第7章 面向对象设计.ppt

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1、第7章 面向对象设计子系统分解子系统分解问题域设计问题域设计界面层设计界面层设计数据层设计数据层设计7.1 子系统分解子系统分解的实质是进行体系结构设计子系统分解的实质是进行体系结构设计;对于对于传统传统的软件，通常就是的软件，通常就是功能模块功能模块的分解；的分解；对于面向对象系统，通常在水平方向和垂直方对于面向对象系统，通常在水平方向和垂直方向进行分解。向进行分解。7.1 子系统分解水平方向的分解水平方向的分解水平方向的分解即是水平方向的分解即是通常所说的通常所说的分层分层。一种比较普遍一种比较普遍的的做法做法是采用三层体系结构，是采用三层体系结构，即即表示层、业务逻辑表示层、业务逻辑层及

2、数据层层及数据层。7.1 子系统分解各层的职责各层的职责表示层的职责表示层的职责 表示层的主要职责是向用户表示层的主要职责是向用户显示显示信息，并将从信息，并将从用户那里获取的信息解释成业务逻辑层或数据用户那里获取的信息解释成业务逻辑层或数据源层上的各种动作。源层上的各种动作。当前的用户界面往往是功能完善的图形用户界当前的用户界面往往是功能完善的图形用户界面面（GUIGUI）或者是基于）或者是基于HTMLHTML的浏览器界面。的浏览器界面。7.1 子系统分解各层的职责各层的职责业务逻辑层的职责业务逻辑层的职责 业务逻辑层是整个系统的核心。包括根据输入业务逻辑层是整个系统的核心。包括根据输入数据

3、或已有数据进行数据或已有数据进行计算计算，对从表示层输入的，对从表示层输入的数据进行验证，以及根据从表示层接收的命令数据进行验证，以及根据从表示层接收的命令来确定调用哪些操作。来确定调用哪些操作。7.1 子系统分解各层的职责各层的职责数据访问层的职责数据访问层的职责 数据访问层的主要职责是数据访问层的主要职责是与数据源交互与数据源交互，这里，这里的数据源可能是数据文件、数据库、消息系统的数据源可能是数据文件、数据库、消息系统或其他应用系统。或其他应用系统。对于大多数企业应用来说，对于大多数企业应用来说，最主要最主要的数据源就的数据源就是数据库，它的主要职责是存储是数据库，它的主要职责是存储持久

4、持久数据。数据。7.1 子系统分解垂直方向的分解垂直方向的分解垂直方向的分解与具体的应用领域及应用需求垂直方向的分解与具体的应用领域及应用需求有关；有关；通常根据主题将系统分解成若干个部分，每一通常根据主题将系统分解成若干个部分，每一部分又可分解为若干个子系统或类，每个子系部分又可分解为若干个子系统或类，每个子系统还可以由更小的子系统或类组成。统还可以由更小的子系统或类组成。初始子系统的分解可以初始子系统的分解可以从功能性需求中从功能性需求中导出，导出，往往是往往是将功能相关的类进行分组，进而明确标将功能相关的类进行分组，进而明确标识出子系统识出子系统。7.1 子系统分解校内书店管理系统体系结

5、构校内书店管理系统体系结构7.2 问题域设计面向对象面向对象设计设计是以面向对象是以面向对象分析分析模型为基础的。模型为基础的。面向对象分析所得到的问题域模型可以直接应面向对象分析所得到的问题域模型可以直接应用于系统问题域部分的设计。用于系统问题域部分的设计。7.2 问题域设计对分析类图进行调整与细化对分析类图进行调整与细化 在在设计阶段设计阶段，可能需求发生了变化，也可能是，可能需求发生了变化，也可能是分析与设计者对问题本身有了更进一步的理解分析与设计者对问题本身有了更进一步的理解等原因，一般需要对系统分析的结果进行等原因，一般需要对系统分析的结果进行改进改进和增补。和增补。7.2 问题域设

6、计对分析类图进行调整与细化对分析类图进行调整与细化 对类进行调整对类进行调整：考虑校内书店管理系统的初始类图考虑校内书店管理系统的初始类图可以将顾客（可以将顾客（CustomerCustomer）分为学生（）分为学生（StudentStudent）、）、教师（教师（TeacherTeacher）、校外顾客（）、校外顾客（OtherOther），学生），学生和教师享有不同的折扣，校外顾客租书则需要和教师享有不同的折扣，校外顾客租书则需要缴纳押金。缴纳押金。租约（租约（LeaseLease）分为日租约（）分为日租约（DailyLeaseDailyLease）、本）、本租约（租约（BookLease

7、BookLease）两种。）两种。7.2 问题域设计对分析类图进行调整与细化对分析类图进行调整与细化补充类的属性和方法补充类的属性和方法 例如，由于标题相同的书可以有多本，为了进行区分，例如，由于标题相同的书可以有多本，为了进行区分，对于图书（对于图书（BookBook）类应增加书号（）类应增加书号（bookNobookNo）属性，可以）属性，可以使用书本身的使用书本身的ISBNISBN号再加顺序号作为书号。号再加顺序号作为书号。书店可以增加营业时间（书店可以增加营业时间（openopen）和关门时间（）和关门时间（closeclose）。）。另外，根据用例及顺序图来定义类的方法，使得用例图、

8、另外，根据用例及顺序图来定义类的方法，使得用例图、类图及顺序图保持一致性。类图及顺序图保持一致性。7.2 问题域设计对分对分析类析类图进图进行调行调整与整与细化细化7.2 问题域设计调整调整类图类图 7.2 问题域设计将对象分组归入子系统将对象分组归入子系统 将对象分组归入子系统的规则将对象分组归入子系统的规则：将在同一个用例中所明确的对象归入同一个子将在同一个用例中所明确的对象归入同一个子系统；系统；尽量尽量减少跨越减少跨越子系统边界的关联数目；子系统边界的关联数目；同一个子系统中的所有对象应该是同一个子系统中的所有对象应该是功能相关功能相关的。的。7.2 问题域设计将对象分组归入子系统将对

9、象分组归入子系统 根据上面的规则，可以将根据上面的规则，可以将BookStoreBookStore、BookshelfBookshelf及及BookBook三个类归入图书管理子系统；三个类归入图书管理子系统；将将CustomerCustomer、StudentStudent、TeacherTeacher和和OtherOther四个类四个类归入顾客管理子系统；归入顾客管理子系统；将将LeaseLease、DailyLeaseDailyLease及及BookLeaseBookLease三个类归入三个类归入租书管理子系统。租书管理子系统。7.2 问题域设计增加控制类增加控制类 处理业务逻辑的常见方法

10、是在底层的业务逻辑处理业务逻辑的常见方法是在底层的业务逻辑模型之上增加控制类。模型之上增加控制类。表示层与业务逻辑层的交互完全通过控制类。表示层与业务逻辑层的交互完全通过控制类。在最简单的情况下，可以根据用例来组织控制在最简单的情况下，可以根据用例来组织控制类。类。7.2 问题域设计增加控制类增加控制类 例如，在校内书店管理系统中，针对三个子系例如，在校内书店管理系统中，针对三个子系统可以增加三个控制类：统可以增加三个控制类：图书管理图书管理（BookManagementBookManagement）顾客管理顾客管理（CustomerManagementCustomerManagement）租

11、书管理租书管理（LeaseManagementLeaseManagement）每个类针对每个用例提供相应的方法。每个类针对每个用例提供相应的方法。7.2 问题域设计增加控制类增加控制类 7.3 界面层设计界面设计方法和原则界面设计方法和原则用户操纵控制用户操纵控制 减轻用户的记忆负担减轻用户的记忆负担保持界面一致保持界面一致 7.3 界面层设计书店管理系统界面设计方案书店管理系统界面设计方案 界面设计时考虑了以下几个方面：界面设计时考虑了以下几个方面：界面简洁，功能访问便捷，方便用户快速进入界面简洁，功能访问便捷，方便用户快速进入所需的业务处理界面；所需的业务处理界面；界面布局保持界面布局保持

12、WindowsWindows系统界面风格，符合用户系统界面风格，符合用户使用习惯，例如通过标题栏缩放和关闭应用系使用习惯，例如通过标题栏缩放和关闭应用系统，将菜单栏放置在标题栏下面；统，将菜单栏放置在标题栏下面；设计快捷键，可通过键盘方式快速进入业务处设计快捷键，可通过键盘方式快速进入业务处理界面。理界面。7.3 界面层设计主界面设计方案主界面设计方案 7.3 界面层设计图书管理界面设计图书管理界面设计7.4 数据层设计数据库设计数据库设计：将将UMLUML类图映射到关系数据库类图映射到关系数据库一个普通的类可以映射为一个表或多个表一个普通的类可以映射为一个表或多个表当分解为多个表时，可以采用

13、横切和竖切的方法。当分解为多个表时，可以采用横切和竖切的方法。竖切常用于实例较少而属性很多的对象，将不同分类的属竖切常用于实例较少而属性很多的对象，将不同分类的属性映射成不同的表。通常将经常使用的属性放在主表中，性映射成不同的表。通常将经常使用的属性放在主表中，而将其他一些次要的属性放到其他表中。而将其他一些次要的属性放到其他表中。横切常常用于记录与时间相关的对象，如成绩记录、运行横切常常用于记录与时间相关的对象，如成绩记录、运行记录等。记录等。7.4 数据层设计数据库设计数据库设计：将将UMLUML类图映射到关系数据库类图映射到关系数据库关联关系的映射关联关系的映射 一对一关联的映射一对一关

14、联的映射：对于一对一关联，可以在两个表中：对于一对一关联，可以在两个表中都引入外键，这样两个表之间可以进行双向导航。也可都引入外键，这样两个表之间可以进行双向导航。也可以根据具体情况，将类组合成一张单独的表。以根据具体情况，将类组合成一张单独的表。一对多关联的映射一对多关联的映射：可以将关联中的：可以将关联中的“一一”端毫无变化端毫无变化地映射到一张表，将关联中地映射到一张表，将关联中“多多”端上的类映射到带有端上的类映射到带有外键的另一张表，使外键满足关系引用的完整性。外键的另一张表，使外键满足关系引用的完整性。7.4 数据层设计数据库设计数据库设计：将将UMLUML类图映射到关系数据库类图

15、映射到关系数据库关联关系的映射关联关系的映射 多对多关联的映射多对多关联的映射：由于记录的一个外键最多只能引用：由于记录的一个外键最多只能引用另一条记录的一个主键值，因此关系数据库模型不能在另一条记录的一个主键值，因此关系数据库模型不能在表之间直接维护一个多对多关联。表之间直接维护一个多对多关联。为了表示多对多关联，关系模型必须引入一个为了表示多对多关联，关系模型必须引入一个关联表关联表，将两个类之间的多对多关联转换成表上的两个一对多关将两个类之间的多对多关联转换成表上的两个一对多关联。联。7.4 数据层设计数据库设计数据库设计：将将UMLUML类图映射到关系数据库类图映射到关系数据库继承关系

16、的映射继承关系的映射 单表继承单表继承：为基类及其子类建立一张表。这种方法比较：为基类及其子类建立一张表。这种方法比较容易实现，并且易于重构。容易实现，并且易于重构。子类表继承子类表继承：将每个子类映射到一张表，没有基类表。：将每个子类映射到一张表，没有基类表。在每个子类的表中包括基类的所有属性。这种方法适用在每个子类的表中包括基类的所有属性。这种方法适用于子类的个数不多，基类属性比较少的情况。于子类的个数不多，基类属性比较少的情况。所有类表继承所有类表继承：将基类映射到一张表，每个子类都映射：将基类映射到一张表，每个子类都映射为一张表。在基类对应的表中定义主键，而在子类对应为一张表。在基类对

17、应的表中定义主键，而在子类对应的表中定义外键。的表中定义外键。7.4 数据层设计7.4 数据层设计数据库设计数据库设计：将将UMLUML类图映射到关系数据库类图映射到关系数据库继承关系的映射继承关系的映射 以上三种选择并不是相互排斥的，在一个类层次以上三种选择并不是相互排斥的，在一个类层次结构中可以混合使用多种模式。结构中可以混合使用多种模式。例如，可以用单表继承将几个类映射到一张表，例如，可以用单表继承将几个类映射到一张表，并且使用类表继承来处理一些特殊情况。并且使用类表继承来处理一些特殊情况。7.4 数据层设计7.4 数据层设计数据库设计数据库设计：将将UMLUML类图映射到关系数据库类图

18、映射到关系数据库继承关系的映射举例：继承关系的映射举例：根据继承关系映射的第三根据继承关系映射的第三种方法来设计数据库表，将采用种方法来设计数据库表，将采用4 4张表来存储；张表来存储；7.4 数据层设计7.4 数据层设计数据库设计数据库设计：将将UMLUML类图映射到关系数据库类图映射到关系数据库LeaseLease类及其子类可采用一张表存储；类及其子类可采用一张表存储；BookStoreBookStore、BookshelfBookshelf及及BookBook各用一张表存储。各用一张表存储。7.4 数据层设计数据库设计数据库设计：将将UMLUML类图映射到关系数据库类图映射到关系数据库7

19、.4 数据层设计数据库设计数据库设计：将将UMLUML类图映射到关系数据库类图映射到关系数据库7.4 数据层设计数据库设计数据库设计：将将UMLUML类图映射到关系数据库类图映射到关系数据库7.4 数据层设计数据库设计数据库设计：将将UMLUML类图映射到关系数据库类图映射到关系数据库7.4 数据层设计数据库设计数据库设计：将将UMLUML类图映射到关系数据库类图映射到关系数据库7.4 数据层设计数据库设计数据库设计：将将UMLUML类图映射到关系数据库类图映射到关系数据库7.4 数据层设计数据库设计数据库设计：将将UMLUML类图映射到关系数据库类图映射到关系数据库7.4 数据层设计数据访问

20、类设计数据访问类设计将对数据的访问（如将对数据的访问（如SQLSQL访问）从业务逻辑层中访问）从业务逻辑层中分离出来，并将其放到独立的数据访问类中分离出来，并将其放到独立的数据访问类中;以数据库中的表结构为基础以数据库中的表结构为基础，每一个数据库表，每一个数据库表对应一个数据访问类对应一个数据访问类；这些类为数据表建立了；这些类为数据表建立了一个入口。一个入口。应用程序的其他部分不需要了解任何与应用程序的其他部分不需要了解任何与SQLSQL有关有关的事情，而且很容易就能找到所有访问数据库的事情，而且很容易就能找到所有访问数据库的操作。的操作。7.4 数据层设计数据访问类设计数据访问类设计使用

21、入口的方法主要有两种：使用入口的方法主要有两种：行数据入口行数据入口：用面向对象的方式来看待数据，：用面向对象的方式来看待数据，为查询语句为查询语句返回的每一行产生一个实例返回的每一行产生一个实例。表数据入口表数据入口 ：许多开发环境提供记录集，这是：许多开发环境提供记录集，这是表和数据行的一种通用数据结构，用来模拟数表和数据行的一种通用数据结构，用来模拟数据库的表格式属性。表数据入口提供了查询数据库的表格式属性。表数据入口提供了查询数据库的方法，据库的方法，返回一个记录集返回一个记录集。7.4 数据层设计行数据入口行数据入口7.4 数据层设计表数据入口表数据入口本章小结本章结合实例介绍了面向

22、对象设计的一般方法。本章结合实例介绍了面向对象设计的一般方法。通常要从水平和垂直两个方向对系统进行分解。通常要从水平和垂直两个方向对系统进行分解。水平方向的分解一般为三层，即界面层、业务逻水平方向的分解一般为三层，即界面层、业务逻辑层及数据层。辑层及数据层。垂直方向的分解与应用领域及功能需求直接相关，垂直方向的分解与应用领域及功能需求直接相关，分解的原则是各部分相对独立，保持高内聚、低分解的原则是各部分相对独立，保持高内聚、低耦合。耦合。习题(1)(1)考虑数据库设计的其他方案，由于考虑数据库设计的其他方案，由于Teacher Teacher、StudentStudent、OtherOther

23、类定义中增加的属性不多，因类定义中增加的属性不多，因此，在设计数据库时，可以使用单表继承方式，此，在设计数据库时，可以使用单表继承方式，即将即将Teacher Teacher、StudentStudent、OtherOther类与其父类类与其父类CustomerCustomer合在一起，建立一张表，而不是建立四合在一起，建立一张表，而不是建立四张表。试给出具体的表结构设计方案。张表。试给出具体的表结构设计方案。习题(2)(2)用面向对象方法设计网上购书系统的软件结构，网上购用面向对象方法设计网上购书系统的软件结构，网上购书系统的业务如下：书系统的业务如下：某书店为方便顾客通过某书店为方便顾客通

24、过InternetInternet购买相关图书，开发一个购买相关图书，开发一个“网上购书系统网上购书系统”，顾客可以通过，顾客可以通过WebWeb页面注册并登录页面注册并登录“网上购书系统网上购书系统”，通过，通过WebWeb页面查看、选择图书，系统根页面查看、选择图书，系统根据用户选择的图书单价、数量，系统自动生成订单，并计据用户选择的图书单价、数量，系统自动生成订单，并计算总价格。算总价格。顾客在提交订单之前，必须填写关于寄送地址和发票及付顾客在提交订单之前，必须填写关于寄送地址和发票及付款方式等细节，一旦订单被提交，系统显示确认信息，并款方式等细节，一旦订单被提交，系统显示确认信息，并附上订单的详细信息。顾客可以在线查询订单的状态。附上订单的详细信息。顾客可以在线查询订单的状态。系统管理人员查看顾客的订单，验证顾客的信用和付款方系统管理人员查看顾客的订单，验证顾客的信用和付款方式，向仓库请求所购图书，打印发票并发货。式，向仓库请求所购图书，打印发票并发货。(3)(3)设计网上购书系统问题域的类图。设计网上购书系统问题域的类图。