面向对象设计方法
软件工程 第八章 面向对象的设计方法
第八章面向对象的设计方法本章采用基于UML的面向对象设计方法的将分析模型转换为设计模型。
如第五章所述，面向对象的分析模型主要由顶层架构图、用例与用例图、领域概念模型构成；设计模型则包含以包图表示的软件体系结构图、以交互图表示的用例实现图、完整精确的类图、针对复杂对象的状态图和用以描述流程化处理过程的活动图等。
为完成这一转换过程，设计人员必须处理以下任务：（1）针对分析模型中的用例，设计实现方案。
实现方案用UML交互图表示。
（2）设计技术支撑设施。
在大型软件项目中，往往需要一些技术支撑设施来帮助业务需求层面的类或子系统完成其功能。
这些设施本身并非业务需求的一部分，但却为多种业务需求的实现提供公共服务。
例如，数据的持久存储服务、安全控制服务和远程访问服务等。
在面向对象设计中，需要研究这些技术支撑设施的实现方式以及它们与业务需求层面的类及子系统之间的关系。
（3）设计用户界面。
（4）针对分析模型中的领域概念模型以及第（2）、（3）两个步骤引进的新类，完整、精确地确定每个类的属性和操作，并完整地标示类之间的关系。
此外，为了实现软件重用和强内聚、松耦合等软件设计原则，还可以对前面形成的类图进行各种微调，最终形成足以构成面向对象程序设计的基础和依据的详尽类图。
面向对象的软件设计过程如图8-1-1所示。
图8-1-1 面向对象的软件设计过程第一节设计用例实现方案UML 的交互图（顺序图、协作图）适于用例实现方案的表示。
因此，本节首先介绍交互图的语言机制，然后探讨用例实现方案的设计方法。
该设计方法包含如下3个步骤：（1）提取边界类、实体类和控制类；（2）构造交互图；（3）根据交互图精华类图。
一、顺序图顺序图用来描述对象之间动态的交互关系，着重表现对象间消息传递的时间顺序。
在顺序图中，参与交互的对象位于顶端的水平轴上，垂直轴表示时间，时间推移的方向是自上而下的。
顺序图中的对象一般以“对象名：类名”的方式标识，但也可以仅采用缩写形式“对象名”或者“：类名”。
面向对象分析与设计方法在软件开发中的应用
面向对象分析与设计方法在软件开发中的应用随着信息技术的迅速发展，软件开发成为了众多企业的重要业务，也是许多创业者的选择。
在软件开发中，面向对象分析和设计方法被广泛应用，它可以使软件开发更加高效、可靠、灵活。
本文将介绍面向对象分析和设计方法的基本概念，以及它们在软件开发中的重要作用。
一、面向对象分析和设计方法的基本概念1.面向对象编程面向对象编程是一种编程范式，它将 Reality 映射成“对象”，程序是由“对象”之间相互作用所组成。
它的特点是封装、继承和多态。
2.面向对象设计面向对象设计是一种设计范式，它利用面向对象编程的基本特性进行系统设计。
面向对象设计包括两个主要的部分：面向对象分析和面向对象设计。
3.面向对象分析面向对象分析是从系统的需求出发，讨论和研究系统的目标，确定系统中需要具备什么样的对象，这些对象的属性、行为、关系等方面问题，从而确定系统的需求和开发工作的方向。
4.面向对象设计面向对象设计是将面向对象分析的结果转换为程序员可以实现的操作，标识了程序的结构和行为。
它包括类的设计、模块的设计、函数和方法的设计、接口的设计等等。
二、面向对象分析和设计方法在软件开发中的作用1.软件模块化在面向对象分析和设计方法中，软件被分为多个模块，每个模块都有自己的属性和行为。
这使得软件开发可以更加模块化，每个模块可以由不同的开发工程师负责开发，可以减少代码的复杂度，提高开发效率。
2.代码重用面向对象编程中，可以使用继承和接口来实现代码的重用。
通过抽象出普遍的方法并将其封装在基础类中，再通过子类实现自身特点的方法，整个代码库可以更加简洁和可复用。
3.信息隐藏信息隐藏是面向对象分析和设计方法的一个重要特点，它可以将对象视为一个独立的单元，并且隐藏了对象内部的细节，只向外暴露必须的接口。
这种信息隐藏使得程序更加安全，能够有效地保护数据和逻辑，降低代码的错误率。
4.增加系统可扩展性由于面向对象分析和设计方法强调“封装性”和“内聚性”，因此系统中所有的对象都可以被视为独立的单元，并且对象之间的耦合度很低。
面向对象设计方法主要特征
面向对象设计方法主要特征
面向对象设计方法的主要特征包括：
1. 封装（Encapsulation）：将数据和对数据的操作封装在一起，通过定义类来实现。
类中的数据称为属性，对属性的操作称为方法。
封装可以隐藏内部实现细节，提供简化的接口，提高代码的可重用性和可维护性。
2. 继承（Inheritance）：通过继承机制，一个类可以派生出子类，子类会继承父类的属性和方法。
继承允许代码的复用，并且可以构建类的层次结构，实现抽象和特化。
3. 多态（Polymorphism）：多态是指同一个类的不同对象对同一消息采取不同的行为。
多态提供了一种灵活的方式来处理不同类型的对象，通过动态绑定实现方法的调用。
4. 抽象（Abstraction）：抽象是指忽略实现细节，关注事物的本质和共性特点。
通过抽象，可以定义出适用于多个具体类的通用类，提高代码的灵活性和可扩展性。
5. 组合（Composition）：组合是指将多个对象组合成一个更大的对象，形成部分-整体的关系。
通过组合，可以构建复杂的结构和功能。
6. 接口（Interface）：接口定义了一个类或组件对外提供的操作和属性，而不关心其具体实现。
接口可以约束不同类的行为，实现代码的解耦和可插拔性。
7. 聚合（Aggregation）：聚合是指将多个对象聚集在一起，形成所谓的整体。
聚合是一种弱关联关系，整体和部分可以分离存在。
通过运用这些特征，面向对象设计方法可以模拟现实世界中的情景和关系，使系统具有更好的可维护性、可扩展性和重用性。
面向对象23种设计模式
面向对象23种设计模式面向对象23种设计模式在面向对象的编程中，设计模式是一种解决问题的通用方案。
设计模式可以帮助开发人员在开发过程中减少代码的冗余和复杂性，并提高代码的可维护性和可重用性。
本文将介绍23种面向对象的设计模式。
1. 工厂方法模式工厂方法模式是一种创建型设计模式，它定义了一个用于创建对象的接口，但是让子类决定实例化哪个类。
在工厂方法模式中，客户端不需要知道具体的创建逻辑，只需要知道工厂类中定义的接口即可。
2. 抽象工厂模式抽象工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一个接口，用于创建相关或依赖对象的家族，而不需要指定它们的具体类。
在抽象工厂模式中，客户端不需要知道具体的创建逻辑，只需要知道工厂类中定义的接口即可。
3. 单例模式单例模式是一种创建型设计模式，它保证一个类只有一个实例，并提供一个访问该实例的全局点。
4. 原型模式原型模式是一种创建型设计模式，它允许复制或克隆一个现有的对象，而不必知道其具体实现。
5. 建造者模式建造者模式是一种创建型设计模式，它允许逐步创建复杂的对象，而不必知道其内部实现细节。
6. 适配器模式适配器模式是一种结构型设计模式，它将一个或多个不兼容的类或接口转换为客户端所需的接口。
7. 桥接模式桥接模式是一种结构型设计模式，它将抽象部分与其实现部分分离开来，以便独立地进行修改。
8. 组合模式组合模式是一种结构型设计模式，它将一组对象作为单个对象处理，以便客户端可以以相同的方式处理单个对象和组合对象。
9. 装饰器模式装饰器模式是一种结构型设计模式，它允许向现有对象添加额外的功能，同时不改变其现有的结构。
10. 外观模式外观模式是一种结构型设计模式，它为一组复杂的子系统提供了一个统一的接口，以便于客户端使用。
11. 享元模式享元模式是一种结构型设计模式，它利用共享技术来最小化内存使用，以及提高应用程序的性能。
12. 代理模式代理模式是一种结构型设计模式，它提供了一个代理对象，使得客户端可以通过代理对象间接地访问实际对象。
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。
面向对象设计的23个设计模式详解
面向对象设计的23个设计模式详解面向对象设计是一种广泛应用于软件开发的思想，其核心在于将数据和操作封装在一起形成对象，并通过各种方式进行交互和组合，从而实现复杂的功能。
在这一过程中，设计模式起到了非常重要的作用，可以有效地提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。
本文将对23种常见的设计模式进行详解。
一、创建型模式1.简单工厂模式简单工厂模式属于创建型模式，其目的是提供一个工厂类，使得创建对象的过程更加简单。
在这种模式中，使用者只需要提供所需对象的参数，而无需关心对象的具体实现细节。
简单工厂模式适合于对象创建过程较为简单的情况。
2.工厂方法模式工厂方法模式是简单工厂模式的进一步扩展，其核心在于将工厂类进行接口抽象化，使得不同的工厂类可以创建不同的对象实例。
工厂方法模式适合于对象创建过程较为复杂的情况。
它可以为工厂类添加新的产品类型，而不会影响原有的代码。
3.抽象工厂模式抽象工厂模式是工厂方法模式的进一步扩展，其目的是提供一个可以创建一系列相关或者独立的对象的接口。
在抽象工厂模式中，使用者只需要关心所需对象组合的类型，而无需关注对象的具体实现过程。
4.建造者模式建造者模式也是一种创建型模式，其目的在于将复杂对象分解为多个简单的部分，并将其组装起来形成复杂对象实例。
在建造者模式中，使用者只需要关注所需对象以及它们的组合方式，而无需关心对象的具体实现过程。
5.原型模式原型模式是一种基于克隆的创建型模式，其核心在于通过复制现有的对象实例来创建新的对象。
在原型模式中，对象实例的创建过程与对象所包含的状态密切相关。
原型模式适合于创建复杂对象实例，且这些对象实例之间是相对独立的情况。
二、结构型模式6.适配器模式适配器模式是一种结构型模式，其目的在于将一个类的接口转换为另一个类所能使用的接口。
在适配器模式中，使用者可以通过不同的适配器实现对象之间的互相调用。
7.桥接模式桥接模式是一种结构型模式，其目的在于将抽象部分与实现部分相互分离，从而使得两者可以独立变化。
面向对象程序设计的方法
面向对象程序设计的方法面向对象程序设计（Object-Oriented Programming，简称OOP）是一种程序设计方法，它以对象为基本单位，通过封装、继承和多态等概念来组织和管理代码。
以下是一些常用的面向对象程序设计方法：1.封装（Encapsulation）：封装是将数据和操作封装在一个对象中的过程。
通过封装，对象可以隐藏内部实现细节，并提供公共接口供其他对象进行交互。
封装有助于提高代码的可维护性、重用性和安全性。
2.继承（Inheritance）：继承是指一个类可以继承另一个类的属性和方法。
通过继承，子类可以拥有父类的特性，并可以在此基础上添加、修改或覆盖功能。
继承有助于代码的重用和组织，同时支持创建层次结构和多态性。
3.多态（Polymorphism）：多态是指同一个方法可以根据调用的对象不同而表现出不同的行为。
多态可以通过继承和接口实现。
它允许不同类型的对象对同一个方法进行不同的实现，提高代码的灵活性和扩展性。
4.抽象（Abstraction）：抽象是将问题领域的实体和行为抽象化为类和方法的过程。
通过抽象，可以从复杂的现实世界中提取出关键概念和通用行为，以简化设计和实现过程。
抽象有助于构建更高层次的模型和逻辑结构。
5.接口（Interface）：接口定义了一组方法的规范，但不提供具体的实现。
通过接口，可以定义对象之间的约定和交互方式，实现了代码的松耦合和可替换性。
接口可以用于实现多态性和组件的独立开发。
6.类（Class）：类是对象的蓝图或模板，描述了对象的属性和行为。
通过类，可以创建具体的对象实例，并对其进行操作。
类是面向对象编程的基本单位，用于组织和封装相关的数据和方法。
java 面向对象的常用设计模式
java 面向对象的常用设计模式java 面向对象的常用设计模式有：1、观察者模式观察者模式又称为发布-订阅模式，定义了对象之间一对多依赖关系，当目标对象(被观察者)的状态发生改变时，它的所有依赖者(观察者)都会收到通知。
2、抽象工厂模式抽象工厂模式主要用于创建相关对象的家族。
当一个产品族中需要被设计在一起工作时，通过抽象工厂模式，能够保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象；并且通过隔离具体类的生成，使得客户端不需要明确指定具体生成类；所有的具体工厂都实现了抽象工厂中定义的公共接口，因此只需要改变具体工厂的实例，就可以在某种程度上改变整个软件系统的行为。
3、单例设计模式单例设计模式可以确保系统中某个类只有一个实例，该类自行实例化并向整个系统提供这个实例的公共访问点，除了该公共访问点，不能通过其他途径访问该实例。
4、策略模式将类中经常改变或者可能改变的部分提取为作为一个抽象策略接口类，然后在类中包含这个对象的实例，这样类实例在运行时就可以随意调用实现了这个接口的类的行为。
比如定义一系列的算法，把每一个算法封装起来，并且使它们可相互替换，使得算法可独立于使用它的客户而变化，这就是策略模式。
5、适配器模式适配器模式主要用于将一个类或者接口转化成客户端希望的格式，使得原本不兼容的类可以在一起工作，将目标类和适配者类解耦；同时也符合“开闭原则”，可以在不修改原代码的基础上增加新的适配器类；将具体的实现封装在适配者类中，对于客户端类来说是透明的，而且提高了适配者的复用性，但是缺点在于更换适配器的实现过程比较复杂。
6、命令模式命令模式的本质是将请求封装成对象，将发出命令与执行命令的责任分开，命令的发送者和接收者完全解耦，发送者只需知道如何发送命令，不需要关心命令是如何实现的，甚至是否执行成功都不需要理会。
命令模式的关键在于引入了抽象命令接口，发送者针对抽象命令接口编程，只有实现了抽象命令接口的具体命令才能与接收者相关联。
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面向对象的特征
封装 继承 多态
2013-7-16
13
UML介绍
2013-7-16
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什么是UML？
UML( Unified Modeling Language )是 一种标准的图形化建模语言，它是面向对象 分析与设计的一种标准表示。 UML不是一种可视化的程序设计语言，而 是一种可视化的建模语言； UML不是工具或者是知识库的规格说明， 而是一种语言规格说明，是一种表示的标准； UML不是过程和方法，但是允许任何一种 过程和方法使用它。
2013-7-16
8
什么是面向对象？
2013-7-16
9
面向对象的世界观
面向对象的基本哲学是认为世界是由各种 各样具有自己的运动规律和内部状态的对象 所组成的； 不同对象之间的相互作用和通讯构成了完 整的现实世界。因此，人们应当按照现实世 界这个本来面貌来理解世界，直接通过对象 及其相互关系来反映世界。这样建立起来的 系统才能符合现实世界的本来面目。
2013-7-16
10
面向对象方法论
面向对象的方法是面向对象的世界观在开 发方法中的直接运用。它强调系统的结构应 该直接与现实世界的结构相对应，应该围绕 现实世界中的对象来构造系统，而不是围绕 功能来构造系统。
2013-7-16
11
面向对象的程序设计
面向对象的程序设计语言必须有描述对象及其相 互之间关系的语言成分。这些程序设计语言可以归 纳为以下几类： 1、系统中一切皆为对象； 2、对象是属性及其操作的封装体； 3、对象可按其性质划分为类，对象成为类的实例； 4、实例关系和继承关系是对象之间的静态关系； 5、消息传递是对象之间动态联系的唯一形式；
使用UML进行面向对象设计
6、生成文档；进行编码，测试等工作。
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例子
编写一个能运行四则运算的计算器
2013-7-16
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例子2
如果我要修改其中的加法运算，或则我要增 加一个开方计算？
2013-7-16
25
活字印刷——思想的进步
为什么印刷术不是四大发明之一；而活字印 刷是四大发明之一呢？
面向对象设计方法
Version1.0
2013-7-16
2010年4月
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Overview
课程介绍 什么是面向对象 UML语言 面向对象设计示例
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课程介绍
课程目标 预备知识 目标听众 日程表 词汇表
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课程目标
理解面向对象思想 掌握UML语言 掌握使用UML语言的面向对象设计
替代流程：
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使用UML进行面向对象设计
3、确定业务领域，绘制ER图。
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使用UML进行面向对象设计
4、根据ER图以及系统架构绘制系统实现类图。 （系统静态结构）
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21
使用UML进行面向对象设计
5、绘制序列图。（动态图）
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例子3
面向对象程序设计 简单工厂模式
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27
Question?
THANK
YOU
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28
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UML常用内容
用例图 序列图 活动图 静态结构图
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使用UML进行面向对象设计
以BUG管理系统的分析设计为例
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使用UML进行面向对象设计
1、OOA&D的第一步，就是 了解用户需求，并将其转 换为用例图。
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4
预备知识
面向对象思想的理解 UML语言
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5
目标听众
系统分析员 系统设计师 程序员
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6
日程表
共计：30分钟 详细安排
<5> 面向对象思想介绍
<5>
<20> Total:
UML语言介绍
面向对象设计示例讲解 <30> 分钟
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7
词汇表
OOP- Object-Oriented Programming(面向对象编程) OO- Object-Oriented（面向对象）
Байду номын сангаас
OOA&D-Object Orient Analysis & Design（面向对象分析设计） UML-Unified Modeling Language （统一建模语言）
18
使用UML进行面向对象设计
2、对用例图进行详细阐述。（用例规约）
用例名称： 用户简述： 用例图： 系统登录 系统用户登录
主要流程：
1、用户输入用户名，密码 2、点击登录按钮 2a、用户名密码错误。系统提示用户名，密码错误，并返回1；2b、登录成功，系统自 动判断用户类型。并进入相应的页面。2c、用户点击取消，退出系统。