软件工程第9章.pptx

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1、二、程序修改困难二、程序修改困难利用结构分析方法所产生的模块其数据和操作是互相分开的。现假设需要修改某项功能，那么必须修改数据库结构的某一部分，同时修改或增加某个模块。但是我们不能仅改变数据字段的名字而不改变其他受影响的程序。如果是普通的数据文件，那么不修改全部有关程序而单独修改数据文件是不可能的。但对于用面向对象方法开发的程序，因为数据和操作是封装在一起而成为模块，其内聚性更强，即有更强的信息隐蔽的能力，因而程序的改变是相对容易的。在大型软件开发的过程中，应用传统的方法时，结构分析是结构程序设计的补充；应用面向对象的方法时，面向对象的分析与设计是面向对象程序设计的补充。第1页/共15页9.2

2、 面向对象的概念面向对象的概念9.2.1 对象对象对象是客观世界中存在的具体事物，每个对象都具有可区别于其他对象的属性，通常称为标识符。对于每个特定的对象都有它自己的特定的属性值。同时每一个对象都有自己的操作，操作的逻辑是由称为对象的类的概念定义的。类是一个抽象的概念，它定义了一类对象共同的属性和操作。例如一个汽车类的属性可以有出厂号码、座位数、额色和耗油量等，其操作可以有起动、加速、转向等等。学生也可以是一个类，其属性有学生号、姓名、性别和出生日期等，其操作可以有入学、注册、选课、退学等。第2页/共15页一个具体的学生对象称为学生类的一个实例。根据类的定义可以静态或动态地生成一些对象称为例化

3、。静态生成是指程序编译时生成；动态生成是指程序运行时生成。对象的操作通常是对对象自己的属性值进行操作，仍如一个对象具有属性年龄，并且有操作：年龄加一，则年龄加一操作是将该对象自身的年龄加1。这种对象常常称为被动对象，我们说的对象都是指被动对象。在面向对象的分析模型中类是用圆角矩形表示的。将矩形分为三部分：顶部标明类的名字；中间给出组成该类的属性名，底部列出了该类的全部操作，也有人称这些操作为该类所提供的服务。一个类的图形符号表示示于图9.1中。第3页/共15页9.2.2 对象间的关系对象间的关系一、概化特化关系 概化特化关系是一般性事务和特殊性事务之间的关系。例如在学校环境中，存在人员对象，这

4、个对象是学校中所有的人。但是学校中有教职工和学生。教职工有特殊属性：职工号和工资。学生有特殊属性学号和专业。教职工有特殊操作：挣工资；学生有特殊操作：选课。这是一个概化特化关系，示于图9.2中，半圆弧表示了概化特化关系。半圆弧的上方的类称为超类，下方的类称为子类。这样一个类之间的关系图又称为类层次图。在类层次图中子类继承了超类的属性和操作。因此，教职工类和学生类都有人员类的全部属性和操作。第4页/共15页二、整体部分关系整体部分关系又称为聚合关系，这个关系表明了一个整体对象由哪些部分对象组成。这种关系最广泛地出现在制造行业中，例如汽车由车身、车窗、车门和车轮构成。图9.3表示了这个关系。用三角

5、形和连线表示了整体一部分关系，三角形的顶点指向整体部分，底边面向组成部分。在图9.3中每个组成部分用了一个小三角形，也可以只用一个略大的小三角形，并用多个连线把整体和各个组成部分连起来。连线上的数字表明对象参与关系的次数，整体侧的数字表示部分侧对象参与关系的次数，而部分侧的数字表明整体对象参与的次数。例如图9.3中表示了1个汽车有46个车轮组成。第5页/共15页三、对象的相互作用关系客观世界的某些对象之间存在一种“指挥”关系，例如经理让程序员编程序，驾驶员使汽车起动，老师让学生完成作业等。这种关系示于图9.4中。相互作用关系也可以是双向的，如学生要求老师批改作业。相互作用关系反映在面向对象的程

6、序设计中是一个对象向另一个对象发送消息(message)请求另一个对象的服务。第6页/共15页四、关联关系客观世界中某些对象之间存在着相互联系的关系，某种类型的一些对象的存在对应着一定数量的另一种对象的存在。我们称这种关系为关联关系。例如一个学生可以选修14门课程，而一门课程可由0n个学生选修。在对象关联关系的图示中约束标注如下：学生对象参与关系的次数注于学生对象侧，而课程对象参与关系的次数同样标注在课程对象侧，如图9.5所示。第7页/共15页9.3 面向对象的程序设计程序设计面向对象的程序设计程序设计9.3.1 面向对象程序设计的风格面向对象程序设计的风格面向对象的程序设计与传统的结构程序设

7、计属于两种不同的文化。在传统的程序设计中把模块看成是黑箱，它接受给定的输入，进行需要的处理，最后产生规定的输出。面向对象的程序设计中，把数据及加工该数据的所有处理一起封装成一个模块，即构成一个对象。其他的对象可以使用这个对象所提供的服务。传统的实现方式如图9.6（a）所示，面向对象的实现方式如图9.6（b）所示。第8页/共15页9.3.2 面向对象程序的特性面向对象程序的特性（1）封装性这种只能通过接口存取数据的特性称为程序的封装性。封装性提高了信息隐蔽的能力，使模块之间耦合变弱，从而使程序更容易修改。（2）继承性子类具备超类的所有属性和操作。（3）多态性面向对象程序的多态性表现在用相同的操作

8、名在一个类层次的不同类中实现不同的功能并且用同一个消息能在不同的对象中引起不同的响应。这个特性给程序的维护带来方便。第9页/共15页9.4 面向对象的系统分析和设计面向对象的系统分析和设计9.4.1 面向对象的分析（面向对象的分析（OOA）一、标识类和对象对象通常有下列形式的表现：(1)产生或消费计算机系统使用信息的外部实体(例如其他系统、设备、人员)；(2)问题的信息域组成部分的事物(如报表、显示、字母和信号)；(3)在系统操作范围内出现的事件(如资金转帐等)；(4)和系统交互的人员所起的作用(如管理者、工程师、销售员)；(5)和应用有关的组织单位(如部、组)；(6)确立问题的周边条件和系统

9、总体功能的场所(如制造车间或者装卸码头)；(7)定义了一类对象或者和一些对象有关的结构(如传感器、四轮车辆或者计算机)。第10页/共15页二、规定属性属性描述了分析模型中的对象：本质上，是属性定义了对象，澄清了问题空间中对象的意义。为了给对象开发有意义的属性，分析员能够再次研究问题的处理描述(或者范围叙述)，并且选择合理地属于那个对象的事项。另外，对于每个对象回答问题：“什么数据项(组合的和/或元素的)充分定义了问题中的这个对象?”第11页/共15页操作定义了对象的行为，并以某种方式改变对象的属性。更准确地讲，操作改变了包含在对象中的一个或多个属性的值。所以操作必须知道对象的属性，并以某种方式

10、实现以允许它去操作属性的值。操作的三种类型：以某种方式操纵数据的操作(如增加、删除、修改和选择)；执行计算的操作；监视一个对象的控制事件是否出现的操作。三、定义操作第12页/共15页9.4.2 面向对象的设计（面向对象的设计（OOD）面向对象设计的惟一本质是它支持4个重要的软件设计概念：抽象、信息隐蔽、功能独立和模块化。所有的设计方法都追求这个目标。但是只有OOD支持这4个概念并且有更低的复杂性。一、面向对象的系统设计(1)子系统层。这个层含有每个子系统的设计表示，它们使得软件能够完成用户定义的需求，并实现支持用户需求的技术上的基础结构。(2)类和对象层。这个层含有类层次，它们允许使用概化生成

11、系统然后逐步达到需要的特化。(3)消息层。这个层含有每个对象和它的协调者通讯的细节，这个层建立了系统内部和外部的接口。(4)责任层。该层含有每个对象的属性和操作的数据结构设计和算法设计。第13页/共15页二、设计考虑Bertrand Meyer提出判定设计方法取得模块化能力的5准则：(1)可分解性：一个设计方法帮助设计者分解大的问题成为一些更容易解决的子系统的性质。(2)组合性：一个设计方法保证程序部件(模块)一旦设计和建成能再使用以生成其他系统的能力。(3)可理解性：一个程序部件不用参考其他信息和其他模块，即可容易理解的程度。(4)连续性：对一个程序作一些小的改变，使这些改变限制在一个模块或少数模块中的能力。(5)保护性：当一个错误出现在一个模块中时，减少负作用传播的结构特征。根据这些原则，Meyer建议了用于模块化体系结构的5个设计原理：语言的模块化单位；少数的接口；小的接口(弱的耦台)；明显的接口；信息隐蔽。第14页/共15页感谢您的观看！第15页/共15页