第12章-面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)課件

1第12章面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)

1第12章面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)2面向?qū)ο箝_發(fā)方法

面向?qū)ο蠓椒ㄊ且环N基于對(duì)象（數(shù)據(jù)、屬性、操作構(gòu)成統(tǒng)一體）的方法。 面向?qū)ο蠓椒ㄔ诟拍詈捅硎痉椒ㄉ系囊恢滦?，保證了軟件工程各項(xiàng)開發(fā)活動(dòng)之間的平滑（“無縫”）過渡。 面向?qū)ο箝_發(fā)過程的核心是面向?qū)ο蠓治觯∣OA）和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（OOD）兩個(gè)階段，但二者的界限比較模糊。OOA是分析使用實(shí)例，提取用戶需求，建立問題域邏輯模型的過程；OOD是建立面向?qū)ο蟮那蠼庥蚰Ｐ偷倪^程。從OOA到OOD實(shí)際是一個(gè)多次反復(fù)、逐步迭代模型的過程。2面向?qū)ο箝_發(fā)方法面向?qū)ο蠓椒ㄊ且环N基于對(duì)象（數(shù)據(jù)312.1面向?qū)ο蠼?4面向?qū)ο竽Ｐ?/p>

面向?qū)ο蠓椒ㄩ_發(fā)軟件的關(guān)鍵是對(duì)問題域的理解。采用面向?qū)ο笥^點(diǎn)建立問題域模型，開發(fā)出盡可能完善的表現(xiàn)求解域模型的軟件，是面向?qū)ο蠼５哪繕?biāo)。 面向?qū)ο蠼＜夹g(shù)所建立的三種模型——對(duì)象模型、動(dòng)態(tài)模型和功能模型，分別從三個(gè)不同側(cè)面描述了所要開發(fā)的系統(tǒng)。對(duì)象模型定義了“做什么”的實(shí)體，功能模型指明了系統(tǒng)應(yīng)該“做什么”，動(dòng)態(tài)模型明確規(guī)定在何種狀態(tài)下，接受什么事件的觸發(fā)而“做什么”。4面向?qū)ο竽Ｐ兔嫦驅(qū)ο蠓椒ㄩ_發(fā)軟件的關(guān)鍵是對(duì)問題域5對(duì)象模型

◆對(duì)象模型是一個(gè)類（屬性和行為）、對(duì)象（類的實(shí)例）、類和（或）對(duì)象之間關(guān)系的定義集。 ◆對(duì)象模型表示靜態(tài)的、結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)的“數(shù)據(jù)”性質(zhì)，為建立動(dòng)態(tài)模型和功能模型提供了實(shí)質(zhì)性的框架。 ◆對(duì)象模型把面向?qū)ο蟮母拍钆c常用的信息建模概念結(jié)合起來，增強(qiáng)了模型的可理解性和表達(dá)能力。

◆對(duì)象模型還表示了類/對(duì)象之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。類/對(duì)象之間的關(guān)系一般可概括為關(guān)聯(lián)、歸納（泛化）、組合（聚集）三類。5對(duì)象模型 ◆對(duì)象模型是一個(gè)類（屬性和行為）、對(duì)象（類的實(shí)6動(dòng)態(tài)模型

◆動(dòng)態(tài)模型表示瞬間的、行為化的系統(tǒng)“控制”性質(zhì)，它規(guī)定了對(duì)象模型中對(duì)象的合法變化序列。

◆對(duì)象有自己的運(yùn)行周期，由多個(gè)階段組成，每個(gè)特定階段都有規(guī)范該對(duì)象的行為的一組運(yùn)行規(guī)則。 ◆對(duì)象的狀態(tài)是對(duì)象屬性的一種抽象，事件是某個(gè)特定時(shí)刻發(fā)生的一個(gè)系統(tǒng)行為，是引起對(duì)象狀態(tài)轉(zhuǎn)換的控制信息。對(duì)象對(duì)事件的響應(yīng)，取決于當(dāng)時(shí)的狀態(tài)，響應(yīng)包括改變自己的狀態(tài)，或者是形成一個(gè)新的觸發(fā)行為（事件）。

◆動(dòng)態(tài)模型描繪對(duì)象的狀態(tài)，觸發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的事件，以及對(duì)象行為（對(duì)事件的響應(yīng)），即基于事件共享而互相關(guān)聯(lián)的一組狀態(tài)集合構(gòu)成了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型。6動(dòng)態(tài)模型 ◆動(dòng)態(tài)模型表示瞬間的、行為化的系統(tǒng)“控制”性7功能模型

◆功能模型表示變化的系統(tǒng)的“功能”性質(zhì)，指明了系統(tǒng)應(yīng)該“做什么”。它更直接地反映了用戶對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的需求，有助于軟件開發(fā)人員更深入地理解問題域，改進(jìn)和完善自己的分析和設(shè)計(jì)。 ◆功能模型由一組數(shù)據(jù)流圖組成。頂層數(shù)據(jù)流圖中的處理，對(duì)應(yīng)于復(fù)雜對(duì)象提供的服務(wù)；低層數(shù)據(jù)流圖中的處理，對(duì)應(yīng)于基本對(duì)象（復(fù)雜對(duì)象的組成部分）的服務(wù)。一個(gè)處理可能對(duì)應(yīng)多個(gè)服務(wù)，或者是一個(gè)服務(wù)可能對(duì)應(yīng)多個(gè)處理。 ◆功能模型的數(shù)據(jù)流圖遠(yuǎn)不如在結(jié)構(gòu)化方法中那樣重要，但不能忽視功能模型的作用。7功能模型 ◆功能模型表示變化的系統(tǒng)的“功能”性質(zhì)，指明8三種模型的關(guān)系◆對(duì)象模型、動(dòng)態(tài)模型和功能模型相輔相承，使得對(duì)系統(tǒng)的需求分析和設(shè)計(jì)描述更加直觀、全面。 ◆對(duì)象模型是最基本、最重要的模型。 ◆為每個(gè)類建立的動(dòng)態(tài)模型，描述了類和實(shí)例的運(yùn)行周期。 ◆功能模型中的處理，可能產(chǎn)生動(dòng)態(tài)模型中的事件。

◆動(dòng)態(tài)模型中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換驅(qū)使行為發(fā)生。這些行為在數(shù)據(jù)流圖中被映射成處理，同時(shí)與對(duì)象模型中的服務(wù)相對(duì)應(yīng)。8三種模型的關(guān)系◆對(duì)象模型、動(dòng)態(tài)模型和功能模型相輔9三種模型的關(guān)系

◆功能模型中的處理，對(duì)應(yīng)于對(duì)象模型中類/對(duì)象所提供的服務(wù)。 ◆功能模型中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的源點(diǎn)/終點(diǎn)（在功能模型中稱為動(dòng)作對(duì)象）是對(duì)象模型中的對(duì)象；功能模型中的數(shù)據(jù)流是對(duì)象模型中的屬性值，或者是整個(gè)對(duì)象。

◆對(duì)象模型描述了功能模型中的動(dòng)作對(duì)象、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以及數(shù)據(jù)流的結(jié)構(gòu)。9三種模型的關(guān)系◆功能模型中的處理，對(duì)應(yīng)于對(duì)象模型中10統(tǒng)一建模語言（UML）

◆面向?qū)ο箝_發(fā)范型階段之間的過渡是“無縫”的，定義對(duì)象抽象類和建立面向?qū)ο笙到y(tǒng)的各類模型，需要一組便于描述的圖形符號(hào)，并規(guī)定用這些符號(hào)表示特定模型的語義規(guī)則。 ◆統(tǒng)一建模語言（UML）是專門設(shè)計(jì)的一種統(tǒng)一描述面向?qū)ο蠓椒ǖ姆?hào)系統(tǒng)。

◆UML是一種基于面向?qū)ο蟮目梢暬ＵZ言，實(shí)現(xiàn)了基于面向?qū)ο蟮慕９ぞ叩慕y(tǒng)一，已成為國際、國內(nèi)可視化建模語言實(shí)際上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

10統(tǒng)一建模語言（UML） ◆面向?qū)ο箝_發(fā)范型階段之間的過11UML的組成

UML用圖形符號(hào)隱含表示了模型元素的語法，用這些圖形符號(hào)組成元模型表達(dá)語義，組成模型描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（或稱為靜態(tài)特征）以及行為（或稱為動(dòng)態(tài)特征）。

UML定義了兩類模型元素。一類模型元素用于表示模型中的某個(gè)概念，如類、對(duì)象、用例、結(jié)點(diǎn)、構(gòu)件、包、接口等；另一類模型元素用于表示模型元素之間相互連接的關(guān)系，主要有關(guān)聯(lián)、泛化（表示一般與特殊的關(guān)系）、依賴、聚集（表示整體與部分的關(guān)系）等。11UML的組成UML用圖形符號(hào)隱含表示了模型元素的12UML部分模型元素的圖形表示

聚集依賴泛化關(guān)聯(lián)狀態(tài)對(duì)象屬性操作類屬性操作角色用例結(jié)點(diǎn)

構(gòu)件包接口注解12UML部分模型元素的圖形表示聚集依賴泛化關(guān)聯(lián)狀態(tài)對(duì)象類13UML模型結(jié)構(gòu)

根據(jù)UML語義，UML模型結(jié)構(gòu)可分為元元模型、元模型、模型和用戶模型四個(gè)抽象層次結(jié)構(gòu)。它們的層次關(guān)系是下一層是上一層的基礎(chǔ)，上一層是下一層的實(shí)例。

◆元元模型層定義描述元模型的語言，它是任何模型的基礎(chǔ)。UML元元模型定義了元類、元屬性、元操作等概念。

◆元模型層定義描述模型的語言，它是組成UML模型的基本元素，包括面向?qū)ο蠛蜆?gòu)件的概念。元模型是元元模型的一個(gè)實(shí)例。

◆模型層定義描述信息領(lǐng)域的語言，它組成了UML模型。

◆用戶模型層表達(dá)一個(gè)模型的特定情況，是模型的實(shí)例。13UML模型結(jié)構(gòu)根據(jù)UML語義，UML模型結(jié)構(gòu)14UML模型結(jié)構(gòu)和示例

圖12.2UML模型結(jié)構(gòu)用戶模型模型元模型元元模型圖12.3元元模型示例事物圖12.4元模型示例n

相關(guān)1..n鏈接對(duì)象n

相關(guān)1..n關(guān)聯(lián)類n實(shí)例1n實(shí)例1..n14UML模型結(jié)構(gòu)和示例圖12.2UML模型用戶模型元元15UML模型

◆UML可以從不同視角為系統(tǒng)建模，形成不同的視圖。每個(gè)視圖是系統(tǒng)完整描述中的一個(gè)抽象，代表該系統(tǒng)一個(gè)特定的方面；每個(gè)視圖又由一組圖構(gòu)成，圖包含了強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)某一方面的信息。

◆UML提供了兩類圖：靜態(tài)圖和動(dòng)態(tài)圖（共計(jì)九種）。 靜態(tài)圖包括用例圖、類圖、對(duì)象圖、構(gòu)件圖和部署圖。

動(dòng)態(tài)圖包括狀態(tài)圖、時(shí)序圖、協(xié)作圖和活動(dòng)圖。

◆UML提供了五種視圖，包括用例視圖、結(jié)構(gòu)模型（邏輯）視圖、行為模型（并發(fā)）視圖、實(shí)現(xiàn)模型（構(gòu)件）視圖和部署視圖。

15UML模型 ◆UML可以從不同視角為系統(tǒng)建模，16UML的特點(diǎn)和應(yīng)用

UML是面向?qū)ο蟮挠美Ｐ汀㈩?對(duì)象模型、動(dòng)態(tài)模型等不同系統(tǒng)模型的圖形符號(hào)描述。它所提供的表示模型元素的圖形和方法，能簡(jiǎn)潔明確地表達(dá)面向?qū)ο蠹夹g(shù)的主要概念和建立各類系統(tǒng)模型。它的標(biāo)準(zhǔn)化定義、可視化描述、可擴(kuò)展性機(jī)制等，顯示了UML強(qiáng)大的生命力。

UML作為面向?qū)ο蠹夹g(shù)最重要的一種建模語言工具，特別能從不同的視角為系統(tǒng)建模。UML適用于各種復(fù)雜類型的系統(tǒng)，乃至系統(tǒng)各個(gè)層次的建模，而且適用于系統(tǒng)開發(fā)過程的不同階段。16UML的特點(diǎn)和應(yīng)用UML是面向?qū)ο蟮挠美Ｐ汀?712.2面向?qū)ο蠓治瞿Ｐ?/p>

1718面向?qū)ο蠓治瞿Ｐ?/p>

面向?qū)ο蠓治觯∣OA，Object-OrientedAnalysis）是采用面向?qū)ο笏悸愤M(jìn)行需求分析建模的過程。 面向?qū)ο蟮姆治瞿Ｐ椭饕杏美Ｐ?、?對(duì)象模型、對(duì)象-關(guān)系模型和對(duì)象-行為模型等。 類/對(duì)象模型描述系統(tǒng)所涉及的全部類/對(duì)象，每個(gè)類/對(duì)象都通過屬性、操作、協(xié)作者進(jìn)一步描述；對(duì)象-關(guān)系模型描述對(duì)象之間的靜態(tài)關(guān)系，同時(shí)定義了系統(tǒng)所有重要的消息路徑，它也可以涉及到對(duì)象的屬性、操作、協(xié)作者；對(duì)象-行為模型描述了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為。18面向?qū)ο蠓治瞿Ｐ兔嫦驅(qū)ο蠓治觯∣OA，Obje19OOA模型的結(jié)構(gòu)OOA模型的核心是使用實(shí)例（簡(jiǎn)稱用例）。需求分析通過創(chuàng)建一組場(chǎng)景，每個(gè)場(chǎng)景包含一個(gè)用例，從場(chǎng)景分析入手，進(jìn)一步抽取和定義OOA模型。因此，OOA也可以說是一種半形式化的規(guī)格說明技術(shù)。使用實(shí)例

類/

對(duì)象模型

屬性,操作,協(xié)作者

對(duì)象-行為模型圖12.5

面向?qū)ο蠓治瞿Ｐ偷慕Y(jié)構(gòu)

對(duì)象-

關(guān)系模型19OOA模型的結(jié)構(gòu)OOA模型的核心是使用實(shí)例（簡(jiǎn)稱20用例模型

用例模型是一種基于場(chǎng)景分析的，OOA的一個(gè)最基本、最重要的需求導(dǎo)出技術(shù)。 一個(gè)用例是系統(tǒng)某個(gè)動(dòng)作步驟的集合，主要由角色和動(dòng)作組成。角色是存在于系統(tǒng)之外的任何事物；動(dòng)作是系統(tǒng)的一次執(zhí)行，由角色觸動(dòng)。 建立用例模型主要是識(shí)別角色和用例，給出系統(tǒng)用例視圖（可以分層次的）描述和每個(gè)用例的實(shí)例腳本（文字）描述。20用例模型用例模型是一種基于場(chǎng)景分析的，OOA的21用例視圖及示例UML中，用例視圖由角色、用例、關(guān)聯(lián)和系統(tǒng)邊界組成。圖12.6保險(xiǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的用例視圖例保險(xiǎn)銷售員客戶簽定保險(xiǎn)單銷售統(tǒng)計(jì)資料客戶數(shù)據(jù)資料21用例視圖及示例UML中，用例視圖由角色、用例、22對(duì)象-關(guān)系模型

UML中，對(duì)象-關(guān)系模型分別用類圖和對(duì)象圖描述。

◆類圖包括類、類之間的關(guān)聯(lián)、類關(guān)聯(lián)重?cái)?shù)和繼承等基本元素。

◆對(duì)象圖是系統(tǒng)運(yùn)行某個(gè)時(shí)刻對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。對(duì)象圖是類圖的一個(gè)實(shí)例，類似于對(duì)象是類的一個(gè)實(shí)例。

◆對(duì)象圖和類圖的區(qū)別是類圖中的關(guān)聯(lián)表示兩個(gè)類是有聯(lián)系的，而在某個(gè)時(shí)刻它們可能沒有聯(lián)系，表現(xiàn)在對(duì)象圖中它們之間就沒有關(guān)系，也就是說，只要在某個(gè)時(shí)刻對(duì)象之間有過聯(lián)系，那么在類圖中就認(rèn)為它們存在連接關(guān)系。22對(duì)象-關(guān)系模型UML中，對(duì)象-關(guān)系模型分別用類23類圖和對(duì)象圖示例保險(xiǎn)公司保險(xiǎn)合同客戶圖12.7保險(xiǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的類圖1有0..n保險(xiǎn)單表達(dá)0..1

表示為10..n

有1..n涉及涉及軟件工程：標(biāo)題圖12.8圖書館系統(tǒng)的借書對(duì)象圖借包含621375：書目李華：學(xué)生23類圖和對(duì)象圖示例保險(xiǎn)公司保險(xiǎn)合同客戶圖12.7保險(xiǎn)業(yè)24對(duì)象-行為（動(dòng)態(tài)）模型

對(duì)象行為模型（動(dòng)態(tài)模型），說明對(duì)象的操作是如何進(jìn)行的。UML中，對(duì)象-行為模型采用時(shí)序圖、協(xié)作圖和狀態(tài)（轉(zhuǎn)換）圖描述。

◆時(shí)序圖和協(xié)作圖都是描述對(duì)象的動(dòng)態(tài)行為，兩者從不同的側(cè)面，反映了系統(tǒng)中對(duì)象是如何交互完成功能的；不同之處是時(shí)序圖注重對(duì)象交互的時(shí)間關(guān)系，協(xié)作圖注重對(duì)象的空間協(xié)作關(guān)系。

◆

狀態(tài)圖描述系統(tǒng)中對(duì)象的狀態(tài)變化，常用于單個(gè)對(duì)象對(duì)不同事件的響應(yīng)行為狀態(tài)建模。24對(duì)象-行為（動(dòng)態(tài)）模型對(duì)象行為模型（動(dòng)態(tài)模型）25時(shí)序圖

時(shí)序圖描述對(duì)象間的事件序列的交換和相互關(guān)系，常用于對(duì)一群對(duì)象的組合行為建模。

UML的時(shí)序圖主要包括對(duì)象、事件（對(duì)象發(fā)送的消息）、激活區(qū)（對(duì)象被事件激活和處理事件的過程）和生命線（對(duì)象實(shí)例化后的生存期）等。25時(shí)序圖時(shí)序圖描述對(duì)象間的事件序列的交換和相互關(guān)系26時(shí)序圖示例：計(jì)算機(jī)：打印服務(wù)器：打印機(jī)：用戶：打印隊(duì)列圖12.9網(wǎng)絡(luò)打印功能的時(shí)序圖打印打印打印[打印機(jī)空閑]存儲(chǔ)[打印機(jī)忙]打印[打印機(jī)空閑]26時(shí)序圖示例：計(jì)算機(jī)：打印服務(wù)器：打印機(jī)：用戶：打印隊(duì)列圖27協(xié)作圖及示例

協(xié)作圖描述對(duì)象間的協(xié)作關(guān)系。協(xié)作圖主要包括對(duì)象、事件、關(guān)聯(lián)和消息去向四個(gè)部分。圖12.10網(wǎng)絡(luò)打印功能的協(xié)作圖：打印機(jī)：打印服務(wù)器：計(jì)算機(jī)打印:打印隊(duì)列打印[打印機(jī)空閑]打印文件[打印機(jī)忙]存儲(chǔ)27協(xié)作圖及示例協(xié)作圖描述對(duì)象間的協(xié)作關(guān)系。協(xié)作圖主28功能模型

OOA的功能模型采用類似于數(shù)據(jù)流圖的形式。它表示產(chǎn)品在不考慮動(dòng)作次序的情況下，各種不同動(dòng)作操作（功能）的相關(guān)性。 結(jié)構(gòu)化方法的數(shù)據(jù)流圖和面向?qū)ο蟮墓δ苣Ｐ椭g的差別主要和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)有關(guān)。結(jié)構(gòu)化方法的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是當(dāng)做文件保存的，而面向?qū)ο笠粋€(gè)類的狀態(tài)變量也是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，所以功能模型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)包含類的存儲(chǔ)和不屬于類的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)兩種。28功能模型OOA的功能模型采用類似于數(shù)據(jù)流圖的形29面向?qū)ο蠓治鲞^程

◆面向?qū)ο蠓治鲈诙x了使用方式后，即開始軟件的建模過程。

◆面向?qū)ο蠓治鲞^程并不是從考慮對(duì)象開始，而是從理解系統(tǒng)的使用方式開始。

◆如果系統(tǒng)是人機(jī)交互的，則考慮被人使用的方式；如果系統(tǒng)是涉及過程控制的，則考慮被機(jī)器使用的方式；如果系統(tǒng)是協(xié)調(diào)和控制應(yīng)用的，則考慮被其他程序使用的方式。29面向?qū)ο蠓治鲞^程 ◆面向?qū)ο蠓治鲈诙x了使用方式后，即30面向?qū)ο蠓治霾襟E1．標(biāo)識(shí)角色和創(chuàng)建用例模型2．類-責(zé)任-協(xié)作者（CRC）建模3．定義結(jié)構(gòu)和層次4．定義主題和子系統(tǒng)5．建立各種系統(tǒng)模型（對(duì)象-關(guān)系模型、對(duì)象-行為模型和功能模型）30面向?qū)ο蠓治霾襟E1．標(biāo)識(shí)角色和創(chuàng)建用例模型3112.3面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（OOD）

3132面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（OOD）

面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（OOD，Object-OrientedDesign）是根據(jù)面向?qū)ο蠓治觯∣OA）中確定的類和對(duì)象設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)。從OOA到OOD是一個(gè)逐步建立和擴(kuò)充對(duì)象模型的過程。 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)模型是對(duì)系統(tǒng)中包含的對(duì)象或?qū)ο箢悾约八鼈冎g的不同類型關(guān)系的描述。

OOD設(shè)計(jì)過程的一個(gè)重要步驟，就是根據(jù)所開發(fā)的系統(tǒng)類型，選擇設(shè)計(jì)模型和設(shè)計(jì)模型的細(xì)節(jié)層次，并盡量減少模型使用的數(shù)量。

32面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（OOD）面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（OOD，O33面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)模型

面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)一般通過以下兩類設(shè)計(jì)模型描述：

◆靜態(tài)模型是通過系統(tǒng)對(duì)象類及其之間的關(guān)系描述系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。UML中常用分析模型的類圖、用例圖、構(gòu)件圖等描述系統(tǒng)中元素的關(guān)系。

◆動(dòng)態(tài)模型是描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)對(duì)象之間的交互。UML中常用分析模型的時(shí)序圖、協(xié)作圖、狀態(tài)圖等來描述系統(tǒng)的行為。

UML的設(shè)計(jì)模型，還有域類模型、包模型（包圖）等。33面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)模型面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)一般通過以下兩34域類模型 ◆應(yīng)用領(lǐng)域的商業(yè)模型分析，需要確定所有處理的概念及概念間的關(guān)系，給出域類的基本關(guān)系和類中的部分方法和數(shù)據(jù)的定義。 ◆一般是通過版類來定義域類的。版類可以用來表示類的對(duì)象，是關(guān)鍵域的一部分，應(yīng)永久地保存在系統(tǒng)中。 ◆域類模型描述的只是一個(gè)“草圖”狀態(tài)，定義的屬性和操作不是最后的版本，只是在“當(dāng)前”看來這些屬性和操作是比較合適的。某些域類的狀態(tài)需要用狀態(tài)圖進(jìn)一步分析。34域類模型 ◆應(yīng)用領(lǐng)域的商業(yè)模型分析，需要確定所有處理的概35包模型 ◆在UML中，包模型是一個(gè)封裝結(jié)構(gòu)，它不直接反映系統(tǒng)中的實(shí)體，而是某一指定功能域或技術(shù)域的處理。然而，它們能由構(gòu)造結(jié)構(gòu)（如Java程序庫）構(gòu)成。 ◆由于包模型能清晰地說明設(shè)計(jì)是如何由一組邏輯上相關(guān)聯(lián)的對(duì)象構(gòu)成的，所以它是一種最有效的靜態(tài)模型。 ◆包模型的描述工具是包圖。包圖由包和包之間的聯(lián)系組成。一般，簡(jiǎn)單描述包可直接在大矩形中給出包的名稱。如果包中還包含了其他子包，則可以嵌套描述。35包模型 ◆在UML中，包模型是一個(gè)封裝結(jié)構(gòu)，它不36包圖示例

《子系統(tǒng)》圖書借閱圖12.22圖書館系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)包圖《子系統(tǒng)》圖書維護(hù)《子系統(tǒng)》信息查詢圖書借閱圖12.23圖書借閱子系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)包圖《子系統(tǒng)》

交互界面《子系統(tǒng)》

標(biāo)識(shí)圖書《子系統(tǒng)》

標(biāo)識(shí)借閱管理所有的與外部通信標(biāo)識(shí)借閱者并更新信息標(biāo)識(shí)圖書并更新信息36包圖示例《子系統(tǒng)》圖12.22圖書館系統(tǒng)體系37面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)過程 ◆面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)可直接繼承分析階段的類圖和交互圖等分析結(jié)果，然后確定每個(gè)類內(nèi)部的數(shù)據(jù)和方法，以及每個(gè)方法的處理算法、過程和接口等。 ◆面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)過程一般仍分為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。 ◆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要定義包或子系統(tǒng)、以及包或子系統(tǒng)間的關(guān)系和基本的通信機(jī)制。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則是包或子系統(tǒng)間的相關(guān)性要盡可能少，要盡可能避免雙方相關(guān)性。37面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)過程 ◆面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)可直接繼承分析階段的類圖38面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)過程 ◆詳細(xì)設(shè)計(jì)主要是描述用戶接口和數(shù)據(jù)庫包中的類，擴(kuò)展和細(xì)化業(yè)務(wù)對(duì)象類的描述，將包或子系統(tǒng)的內(nèi)容細(xì)化，即盡可能詳細(xì)地描述每一個(gè)類，使得編程人員根據(jù)它們可以很容易地編碼。

◆細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)的方法是更詳細(xì)地產(chǎn)生新的類圖、狀態(tài)圖和活動(dòng)圖等，這些圖涉及到更多的技術(shù)細(xì)節(jié)。38面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)過程 ◆詳細(xì)設(shè)計(jì)主要是描述用戶接口和數(shù)據(jù)庫包39系統(tǒng)上下文和使用模型

系統(tǒng)上下文和使用模型是表達(dá)系統(tǒng)和環(huán)境之間關(guān)系的兩個(gè)補(bǔ)充模型。 ①系統(tǒng)上下文模型是一個(gè)靜態(tài)模型，描述環(huán)境中與之相關(guān)的其他系統(tǒng)（這實(shí)際是系統(tǒng)總的體系結(jié)構(gòu)描述），通常用關(guān)聯(lián)模型表示。 ②系統(tǒng)使用模型是一個(gè)動(dòng)態(tài)模型，描述系統(tǒng)是如何與環(huán)境交互的，通常用UML中的用例模型描述與系統(tǒng)的交互，用腳本描述每一個(gè)用例的交互細(xì)節(jié)（對(duì)象和操作）。39系統(tǒng)上下文和使用模型系統(tǒng)上下文和使用模型是表達(dá)40體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

◆體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基于系統(tǒng)上下文和交互環(huán)境的分析，并結(jié)合有關(guān)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般性知識(shí)和具體的領(lǐng)域知識(shí)。

◆體系結(jié)構(gòu)描述的關(guān)鍵：標(biāo)識(shí)和建立包間相關(guān)性規(guī)則，使得包間不存在雙方相關(guān)性；明確必須的標(biāo)準(zhǔn)庫和其他庫，如用戶接口、數(shù)據(jù)庫和通信包等。

◆體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般采用包模型加上對(duì)象模型描述系統(tǒng)的邏輯分組?？梢允褂肬ML的包圖來表示子系統(tǒng)模型，并能對(duì)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效得分層次的分解。40體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ◆體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基于系統(tǒng)上下文和交互環(huán)境的分41對(duì)象識(shí)別

◆面向?qū)ο蠓治鲆延辛讼到y(tǒng)的主要對(duì)象，而設(shè)計(jì)過程還會(huì)有很多對(duì)象浮現(xiàn)出來，必須識(shí)別、細(xì)化和記錄相關(guān)的其他對(duì)象，并多次反復(fù)對(duì)象識(shí)別工作。

◆在設(shè)計(jì)過程中，需要綜合使用許多知識(shí)來發(fā)現(xiàn)對(duì)象和對(duì)象類。先是從非形式化的系統(tǒng)描述中識(shí)別出對(duì)象和操作，然后再使用應(yīng)用領(lǐng)域知識(shí)和腳本來分析細(xì)化和擴(kuò)展這些對(duì)象。41對(duì)象識(shí)別 ◆面向?qū)ο蠓治鲆延辛讼到y(tǒng)的主要對(duì)象，而設(shè)計(jì)過程42對(duì)象接口的描述

◆對(duì)不同組件之間的接口描述是設(shè)計(jì)過程的重要部分。

◆對(duì)象接口設(shè)計(jì)關(guān)心的是如何詳細(xì)描述一個(gè)對(duì)象或一組對(duì)象的接口細(xì)節(jié)，這需要定義服務(wù)目標(biāo)和語義。

◆對(duì)象和接口之間沒有必要是簡(jiǎn)單的一對(duì)一的關(guān)系。同一個(gè)對(duì)象可能有多個(gè)接口，從不同角度觀察對(duì)象，可以得到不同的接口。接口設(shè)計(jì)中應(yīng)避免涉及接口的具體表示，而是將接口的具體實(shí)現(xiàn)隱藏起來，只提供訪問對(duì)象操作和修改數(shù)據(jù)，這樣將利于該組件和其他組件對(duì)象并行設(shè)計(jì)。42對(duì)象接口的描述 ◆對(duì)不同組件之間的接口描述是設(shè)計(jì)過程的重43構(gòu)件類設(shè)計(jì)

面向?qū)ο蠓椒ㄜ浖O(shè)計(jì)質(zhì)量的一個(gè)重要方面，是定義對(duì)象和構(gòu)件連接的程序構(gòu)件，并標(biāo)識(shí)存在對(duì)象間的接口和對(duì)象的整體結(jié)構(gòu)。

1．任務(wù)管理構(gòu)件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)管理并發(fā)任務(wù)構(gòu)件的策略：確定任務(wù)的特征、定義協(xié)調(diào)者任務(wù)和關(guān)聯(lián)的對(duì)象、集成協(xié)調(diào)者和其他任務(wù)。

2．?dāng)?shù)據(jù)管理構(gòu)件設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)管理構(gòu)件的設(shè)計(jì)包括管理對(duì)象所需的屬性和操作的設(shè)計(jì)，相關(guān)的屬性被附加于問題域中的每個(gè)對(duì)象。43構(gòu)件類設(shè)計(jì)面向?qū)ο蠓椒ㄜ浖O(shè)計(jì)質(zhì)量的一個(gè)重要方44構(gòu)件類設(shè)計(jì)

3．資源管理構(gòu)件設(shè)計(jì) 面向?qū)ο筌浖óa(chǎn)品）子系統(tǒng)往往同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)資源，應(yīng)該為其設(shè)計(jì)一個(gè)良好的控制機(jī)制。

4．人機(jī)界面構(gòu)件設(shè)計(jì)

OOA模型通過用例和角色定義參與者使用場(chǎng)景，并標(biāo)識(shí)一個(gè)操作命令層次。命令層次定義了系統(tǒng)菜單類別，以及系統(tǒng)菜單類別內(nèi)可用的所有子功能。界面設(shè)計(jì)只需要針對(duì)問題域的要求，實(shí)例化具有合適特征的對(duì)象。 人機(jī)界面類構(gòu)件一般可以通過商用的類庫構(gòu)造。

44構(gòu)件類設(shè)計(jì)3．資源管理構(gòu)件設(shè)計(jì)45實(shí)例1：圖書館系統(tǒng)

問題描述： ①一個(gè)圖書館藏有圖書和期刊雜志兩大類書籍，每種圖書/雜志可以有多冊(cè)。 ②圖書館可以維護(hù)（注冊(cè)、更新和刪除）圖書資料。 ③圖書管理員在系統(tǒng)的支持下，負(fù)責(zé)與借書者打交道。④借書者可以預(yù)約目前借不到的書或雜志。 ⑤所有人員都可以瀏覽圖書館的圖書信息和各種告示。 ⑥系統(tǒng)能夠在所有流行的技術(shù)環(huán)境下運(yùn)行，有一個(gè)良好的圖形交互界面。 ⑦系統(tǒng)應(yīng)該具有良好的可擴(kuò)展性。45實(shí)例1：圖書館系統(tǒng)問題描述：46圖書館系統(tǒng)的OOA

采用面向?qū)ο蠓椒ㄩ_發(fā)的圖書館系統(tǒng)，主要從借書者的角度分析系統(tǒng)的各種行為。 圖書館系統(tǒng)有借書者、管理員、系統(tǒng)管理員和一般瀏覽者四種角色。

1.

建立用例模型 ①給出圖書館系統(tǒng)的用例視圖。 ②給出系統(tǒng)每個(gè)用例的腳本描述，包括正常情景和異常情景的腳本描述。46圖書館系統(tǒng)的OOA采用面向?qū)ο蠓椒ㄩ_發(fā)的圖書館系47圖書館系統(tǒng)的用例視圖查詢圖書查詢系統(tǒng)信息系統(tǒng)管理員借書者一般瀏覽者普通管理員借書還書續(xù)借預(yù)約查詢賬戶注冊(cè)借書者更新借書者注銷借書者更新標(biāo)題刪除標(biāo)題錄入書目更新書目刪除書目管理借書者管理書目管理標(biāo)題錄入標(biāo)題47圖書館系統(tǒng)的用例視圖查詢圖書查詢系統(tǒng)信息系統(tǒng)管理員借書者48圖書館系統(tǒng)的OOA2.建立侯選類 給出非形式化描述：借書者可以借、還、續(xù)借圖書館的圖書；圖書館的管理員維護(hù)借書者、圖書目錄和書目信息；借書者還可以預(yù)約沒有歸還的圖書或新書，也可以取消預(yù)約，瀏覽和查詢個(gè)人和圖書信息；每本圖書可以有多本，借書者不能借超過規(guī)定數(shù)目的圖書；如果借書者有超期的圖書或罰金額度超過2元，則不能借書。 通過篩選的侯選類有：借書者、圖書標(biāo)題和圖書書目，分別建立它們的CRC卡。48圖書館系統(tǒng)的OOA2.建立侯選類49圖書館系統(tǒng)的CRC卡借書者類責(zé)任：維護(hù)借的書目的數(shù)據(jù)和罰金，請(qǐng)求借、還、續(xù)借書目功能協(xié)作者：圖書書目類圖書書目類責(zé)任：維護(hù)一個(gè)具體書目數(shù)據(jù)，通知相應(yīng)的圖書標(biāo)題完成借、還功能協(xié)作者：圖書標(biāo)題類圖書標(biāo)題類責(zé)任：維護(hù)一個(gè)抽象書的數(shù)據(jù)，知道該書的可借數(shù)、預(yù)約數(shù)協(xié)作者：圖書書目類49圖書館系統(tǒng)的CRC卡借書者類責(zé)任：維護(hù)借的書目的數(shù)據(jù)和50圖書館系統(tǒng)的OOA3.構(gòu)建類圖 需要一個(gè)“借/還”類來存儲(chǔ)借書者的借書記錄，一個(gè)預(yù)約者的“預(yù)約”類來存儲(chǔ)預(yù)約記錄。 最終的類：借書者、圖書標(biāo)題、圖書書目、借/還、預(yù)約。 建立圖書館系統(tǒng)的類圖。50圖書館系統(tǒng)的OOA3.構(gòu)建類圖51圖書館系統(tǒng)的類圖

借/還類和預(yù)約類，也稱為關(guān)聯(lián)類分別畫在借/還/續(xù)借和預(yù)約/刪除預(yù)約關(guān)聯(lián)上，表明它們不僅僅與借書者、圖書標(biāo)題、圖書書目之中的某個(gè)類關(guān)聯(lián)，而且與它們的關(guān)聯(lián)相關(guān)。1n借/還預(yù)約借書者圖書標(biāo)題圖書書目圖12.13圖書館系統(tǒng)的類圖包含11nn借/還/續(xù)借預(yù)約/刪除預(yù)約51圖書館系統(tǒng)的類圖借/還類和預(yù)約類，也稱為關(guān)聯(lián)類分別52圖書館系統(tǒng)的OOA4.動(dòng)態(tài)建模 圖書館系統(tǒng)借書（未預(yù)約）功能的動(dòng)態(tài)建?？梢赃x擇使用時(shí)序圖、協(xié)作圖、狀態(tài)圖和活動(dòng)圖描述。

52圖書館系統(tǒng)的OOA4.動(dòng)態(tài)建模53圖書館系統(tǒng)的時(shí)序圖:借書者:圖書書目:圖書標(biāo)題2.1驗(yàn)證可借圖12.14圖書館系統(tǒng)借書功能的時(shí)序圖：借書者借書2.借書3.創(chuàng)建借書記錄4.更新圖書標(biāo)題12.更新圖書書目6.更新借書者:借/還1.驗(yàn)證可借性53圖書館系統(tǒng)的時(shí)序圖:借書者:圖書書目:圖書標(biāo)題2.1驗(yàn)證54圖書館系統(tǒng)的協(xié)作圖1.驗(yàn)證可借性:借書者借書:借書者6.更新借書者:借/還{new}:圖書書目:圖書標(biāo)題圖12.15圖書館系統(tǒng)借書功能的協(xié)作圖2.1驗(yàn)證可借4.更新圖書標(biāo)題2.借書5.更新圖書書目3.創(chuàng)建借書記錄54圖書館系統(tǒng)的協(xié)作圖1.驗(yàn)證可借性:借書者借書:借書者6.55圖書館系統(tǒng)的活動(dòng)圖圖書館管理員圖12.16圖書館系統(tǒng)借/還書業(yè)務(wù)層的活動(dòng)圖[借書者]圖書館成員查找圖書[還書者]排隊(duì)等待[還書][借書]記錄還書圖書回架記錄借書準(zhǔn)備為下一個(gè)成員服務(wù)55圖書館系統(tǒng)的活動(dòng)圖圖書館管理員圖12.16圖書館系統(tǒng)借56圖書館系統(tǒng)的OOD

1．領(lǐng)域建模

對(duì)圖書館系統(tǒng)進(jìn)一步分析，將系統(tǒng)中的領(lǐng)域和關(guān)鍵類條理化，得出商業(yè)域類模型。 圖書館系統(tǒng)類操作的細(xì)化，分析時(shí)通過協(xié)作圖、時(shí)序圖、活動(dòng)圖等給出描述了。其中，當(dāng)使用時(shí)序圖建模時(shí)，很顯然需要窗口（或?qū)υ捒颍┳鳛榕c角色的接口。借書、還書、預(yù)約、續(xù)借等都需要窗口，維護(hù)窗口也是必要的。56圖書館系統(tǒng)的OOD1．領(lǐng)域建模57圖書館系統(tǒng)商業(yè)域類模型beloanedinabereservedina<BusinessObject>Item-id:integer+findonTitle()+findonid()+findonReservation()create()destroy<BusinessObject>Title-bookid:string-borrowednum:integer-reservatednum:integer+finde()create()destroycopyof<BusinessObject>Loan-id:integer-borroweddate:date-returndate:date-borrowerid:integercreate()destroy<BusinessObject>Borrower-borrowerid:integer-name:string-borrowednum:integer-fine:number+find()create()destroyhashas<BusinessObject>Reservation-reserveddate:date-noticedate:date-borrowerid:integer-isbn:string+find()create()destroy57圖書館系統(tǒng)商業(yè)域類模型beloanedinabe58圖書館系統(tǒng)時(shí)序圖(有借書窗口)圖12.27帶有借書窗口的時(shí)序圖1.1.1:okToBorrow2.1:borrow()2.1.1:oktoborrow3.1:loan()3.2:update()3.3:updatetitle()3.4:update()1.1:find(id)：借書窗口：借書者：借書者Thecopy：圖書書目thebook：圖書標(biāo)題：借還1:findmember()2:finditem()3:borrow(id,thecopy)58圖書館系統(tǒng)時(shí)序圖(有借書窗口)圖12.27帶有借書窗口59圖書館系統(tǒng)的OOD

2．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖書館系統(tǒng)的架構(gòu)用UML的包圖描述。 圖書館系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)成四個(gè)子系統(tǒng)包： ①用戶接口包 ②業(yè)務(wù)對(duì)象包 ③數(shù)據(jù)庫包 ④應(yīng)用包59圖書館系統(tǒng)的OOD2．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)60圖書館系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)包圖圖12.28圖書館系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)的包圖（四個(gè)子系統(tǒng)）應(yīng)用包用戶接口包業(yè)務(wù)對(duì)象包數(shù)據(jù)庫包60圖書館系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)包圖圖12.28圖書館系統(tǒng)的系統(tǒng)61圖書借閱子系統(tǒng)包圖圖12.25圖書借閱子系統(tǒng)《子系統(tǒng)》更新數(shù)據(jù)預(yù)約借還書標(biāo)題《子系統(tǒng)》交互界面界面控制借書者書目《子系統(tǒng)》標(biāo)識(shí)書目書目《子系統(tǒng)》標(biāo)識(shí)借書者借書者61圖書借閱子系統(tǒng)包圖圖12.25圖書借閱子系統(tǒng)《子系統(tǒng)62圖書館系統(tǒng)的OOD

3．細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

UML中的動(dòng)態(tài)模型被用來顯示類的對(duì)象在指定的情況下如何動(dòng)作，用例描述被用來驗(yàn)證用例在設(shè)計(jì)中的處理。還必須進(jìn)行以下一些類/對(duì)象的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)： ⑴永久存儲(chǔ)對(duì)象 ⑵細(xì)化業(yè)務(wù)對(duì)象 ⑶用戶界面類62圖書館系統(tǒng)的OOD3．細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)63圖書館系統(tǒng)(部分)類屬性和操作<<BusinessObject>>BookItem-itemid:int-title:ObjId-loan:ObjId+BookItem()+getTitleName():string+getId():int+setLoan()+getLoan():Loan+isBorrowed():boolean+write()+read()<<BusinessObject>>Loan-Item:ObjId-Borrower:ObjId-borrowDate:date-returnDate:date-extendTimes:int+Loan()+getBorrower():Borrower+getItem():Item+setItemId():int+getTitleName():string+getExtendTimes():int+setExtendTimes()+setReturnDate()+getReturnDate():date+write()+read()Persistent{abstract}-ObjId:int-it