35第10章面向对象的系统设计-2
软件工程导论第10章面向对象分析
易于理解，同时减少了代码冗余和重复，提高了开发效率和代码质量。
03
提高软件的可重用性
面向对象分析鼓励使用抽象和封装技术，使得软件组件更加模块化和可
重用，减少了重复开发的工作量，提高了软件开发的效率。
02
面向对象分析的主要步骤
问题识别
总结词
明确问题的本质和范围
详细描述
在面向对象分析中，问题识别是首要步骤，它要求对问题进行深入理解和明确， 包括确定问题的范围、目标、限制条件等，以便为后续的分析和设计工作提供 清晰的方向。
面向对象分析的优势与不足
过度抽象
面向对象分析有时会过度抽象，导致 系统过于复杂，难以理解和实现。
缺乏对系统流程的关注
面向对象分析更关注静态结构，可能 忽略系统流程和动态行为。
面向对象分析与传统分析方法的结合使用
在实际软件开发中，可以结合 面向对象分析和传统分析方法， 取长补短，提高软件开发的效
率和成功率。
05
面向对象分析与传统分析方法的 比较
传统分析方法的问题与挑战
缺乏对系统整体结构的考虑
传统分析方法往往只关注单个功能或模块，忽略了系统整体的结 构和关系。
难以处理复杂系统
对于复杂系统，传统分析方法难以有效地进行抽象和建模。
难以维护和扩展
由于缺乏整体结构和面向对象的思维，传统分析方法构建的系统往 往难以维护和扩展。
对象是指系统中具有明确边界和状态 的结构，它可以包含数据和操作，并 且具有封装性、继承性和多态性等特 征。
面向对象的基本特征
封装
封装是将对象的属性和操作封装 在一起，形成一个独立的实体， 对外隐藏内部实现细节，只通过 接口与外界交互。
继承
继承是指子类可以继承父类的属 性和方法，并且可以扩展或修改 它们，从而实现代码的重用和扩 展。
第10章 面向对象分析
第10章 面向对象分析
第10章 面向对象分析
• 面向对象软件开发技术
– 面向对象分析(OOA) – 面向对象设计(OOD) – 面向对象实现(OOP)
面向对象技术是一个有全新概念 的开发模式,其特点是:
(1)方法是对软件开发过程所有阶段进 行综合考虑而得到的; (2)从生存期的一个阶段到下一个阶段 所使用的方法与技术具有高度的连 续性;
取消交易
顾客可在按下选择键前任何一个时刻，拉动退币杆取 消交易收回硬币。
自动售货系统系统
-端1 * -端2
自动售货系统::售货
*
顾客
-端2
-端1 *
自动售货系统::供货
*
供货人
-端1 * -端2
自动售货系统::取货款
*
收银员
自动售货系统系统
-端1 *
-端2
售货
*
<<extends>>
售散装饮料
顾客
• 业务中的执行者扮演什么角色？这些角色可以 看作类，如客户、操作员等。
（2）筛选对象类，确定最终对象类 我们可以用以下选择特征来确定最终的对象： 1) 保留的信息：仅当必须记住有关潜在对象的 信息，系统才能运作时，则该潜在对象在分 析阶段是有用的； 2) 需要的服务：潜在对象必须拥有一组可标识 的操作，它们可以按某种方式修改对象属性 的值； 3) 多个属性：在分析阶段，关注点应该是“较 大的”信息（仅具有单个属性的对象在设计 时可能有用，但在分析阶段，最好把它表示 为另一对象的属性）；
定义服务
• 对象=属性+操作（服务） • 因为在动态模型和功能模型中更明确地描 述了每个类中应该提供哪些服务，所以在 建立了这两个模型后才能最终确定类中应 有的服务。 • 事实上，在确定类中应有的服务时，既要 考虑该类实体的常规行为，又要考虑在本 系统中特殊需要的服务。
面向对象系统的设计和开发
面向对象系统的设计和开发在IT行业中，面向对象编程和开发已经成为了必要的技能和能力，无论是开发桌面应用程序、网页还是移动应用程序都需要掌握这项技能。
而面向对象的系统设计和开发则是更加复杂的任务，在这篇文章中，我们将深入探讨面向对象系统的设计和开发。
1. 面向对象的基本概念在面向对象中，一切皆为对象，对象是程序的基本单位。
每个对象都有自己的状态、行为和身份。
状态表示对象内部的特性和数据；行为表示对象对其他对象的相应和操作；身份表示对象的唯一标识。
通过把对象组合成更大的结构来创建复杂系统。
同时，面向对象编程还有很多其他重要的概念，例如继承、多态和封装等。
继承是指一个类可以从另一个类继承属性和方法。
这使得代码重用更加容易，同时也可以帮助开发人员更好地维护程序结构。
多态是指同一操作可以在不同对象上具有不同的行为。
这可以实现更加灵活、适应性更强的代码设计，从而提高程序的可扩展性。
封装则是指隐藏对象内部的复杂性，并提供简单的接口，使得对象的使用更加容易，并且可以保证数据安全性和一致性。
2. 面向对象系统设计的流程面向对象系统设计的流程通常包括需求分析、概念设计、详细设计和实现等步骤。
需求分析是指将客户的需求和目标转换为系统要求的过程。
在这一阶段，需要进行问题联想、目标描述、用户分析和功能分析等步骤，以确保设计人员对需求有足够的了解。
概念设计是指将需求转换为系统设计的过程。
在这一阶段，需要进行领域分析、概念模型构建以及场景的描述等步骤，以确保系统的设计与用户需求相符。
详细设计则是根据概念设计完成实际的系统设计，包括架构、安全性、接口设计、数据结构设计、算法设计以及系统测试策略等方面。
实现则是根据详细设计完成代码实现的过程。
在这个过程中需要注意编码规范、版本管理、文档编写等问题，以确保代码的可读性和可维护性。
3. 面向对象系统开发的实践在实际的系统开发过程中，虽然有许多优秀的设计理论和方法，但往往需要因应实际需求进行调整和改善。
第10章 C++语言的输入与输出-面向对象程序设计(C++语言)(第二版)-程磊-清华大学出版社
设置状态标志flags 清楚状态标志，并返回前状态标志 测试状态标志 设置标志flags, 并返回前状态标志 返回当前的宽度设置值 设置域宽w,返回以前的设置 设置小数位数p，返回以前的小数位数 返回当前的填充字符 设置填充字符ch，返回当前的填充字符
13
下面分别介绍这些成员函数的使用方法；
（1）设置状态标志：
cout<<”x_width=”<<cout.width( )<<endl; cout<<”x_fill=”<<cout.fill ( )<<endl; cout<<”x_precision=”<<cout.precision( )<<endl; cout<<123<<” ”<<123.45678<<endl; cout<<”______________________________\n”; cout<<”*** x_width=10,x_fill=, x_precision=4 ***\n”; cout.width(10); cout.precision(4); cout<<123<<” ”<<123.45678<<” ”<<234.567<<endl;
1. C++的流概述 ❖ 在C++中，输入输出流被定义为类，称为流类。 ❖ I/O 系 统 仍 然 是 以 字 节 流 的 形 式 实 现 的 ， 流
（Stream）实际上就是一个字节序列，流总是 与某一设备相联系的，它既可以从输入设备 （如键盘、磁盘等）流向计算机内存，亦可以 从计算机内存流向输出设备（如显示器、打印 机、磁盘等）。 ❖ 输入输出的字节可以是ASCII字符、内部格式 的原始数据、图形图像、数字音频、视频等。
面向对象的系统分析与设计
面向对象的系统分析与设计第一章：简介面向对象的系统分析与设计（Object-oriented System Analysis and Design，简称OOSAD）是指采用面向对象的方法来进行系统的需求分析、设计和实现的过程。
在OOSAD中，系统被视为由一些相互作用的对象组成的，这些对象都有自己的状态、行为和相互关系。
本文将介绍OOSAD的基本原理、模型和流程。
第二章：OOSAD的基本原理OOSAD的基本原理包括封装、继承和多态三个方面。
封装是指将对象的状态和行为封装在一起，形成一个相对独立的模块，从而避免了对象之间的直接干扰。
继承是指一个类可以从另一个类中继承特定的属性和方法，并在此基础上进行扩展。
多态是指同一种操作可以针对不同的对象产生不同的行为，提高了程序的灵活性和扩展性。
第三章：OOSAD的分析阶段OOSAD的分析阶段是确定系统需求的过程，其重点是对需求进行分析和概括，并形成系统需求规格说明书。
该阶段包括以下步骤：1.收集需求：收集和整理所有与系统相关的信息和数据，包括业务需求、技术需求、用户需求等。
2.分析需求：根据收集到的需求信息进行分析、理解、提炼、归纳和总结，并形成可被理解的、可被使用的需求文档。
3.建立相关模型：根据需求文档建立领域模型、用例模型和行为模型，分析怎样才能最好的满足需求。
领域模型是指针对用户需求所建立的模型，主要包括实体、关系和任务；用例模型是指从用户需求中提炼出的各种用户案例，包括使用场景、使用方法和使用结果；行为模型是指用户操作与系统反馈之间的交互，包括对事件的响应和执行规则。
第四章：OOSAD的设计阶段OOSAD的设计阶段是按照需求规格说明书所描述的要求进行设计的过程，其重点是建立系统的结构和实现模型。
该阶段包括以下步骤：1.确定结构：根据用例模型建立系统的总体结构，确定系统的实体、控制和边界等部分。
2.建立类图：建立类图，将领域模型和行为模型中的各种对象、任务、实体和关系转换为类和类之间的关系，确定各个类之间的依赖和关系。
面向对象的系统设计
内聚外松原则
保证类内的操作、特性具有最大的聚合度，而 同时将类间的耦合度降到最低。
⑵定义类的操作
通常，一个设计类不只参与一个用例。所以 应检查，这样的设计类是否满足了所有有关 用例的要求。
另外，系统的效率、可用性、安全性等非功 能性需求，常常要落实到一些操作上来，因 此还需要增加某些操作来实现这些需求。
②设计属性的数据类型
设计属性时必须要根据使用的开发语言确 定每个属性的数据类型， 如果数据类型不够，设计人员可以利用已 有的数据类型定义新的数据类型。
③设计属性的可见性
一般的经验是： 把private可见性赋予所有属性。 始终调用属性的set操作对其进行更新， 即使在该属性定义的类中也应该如此； 仅通过get操作直接访问属性； 在属性的set操作中，实现简单的验证有 效性的逻辑。
属性名称
httpConn 缩略词应该小写 ection firstNamestring firstName 指明属性的类型——本例 中是“string”，会把名 称和类型耦合起来。如 果类型发生了变化（也 许你决定把这个属性作 为类“Namestring”的一 个实例重新实现），那 么你 需要重新为属性命名 otherltemCollection orderIte 第二个版本更短一些，也 ms 更容易理解 hTTPconnection
划分子系统的依据
可以按照系统的物理布局划分 可以按照软件层次划分子系统 可以按照功能划分
例：按软件层次划分子系统
用户界面
三层体 系结构
做广告 比赛管理 组件管理 用户管理
会议
比赛
用户
例：按照功能划分子系统
面向对象的系统分析与设计方法
面向对象的系统分析与设计方法在信息化时代，各种软件系统已经深入到人们日常生活的方方面面。
如何将软件设计得更加高效、安全、易用成为设计人员不断探索的问题。
其中，面向对象的系统分析与设计方法被广泛应用于软件领域，成为当前软件研发中的流行趋势。
一、面向对象思想面向对象思想是一种软件分析、设计和编程思路。
它将现实世界中的实体抽象为对象，通过对象之间的交互和信息处理来实现系统的功能。
对象的行为和属性都与现实世界中的事物相对应，因此可以更加符合人类的思维方式，易于理解和维护。
同时，面向对象的设计还具有可重用性好、扩展性强、易维护等优点，因此被广泛应用于软件开发中。
二、面向对象的系统分析与设计面向对象的系统分析与设计方法采用面向对象思想，以系统的对象为中心，对系统所涉及到的实体进行抽象分析和设计。
其主要步骤包括系统需求分析、面向对象的分析和面向对象的设计。
1.系统需求分析系统需求分析是整个软件开发的关键，需要通过对用户需求、客户需求和用户交互接口需求等方面进行深入分析和调研，明确软件的功能、性能、可靠性和安全性等需求要求，为后续的设计和编码打下基础。
2.面向对象的分析面向对象的分析将系统需求分析的结果转化为面向对象的模型，具体包括对象、类、关系、约束条件等方面的分析。
其中，最重要的是通过实体之间的关系和交互来建立对象模型，理清对象之间的依赖关系和功能流程，同时将软件的功能划分为一个个模块，为后续的设计提供可靠的基础。
3.面向对象的设计面向对象的设计是指基于面向对象的分析结果，对系统进行更加详细的设计。
在设计过程中，需要运用各种通用的面向对象设计模式，如单例模式、工厂模式、观察者模式等，从而提高系统的可维护性、可扩展性和可重用性，同时还需考虑系统安全性、性能等方面的设计。
三、面向对象设计方法的优势1.提高系统的可维护性面向对象设计方法可以将系统中的实体进行模块化的设计，每个模块都可以自行管理本身功能的维护和更新，同时多个模块之间的协调和合作也容易实现，从而提高了系统的可维护性。
面向对象系统设计与开发
面向对象系统设计与开发随着计算机技术的发展，软件系统的规模和复杂度越来越高，要想开发高质量的软件系统，面向对象的系统设计和开发已成为必不可少的方法。
本文将从面向对象的基本概念、面向对象系统设计的模式、面向对象语言的特点和面向对象的软件开发流程等方面来进行阐述。
一、面向对象的基本概念面向对象是一种基于对象的编程思想，它将现实世界中的事物抽象为对象，并通过对象之间的关系来描述真实世界中的事物及其行为。
面向对象的基本概念包括：类、对象、继承、多态、封装等。
1.类类是面向对象系统设计中的最基本的概念，它是对对象的抽象描述。
类是一组属性和方法的集合，它定义了对象的属性和方法，是描述对象属性和行为的蓝图。
2.对象对象是类的实例化结果，它是现实世界中一个实体的具体表现。
对象具有自己的状态和行为，它可以对外提供服务或者被其他对象协作完成特定的任务。
3.继承继承是面向对象编程中实现代码复用的一种机制。
子类从父类继承属性和方法，对父类进行扩展或进行修改，并且可以添加新的属性和方法。
4.多态多态是指不同对象可以对同一消息做出不同的响应。
它通过方法的重载和方法的覆盖来实现。
多态增强了程序的灵活性和可扩展性，使得代码更易于维护和修改。
5.封装封装是指将数据和方法包含在一个类中，以达到保护数据、隔离变化和隐藏细节的目的。
封装增强了程序的安全性和可靠性，使得其他类无法直接访问该类的属性和方法。
二、面向对象系统设计的模式面向对象系统设计中有一些常用的模式，它们是帮助开发人员更加高效和规范的进行设计的。
1.工厂模式工厂模式是一种创建型模式，它提供了一种统一的接口来创建对象，可以隐藏对象创建的复杂性，同时降低对象之间的耦合度。
2.单例模式单例模式是一种保证类只有一个实例的设计模式，它可以控制实例数量，降低系统的复杂度和资源的消耗。
单例模式广泛应用于数据库连接、线程池等方面。
3.装饰器模式装饰器模式是一种结构型模式，它提供了一种在不修改原对象的情况下，动态地给一个对象添加额外的职责的方法。
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2.设计设计类
在设计阶段定义的类，称它们为设计类。
识别设计类可以从分析阶段定义的分析类入 手
要具体设计每个类的内容，包括为每个类设 计操作、属性、关系、状态和设计类的特殊 需求。
⑴定义类的属性
设计类的属性时有些内容是必须要定义的， 有些内容是可选的。
必须定义的内容有： (1) 属性的数据类型。 (2）属性的可见性
JavaBean，当用户送来一个需求时，通过JSP 调用JavaBean负责相关数据存取、逻辑运算等 的处理，最后将结果回传到JSP显示结果。 这样，不同的JSP可以调用许多共享性的程序代 码，减少编写重复程序代码的工作，增加开发效 率。
JSP＋JavaBean架构
JSP＋JavaBean架构的Model1
第10章 面向对象的系统设计
徐天宇
10.1.2详细设计
系统详细设计阶段的主要任务是确保设计 方案能够为后续实施活动提供详细明确的 依据。
对类和类的相互关系进行详细的定义、以 及如何用具体的算法和数据结构来表示和 实现是此阶段的具体内容。
1.设计模式的使用
设计模式是进行应用系统设计时可复用的 惯用模式，设计模式总结了常用问题的解 决方法，它使设计人员可以共享已有的设 计经验，提高设计效率和质量。
orderIte 第二个版本更短一些，也更
ms
容易理解
②设计属性的数据类型
设计属性时必须要根据使用的开发语言确 定每个属性的数据类型，
如果数据类型不够，设计人员可以利用已 有的数据类型定义新的数据类型。
③设计属性的可见性
一般的经验是： 把private可见性赋予所有属性。 始终调用属性的set操作对其进行更新，
模型(Model)维护应用程序的状态和数 据，可以接受来自View的查询并做出 响应。同时当Model的数据发生变化 时，它把变化通知给View ， View根 据Model的数据发生来更新自己。
控制器(Controller)定义了抽象的业务 逻辑，用于控制业务流程。 用于描述 Model如何对用户的动作做出反应， 即处理事件。
EJB实现,分别构成的系统是 JavaBean(M)+ JSP(V)+Servlet(C)
EJB(M)+ JSP(V)+Servlet(C)
MVC设计模式 JavaBean(M)+ JSP(V)+Servlet(C)
⑶Struts框架
Struts是较好的JSP Framework
⑶Struts框架
MVC关系图
MVC在 Web系统中的应用
电子商务系统，适合采用MVC体系结构。 可以将一个应用的对象分为三类。 一类就是负责显示的对象， 一类对象包含商业规则和数据， 一类就是接收请求，控制商业对象去完成
请求。
⑵MVC的优点
1)松散的耦合； 2)并行的开发； 3)可扩展性； 4)可重用性; 5)模块的有效性； 6)模型的可移植性:
firstname
firstName
personFirstName firstName
大写第２个词的首字母会 使属性名称更易阅读
这依赖于属性的上下文， 但如果这是“Person” 类的属性, 包含 “person”只会增加名 称的长度而并不提供任 何价值
属性名称
hTTPconnection firstNamestring
但是这种方式缺乏流程控制，缺少了 MVC中的Controller去控制相关的流程，
②Model2
Model2就是采用MVC架构的开发模式。
Model代表的是应用程序的应用逻辑； View是系统的显示接口； Controller是提供应用程序的处理过程控制
MVC设计模式
基于Bean的MVC模型 可以利用JavaBean实现，也可以利用
Model1和Model2
Model1：通过一组JSP的结合制作出来 的，是以JSP为中心的设计模式。
Model2：是采用MVC架构的设计模式。
Model1
Model1模式其实还可以再分为两种，
一种是完全使用JSP来开发，
另外一种则是使用JSP＋JavaBean的设 计，
Model1-完全使用JSP开发系统
（1）完全使用JSP开发系统。 优点是： l）开发时程缩短;。 2）小幅度修改非常容易;
Model1-完全使用JSP开发系统
缺点： l）程序可读性降低; 2）程序重复利用性降低;
2）JSP＋JavaBean架构的Model1
进行快速及小型的项目开发具有非常大的优势， 将部分可以重复利用的程序代码抽出来写成
otherltemCollection
httpConn 缩略词应该小写 ection
firstName 指明属性的类型——本例中 是“string”，会把名称 和类型耦合起来。如果 类型发生了变化（也许 你决定把这个属性作为 类“Namestring”的一个 实例重新实现），那么 你 需要重新为属性命名
⑶MVC 体系结构的不足
1)理解困难，耗费时间； 2)增加了系统结构和实现的复杂性； 3)视图与控制器间过于紧密的连接。
设计模式的选择与应用
分析类+设计模式→设计类 定义设计类的第一步是根据项目特点选
择将要采用的设计模式。设计模式的选择 要考虑到该模式对应的语言和环境，以及 模式的适用范围。 基于JSP 开发网站时，通常有两种设计模 式，称为Model1 和Model2 。
对于面向对象的Web应用系统设计，目前 主要使用的设计模式是MVC
⑴MVC设计模式
模型-视图-控制(model-view-control，简 称MVC)结构是目前最常见的J2EE应用所 基于的体系结构，MVC主要适用于交互 式的Web应用，
MVC结构
视图(View)显示Model的数据，提交 由Controller提供的数据。
①属性命名
属性名的一般形式: attributeName 首先应命名属性。 属性应该以一致的风格命名 属性命名与类命名的原则相似，使用2-3
个英文单词，首单词的首字母小写,其他 大写，意义要明确。
属性名称
“不好的”名字 FrName
“好的”名 字
firstName
问题 属性名称中不要使用缩写