1、第第3章章 面向?qū)ο筌浖_(kāi)發(fā)技術(shù)面向?qū)ο筌浖_(kāi)發(fā)技術(shù) 本章簡(jiǎn)介本章引見(jiàn)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)言語(yǔ)、軟件開(kāi)發(fā)的方法與過(guò)程、面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)的軟件開(kāi)發(fā)方法，面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)方法與UML模型的關(guān)系，對(duì)UML圖在軟件開(kāi)發(fā)階段所處的位置也作簡(jiǎn)要闡明。 面向?qū)ο缶幊萄哉Z(yǔ) 面向?qū)ο蟾拍畹挠蓙?lái)OOP的簡(jiǎn)史C+言語(yǔ)Java言語(yǔ)當(dāng)前新推出的IDE幾乎都是面向?qū)ο蟮模纾琌racle9i JDeveloper，C+ Builder。軟件開(kāi)發(fā)的方法與過(guò)程 軟件開(kāi)發(fā)的方法與過(guò)程，描畫(huà)了在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中各開(kāi)發(fā)階段之間的順序，以及從前一階段到后一階段的過(guò)渡原那么。 軟件開(kāi)發(fā)的方法定義了一種設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)軟件的方法，并確定了需

2、求執(zhí)行的義務(wù)以及這些義務(wù)的輸出。 過(guò)程要定義一個(gè)在組織中開(kāi)發(fā)軟件需求執(zhí)行的義務(wù)序列，這能夠會(huì)包括技術(shù)性的與非技術(shù)性的內(nèi)容。 瀑布模型Waterfall Model。 面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)開(kāi)發(fā)模型，例如，螺線模型Spiral Model。 構(gòu)造性的方法定義了功能分解、建立數(shù)據(jù)流程圖以及過(guò)程圖。面向?qū)ο蠓椒敲葱枨蠼㈩惻c對(duì)象圖，建立類的形狀轉(zhuǎn)換圖，以及建立音訊序列圖 瀑布模型 瀑布模型定義了軟件開(kāi)發(fā)周期中根本的過(guò)程和步驟，并就它們的作用與順序提供了指點(diǎn)。 瀑布模型將軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)分為7個(gè)階段：需求匯總、分析、構(gòu)造設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試、配置并操作，如圖3.1所示。 瀑布模型 螺線模型 螺線模型是瀑

3、布模型與快速原型方法的結(jié)合，因此具有兩種方法的優(yōu)點(diǎn)。 螺線模型是由分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試4個(gè)部分組成的迭代模型，每一個(gè)周期都是一次迭代過(guò)程。每迭代一次，系統(tǒng)就生成一個(gè)新版本，軟件開(kāi)發(fā)就前進(jìn)一個(gè)層次。 螺線模型提供了大型軟件設(shè)計(jì)的宏觀過(guò)程，在早期就留意到軟件重用、軟件進(jìn)化和快速原型螺線模型 分析設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)測(cè)試面向?qū)ο筌浖_(kāi)發(fā)方法 面向?qū)ο筌浖_(kāi)發(fā)方法就是將面向?qū)ο蠹夹g(shù)運(yùn)用于軟件開(kāi)發(fā)的整個(gè)過(guò)程，包括OOA、OOD和OOP。 在分析階段要確定系統(tǒng)做什么，要對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的概念進(jìn)展籠統(tǒng)，構(gòu)造出對(duì)象和類； 在設(shè)計(jì)階段要確定系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)預(yù)期目的，要把分析階段的模型進(jìn)展分解和細(xì)化，得到系統(tǒng)實(shí)施的詳細(xì)方案。這樣，

4、設(shè)計(jì)的結(jié)果很容易用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)言語(yǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 面向?qū)ο蟮姆治?面向?qū)ο蟮姆治龇椒▽④浖到y(tǒng)描畫(huà)成一組對(duì)象的集合，采用籠統(tǒng)的對(duì)象模型、記號(hào)系統(tǒng)和方法。 主要的面向?qū)ο蟮姆治龇椒ㄓ校篊oad與Yourdon的面向?qū)ο蟮姆治龇椒āailin的面向?qū)ο蟮臉?gòu)造化分析方法和Shlaer與Mellor的面向?qū)ο蟮姆治龇椒ā?Coad與Yourdon的面向?qū)ο蠓治龇椒ǚ譃?個(gè)步驟：發(fā)現(xiàn)對(duì)象和類、標(biāo)識(shí)構(gòu)造、定義主題詞、描畫(huà)屬性、描畫(huà)外部效力操作 1發(fā)現(xiàn)對(duì)象和類 Coad與Yourdon的OOA方法中，用粗圓角的方框表示類，分為3個(gè)部分，分別放類名、屬性和操作；類的對(duì)象用細(xì)的方框來(lái)表示。在運(yùn)用這種方法進(jìn)展分

5、析時(shí)，不用拘泥于Coad與Yourdon的表示方法，可以采用UML中的表示方法來(lái)表示類和對(duì)象。 2標(biāo)識(shí)構(gòu)造 在Coad與Yourdon的OOA方法中，將普通 特殊構(gòu)造用半圓記號(hào)表示，普通的類在上，特殊的類在下，半圓指向普通化的類。用三角記號(hào)表示整體 部分構(gòu)造，用連線銜接對(duì)象，整體對(duì)象在上，部分對(duì)象在下。如今，各種方法的表示都可以一致為UML表示法，所以在標(biāo)識(shí)構(gòu)造時(shí)，也可以采用UML中的表示方法。 3定義主題詞 在現(xiàn)實(shí)的系統(tǒng)中，往往存在大量的對(duì)象和構(gòu)造，因此要加上一個(gè)主題層，對(duì)問(wèn)題空間進(jìn)展高度概括和總結(jié)，從一個(gè)更高的角度來(lái)調(diào)查整個(gè)系統(tǒng)。定義主題時(shí)，首先要找出系統(tǒng)中最主要的類，然后按問(wèn)題的子領(lǐng)域來(lái)

6、對(duì)這些候選主題進(jìn)展挑選，并思索主題間的相互依賴和交互作用，使彼此的相互影響到達(dá)最小。 4描畫(huà)屬性屬性是描畫(huà)類中每個(gè)對(duì)象的特征的數(shù)據(jù)。要從有關(guān)問(wèn)題領(lǐng)域與系統(tǒng)責(zé)任的描畫(huà)中識(shí)別屬性，并經(jīng)過(guò)普通 特殊構(gòu)造中的承繼關(guān)系，將屬性放到適當(dāng)?shù)奈恢谩槊總€(gè)屬性確定一個(gè)易了解的名字，加上一些描畫(huà)以及對(duì)屬性闡明的約束。 5. 描畫(huà)外部效力普通情況下，對(duì)象包含的操作主要有：對(duì)象的創(chuàng)建與初始化、對(duì)象的銜接、存取對(duì)象的屬性值、釋放對(duì)象、計(jì)算、監(jiān)視等。用適當(dāng)?shù)拿謥?lái)標(biāo)識(shí)這些操作，并加上適當(dāng)?shù)奈淖只驁D表闡明。最后，將一切的OOA文檔聚集起來(lái)，包括：5層OOA模型主題、類 對(duì)象、構(gòu)造、屬性和操作、類 對(duì)象闡明和必要的輔助文檔。

7、 面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì) 面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)是把分析階段得到的需求轉(zhuǎn)變成符合本錢(qián)和質(zhì)量要求的、籠統(tǒng)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案的過(guò)程。從分析到設(shè)計(jì)，是一個(gè)逐漸擴(kuò)展模型的過(guò)程。或者說(shuō)，面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)就是用面向?qū)ο蟮挠^念建立求解域模型的過(guò)程。 Coad和Yourdon的OOD方法 Coad和Yourdon提出的OOD方法，由4部分組成：?jiǎn)栴}領(lǐng)域部件設(shè)計(jì)、用戶界面部件設(shè)計(jì)、義務(wù)管理部件設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)管理部件設(shè)計(jì)。每個(gè)部件由主題詞、對(duì)象及類、構(gòu)造、屬性和外部效力5層組成，如圖3.3所示。 設(shè)計(jì)階段的四個(gè)組成部分 Wirfs Brock的責(zé)任驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì) Wirfs Brock的責(zé)任驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方法，也稱為CRC方法，其中心是用類所承當(dāng)?shù)呢?zé)

8、任來(lái)描畫(huà)系統(tǒng)。這種方法采用責(zé)任把封裝的概念帶到分析與設(shè)計(jì)的活動(dòng)中去，經(jīng)過(guò)客戶 效力器模型來(lái)改良封裝性。 可以采用CRC卡來(lái)記錄初始的設(shè)計(jì)。每個(gè)類寫(xiě)在一張卡上，類的名字在頂部，責(zé)任寫(xiě)在左邊，完成責(zé)任時(shí)需求為其提供效力的協(xié)作者的類名寫(xiě)在責(zé)任的右邊，如圖3.4所示。 CRC卡 Booch的OOD 其方法主要包括以下步驟：1標(biāo)識(shí)類與對(duì)象。2標(biāo)識(shí)類與對(duì)象的語(yǔ)義。3標(biāo)識(shí)類與對(duì)象之間的關(guān)系。4實(shí)現(xiàn)類與對(duì)象。 對(duì)象模型化技術(shù) OMT以面向?qū)ο笏枷霝楦祝?jīng)過(guò)構(gòu)造一組相關(guān)的模型來(lái)確定系統(tǒng)的需求、有關(guān)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)原那么，再將問(wèn)題領(lǐng)域的分析模型變換成實(shí)現(xiàn)領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)模型。 在OMT方法中，主要用到3種面向?qū)ο筌浖?/p>

9、型：對(duì)象模型、動(dòng)態(tài)模型和功能模型對(duì)象模型化技術(shù)對(duì)象模型主要描畫(huà)系統(tǒng)中對(duì)象的靜態(tài)構(gòu)造，表示系統(tǒng)中的對(duì)象、類及之間的靜態(tài)聯(lián)絡(luò)，包括分析對(duì)象模型和設(shè)計(jì)對(duì)象模型。分析對(duì)象模型描畫(huà)了問(wèn)題領(lǐng)域中的類、類的屬性、操作以及類之間的承繼、聚集和關(guān)聯(lián)關(guān)系。設(shè)計(jì)對(duì)象模型描畫(huà)了實(shí)現(xiàn)領(lǐng)域中的類、類的屬性、方法和類之間的承繼、聚集和依賴等關(guān)系。 對(duì)象模型化技術(shù)在UML中，將各種方法運(yùn)用的符號(hào)進(jìn)展了一致，因此如今可以運(yùn)用UML表示法來(lái)描畫(huà)對(duì)象模型。 動(dòng)態(tài)模型描畫(huà)了系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)行為，即與時(shí)間有關(guān)的方面以及操作發(fā)生的順序。動(dòng)態(tài)模型用形狀轉(zhuǎn)換圖表示，每個(gè)形狀轉(zhuǎn)換圖描畫(huà)了系統(tǒng)中對(duì)一個(gè)類的對(duì)象允許的事件和形狀序列。圖中的事件對(duì)應(yīng)于對(duì)

10、象模型中的操作，而動(dòng)作那么對(duì)應(yīng)于功能模型中的功能。 對(duì)象模型化技術(shù)功能模型用數(shù)據(jù)流圖來(lái)表示，描畫(huà)了系統(tǒng)中與值轉(zhuǎn)換有關(guān)的情況，包括函數(shù)、映射、約束和功能性依賴。動(dòng)態(tài)模型和功能模型都是對(duì)象模型的補(bǔ)充。 OMT設(shè)計(jì)方法包括分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和對(duì)象設(shè)計(jì)3個(gè)步驟。 對(duì)象模型化技術(shù)分析階段要對(duì)描畫(huà)系統(tǒng)需求的問(wèn)題陳說(shuō)進(jìn)展處置，產(chǎn)生一個(gè)方式化的模型，描畫(huà)系統(tǒng)中的對(duì)象、對(duì)象之間的關(guān)系、動(dòng)態(tài)的控制流和數(shù)據(jù)的函數(shù)性轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段決議系統(tǒng)的整體構(gòu)造，以對(duì)象模型為根據(jù)，將系統(tǒng)劃分成子系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)并發(fā)在對(duì)象設(shè)計(jì)階段，要設(shè)計(jì)系統(tǒng)中主要函數(shù)的實(shí)現(xiàn)算法，對(duì)分析模型進(jìn)展求精和優(yōu)化，產(chǎn)生一個(gè)適用的設(shè)計(jì)方案。 設(shè)計(jì)方式 設(shè)計(jì)方式通常

11、包括方式的描畫(huà)、UML圖，方式要處理的問(wèn)題范圍、范例代碼、其他競(jìng)爭(zhēng)的設(shè)計(jì)方式選擇、這些選擇中的有關(guān)協(xié)定等。設(shè)計(jì)方式正在成為通用的處理方案，由于它很容易運(yùn)用于特殊的軟件開(kāi)發(fā)工程之中 UML模型和視圖 UMLUnified Modeling Language，一致建模言語(yǔ)是一種用于建立商業(yè)模型及軟件系統(tǒng)模型的規(guī)范言語(yǔ)和圖形符號(hào)，它能以圖表方式對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)展可視化描畫(huà)，是“軟件分析與設(shè)計(jì)中的規(guī)范言語(yǔ)。 UML定義了一種籠統(tǒng)的用來(lái)描畫(huà)軟件系統(tǒng)構(gòu)造和行為的言語(yǔ)，還定義了一種規(guī)范的用來(lái)建立模型元素視圖的圖形符號(hào)。普通地，可以將UML規(guī)范圖分為構(gòu)造圖和行為圖。 1UML構(gòu)造圖 1類圖Class Diagra

12、ms 描畫(huà)系統(tǒng)中一組類和接口間的靜態(tài)關(guān)系，這些關(guān)系既包括類之間的承繼關(guān)系，也包括類之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。2對(duì)象圖Object Diagrams 提供在指定時(shí)辰位于類實(shí)例間的關(guān)系的快照視圖。在以一種靜態(tài)的方法保管并闡明系統(tǒng)內(nèi)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)時(shí)，對(duì)象圖會(huì)很有用。 3組件圖Compenent Diagrams 描畫(huà)系統(tǒng)的靜態(tài)實(shí)現(xiàn)視圖，顯示了一組組件和它們之間的關(guān)系。組件代表的是模型中邏輯籠統(tǒng)的物理實(shí)現(xiàn)，例如，類和它們的交互。4部署圖Deployment Diagrams 描畫(huà)在一個(gè)系統(tǒng)構(gòu)造視圖中物理節(jié)點(diǎn)的鏈接，節(jié)點(diǎn)是為執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)組件提供物理操作環(huán)境的計(jì)算資源。 2UML行為圖 1用例圖Use Case Diagrams 經(jīng)過(guò)描畫(huà)一組用例與其執(zhí)行者之間的關(guān)系，為系統(tǒng)、子系統(tǒng)或類的行為建立模型。2活動(dòng)圖Activity Diagrams 顯示了一個(gè)系統(tǒng)的活動(dòng)流，包括從活動(dòng)到活動(dòng)的延續(xù)流，以及執(zhí)行這些活動(dòng)或由這些活動(dòng)產(chǎn)生的對(duì)象。 3形狀圖Statechart Diagrams 描畫(huà)一系列對(duì)象的內(nèi)部形狀以及形狀的變化和轉(zhuǎn)移，常用于給對(duì)象的事件順序行為建模。4順序圖Sequence Diagrams 經(jīng)過(guò)強(qiáng)調(diào)音訊的時(shí)間順序，描畫(huà)對(duì)象間的相互關(guān)系。這些對(duì)象是類的典型實(shí)例，且可以描畫(huà)其他的分類者，例如，執(zhí)行者、組件或節(jié)點(diǎn)。5協(xié)作圖Collaboration Diagrams描