1988年提出，主要是从信息模型的经验中得来的。oosA A 是以语义数据模型为基础，因此，

12、与数据语义模型相似，继承了语义数据模型详尽的关系定义和属性定义，但对方法(操作)的描述不明确。类是可支持的，但是缺乏对继承的支持，仅仅是支持对象属性的继承，而不支持服务(操作)继承，也不明确支持软件重用。OOSA 只是隐含类、继承和封装这3 个基本原则。OOSA 以语义数据模型为基础，从对象的结构、操作和生命周期角度建立信息模型、过程模型和状态模型，并在这 3 种模型的建模活动中得到一系列比较清晰的图表4。实现的步骤：(1)定义信息模型：由对象、属性、关系和多个对象结构所组成。(2)定义对象的生命周期：分析各个对象的生命周期，并将生命周期规范化为状态、事件、事务规划和行为的集合。(3)定义关系

13、动态：为对象之间的动态关系建立状态模型。(4)定义系统动态：该步骤产生系统级的控制模型，对象一通讯模型用于异步控制，对象一存取模型用于同步控制。(5)定义处理模型：对于每个行为，建立一个行为一数据流图。行为一数据流图描述对于行为的一切处理，同时也描述处理中的数据流和数据存储。(6)定义范围和子系统：对于一个大的系统，将其中的主要事件从概念上区名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 7 页 -分它们的范围并将大系统划分为若干个子系统是非常必要的。OOSA 缺乏对继承的支持，适用于分析阶段和实时系统；OOSA 实际上只是一种分析方法，因此，主要用于开发实时系统。3.面向对象的

14、工具对于学习面向对象的编程。我首推的工具就是Microsoft Visual Studio。Visual Studio 是一套完整的开发工具集，用于生成 ASP.NET Web 应用程序、XML Web Services、桌面应用程序和移动应用程序。Visual Basic、Visual C+、Visual C#和 Visual J#全都使用相同的集成开发环境(IDE)，利用此 IDE 可以共享工具且有助于创建混合语言解决方案。另外，这些语言利用了.NET Framework 的功能，通过此框架可使用简化 ASP Web 应用程序和 XML Web Services 开发的关键技术。创建满足关

15、键性要求的多层次的智能客户端、Web、移动或基于 Microsoft Office的应用程序。使用Visual Studio 2005,专业开发人员能够：使用改进后的可视化设计工具、编程语言和代码编辑器，享受高效率的开发环境在统一的开发环境中，开发并调试多层次的服务器应用程序使用集成的可视化数据库设计和报告工具，创建SQL Server 解决方案使用 Visual Studio SDK创建可以扩展 Visual Studio IDE的工具。Microsoft为单独工作或在小型团队中的专业开发人员提供了两种选择，Visual Studio Professional Edition和用于Micro

16、soft Office系统的 Visual Studio工具。每种版本都在标准版的特性上进行了扩展，包括用于远程服务程序开发和调试、SQL Server 开发的工具，以及完整的、没有限制的开发环境。每种产品都可以单独购买或打包定购。专业开发人员喜欢自由的使用.NET Framework 2.0，它是一种稳健的、功能齐备的开发环境，支持创建扩展Visual Studio集成开发环境的工具。目前，最新版本的visual studio是 2010。4.面向对象的方法和传统的软件工程方法的比较我们所说的软件工程方法主要指结构化软件工程方法，目前较新说法将传统软件工程划分为以下阶段：系统工程，分析，设计

17、，测试，软件维护。传统软件工程方法的前期工作主要集中在分析和设计阶段。传统软件工程方法以功能，数据和数据流进行分析，这也就是基于数据的。在传统软件工程方法的分析阶段。所有用的主要工具有数据字典(DD)，实体关系图(ERD)，数据流图(DFD)和状态变换图(STD)，在传统软件工程方法的设计阶段，所使用的主要工具有针对总体设计的模块结构图(MSD)和针对详细设计的流程图，在目前实际的软件开发中，通常不使用流程图，而直接通过编程完成详细设计，所以，设计阶段包括了总体设计，详细设计和编程阶段，三者之间的界限比较模糊。传统软件工程方法的主要缺点是在分析阶段以功能，数据和数据流进行分析，对问题的认识和描

18、述不是同一问题域，这些方法的分析结果不能直接映射到问题域，带有认为的随意性，导致为软件开发带来隐患和设计结果与问题域偏差大。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 7 页 -传统软件工程方法，即结构化方法面向的是过程，它按照数据变换的过程寻找问题的结点，对问题进行分解。由于不同人对过程的立即不同，故面向过程的功能分割出的模块会引人而异。对于问题世界的抽象结论，结构化方法可以用数据流图，系统结构图，数据辞典，状态转移图，实体关系图来进行系统逻辑模型的描述。产生一个最终能满足需求且达到工程目标的软件产品所需要的步骤。软件工程过程主要包括开发过程、运作过程、维护过程5。传统软件

19、工程方法的是功能，强调以模块为中心，采用模块化，自顶向下，逐步求精设计过程，系统是实现模块功能的函数和过程的集合，结构清晰，可读性好，是提高软件开发质量的一种有效手段。结构化设计从系统的功能入手，按照工程标准，严格规范地将系统将系统分解为若干功能模块，因为系统是实现模块功能的函数和过程的集合。然而，由于用户的需要和软，硬件技术的不断发展变化，作为系统基本组成部分的功能模块很容易受到影响，局部修改甚至会引起系统的根本性变化。开发过程前期入手快而后期频繁改动的现象比较常见。结构化方法是强调开发方法的结构合理性以及所开发软件的结构合理性的软件开发方法。结构化分析方法给出一组帮助系统分析人员产生功能规

20、约的原理与技术。它一般利用图形表达用户需求,使用的手段主要有数据流图、数据字典、结构化语言、判定表以及判定树等。结构化语言就是将自然语言加上程序设计语言的控制结构就成了结构化语言,专门用来描述加工逻辑。所以,它既有自然语言灵活性强、表达丰富的特点,又有结构化程序的清晰易读和逻辑严密的特点。结构化语言的显著特征是代码和数据的分离。这种语言能够把执行某个特殊任务的指令和数据从程序的其余部分分离出去、隐藏起来。获得隔离的一个方法是调用使用局部变量的子程序。通过使用局部变量,我们能够写出对程序其它部分没有副作用的子程序。这使得编写共享代码段的程序变得十分简单。如果开发了一些分离很好的函数,在引用时我们

21、仅需要知道函数做什么,不必知道它如何做。切记:过度使用全局变量会由于意外的副作用而在程序中引入错误。结构化语言比非结构化语言更易于程序设计,用结构化语言编写的程序的清晰性使得它们更易于维护。这已是人们普遍接受的观点了。比如作为结构化语言的C语言主要结构成分是函数 C的独立子程序。在 C语言中,函数是一种构件(程序块),是完成程序功能的基本构件。函数允许一个程序的诸任务被分别定义和编码,使程序模块化。可以确信,一个好的函数不仅能正确工作且不会对程序的其它部分产生副作用6。PASCAL 是世界上第一个结构化语言,曾被认为是计算机专业理想的教学语言,在数据结构等课程中一般用PASCAL 语言举例。A

22、ccess 数据库是一种关系型数据库,所有的关系型数据库都是基于结构化查询语言SQL的。Visual FoxPro不但仍然支持标准的Xbase结构化程序设计,而且在语言上还有进行了扩展,提供了面向对象程序设计的强大功能和更大灵活性。随着计算机及其用户越来越复杂,程序员的任务也越来越繁重,所以,与其相关的编写代码的时间也就越来越长了。接下来发生了有趣的事情,程序达到一定大小以后,为其编写代码所需的时间比预期的要长的多。事实是当程序达到一定大小时,人脑就不能跟踪所有的复杂性了。复杂性完全是产生事故的原因,战胜复杂性的方法就是编写一些小的“无错”程序,并把它们连在一起,形成一个大的“无错”程序,这就

23、是面向对象编程的起源。面向对象的程序设计OOP 是 Delphi 延生的基础。OOP 立意于创建软件重用代码,具备更好地模拟现实世界环境的能力,这使它被公认为是自上而下编程的优胜者。它通过给程序中加入扩展语句,把函数“封装”进Windows编辑所必需名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 7 页 -的“对象”中。面向对象的编程语言使得复杂的工作条理清析、编写容易。说它是一场革命,不是对象本身而言,而是对它们处理工作的能力而言。对象并不与传统程序设计和编程方法兼容。只是部分面向对象反而会使情形更糟。除非整个开发环境都是面向对象的,否则对象产生的好处还没有带来的麻烦多。而De

24、lphi是完全面向对象的,这就是使得 Delphi 成为一种触手可及的促进软件重要的开发工具,从而具有强大的吸引力7。面向对象的程序设计方法与编程技术不同于标准的结构化程序设计。程序设计人员在进行面向对象的程序设计时,不再是单纯地从代码的第一行一直编到最后一行,而是考虑如何创建、利用对象来简化程序设计,提高代码的可重用性。对象可是应用程序的一个自包含组件,一方面具有私有的功能,供自己使用;另一方面又提供公用的功能,供其他用户使用。随着面向对象技术成为研究的热点出现了几十种支持软件开发的面向对象方法。其中,Booch,Coad/Yourdon,OMT,和Jacobson 的方法在面向对象软件开发

25、界得到了广泛的认可。特别值得一提的是统一的建模语言 UML,该方法结合了 Booch,OMT,和 Jacobson 方法的优点,统一了符号体系,并从其它的方法和工程实践中吸收了许多经过实际检验的概念和技术。5.面向对象方法学习的体会5.1 代码思维面向对象的代码已经在现在的软件开发中占据了主流的位置，面向对象的思路也有其优势所在，面向对象代码有着非面向对象代码的很多优势，而软件业中很多新的思潮的产生，也都是基于面向对象语言的，所以我们关注的代码将是面向对象代码。面向对象的思想来自于抽象数据类型。对于面向对象来说，它最重要的改进就是把世间万物都描述为对象，而类则描述了同一种对象的特征，而不是像传

26、统的开发方法那样，按照机器指令的执行顺序来进行设计。当然，面向对象代码最终仍然是要按照时序来执行的，但是从程序员编程的角度看来，面向对象代码更侧重于对象之间的交互，多个对象各司其职，相互协作以完成目标。而面向对象技术的发展，也是朝着更加贴近我们世界观的方向发展。从这点来看，有人说完全没有程序设计经验的人学习面向对象可能会更加的容易，因为他不需要从原先的时序程序的桎梏中摆脱出来，但这未必是事实。面向对象决不是一种简单的程序设计思路。这是我的体会吧。和所有的职业一样，程序员，或者是面向对象程序员，始终坚持的一点就是严谨。你会看到各种各样优秀的代码，但那决不是一次能够写成的，要不断的尝试，不断的改进

27、。为什么重构和测试优先是敏捷方法中很重要的一项实践？因为程序员不是神，他们需要慢慢改进他们的代码。虽然罗马不是一天能够建成的，但是在编写面向对象代码的过程中，有一些实践是需要坚持的，它体现了我们所说的严谨。严谨是很重要的工作编程的作风。5.2 开发思维名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 7 页 -普通的软件开发过程和面向对象开发过程有着很大的不同。回想我在非面向对象中开发过程中，最经常采用的任务分配方法就是以软件模块为单位，这样的好处是分配简单，不同任务之间耦合程度低，容易操作。坏处是几乎无法做到重用，也缺乏整体性的设计。而面向对象软件开发则不同，它是以类、类集合作为

28、基本单位的。类之间关系错综复杂。深刻的体会就是：面向对象的软件开发过程要养成一些好的习惯：（1）尽量简化。个人编程可以是一种享受，但团队开发始终是一项严谨的职业活动，因此多考虑别人，不要设计复杂的接口，虽然你省事了，但这会给理解和使用你的接口和人造成障碍。（2）准备一份简洁的文档，并保持更新。随便一种形式的稳定，可以是代码，可以是 UML图，也可以是纯粹的文字（估计没几个程序员喜欢这种形式）。只要它能够传达你的代码的目的，那就足够。记住，更新代码后，同时更新你的文档。过期的文档不仅是废纸这么简单，它会给其它人造成麻烦。（3）尽可能多的考虑异常和错误的情况。写出一个功能并没有什么，但是要把这个功

29、能写的非常的完善那就很难了，因为你需要考虑各种各样的情况，正常的、非正常的。所以，写完一个类的定义应该是，完成编码和稳定，并通过原定的测试。参考文献1 杨冰面向对象的开发方法J 西安联合大学学报，2004，7(2)2 徐帆面向对象开发方法综述J 渝州大学学报(自然科学版)，2002，19(4)3 宋乃平几种典型的面向对象开发方法J 天中学刊，2003，18(5)4 姜伟 CoadYourdon 面向对象方法浅析J 经济纵横，2008(3)5 费翔林面向对象分析方法综述J 小型微型计算机系统，1995，16(9)6 蔡希尧,陈平面向对象技术M 西安:西安电子科技大学出版社,19931 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 7 页 -