第9章 面向对象技术与UML建模

• 针对OOA给出的问题域模型，用面向对象方法设计出软件基础 架构（概要设计）和完整的类结构（详细设计），以实现业务 功能。 • 生成对象类的动、静态模型。
OOP：
用面向对象的语言实现OOD提出的模型。
面向对象技术
面向对象软件开发过程一般分为三个阶段：
首先是面向对象的分析(OOA)，它的任务是了解 问题域内该问题所涉及的对象和对象间的关系，建立
面向对象=对象+类+继承+消息
如果一个软件系统是使用以上4个概念设计和实现的， 则认为，这个系统是面向对象的。
面向对象的程序的基本成分是对象，通过建立对象和对 象之间的通信执行计算。
对象

对象(Object)

有意义的一切事物都是对象
它是系统用来描述客观事物的一个实体，是构成系 统的一个基本单位。 对象包括：属性（静态特征）和方法（动态特征） 对象之间对过消息进行通信。

单继承与多继承
示例Βιβλιοθήκη 面向对象的基本特性 多态性(多形性)
多态性是指相同的操作的函数或过程可作用于多种类型 的对象上并获得不同结果。即不同的对象，收到同一消息可 以产生不同的结果。（如下图） 多态性允许每个对象以适合自身的方式去响应共同的消 息。这样就增强了操作的透明性、可理解性和可维护性。 多态性增强了软件的灵活性和重用性。允许使用更为明 确、易懂的方式去建立通用软件。

对象间的消息传递是OO方法的基本原则 消息包括

同步消息，请求者需要等待响应者返回 异步消息，请求者不需要等待响应者返回，发出消息后可 以继续自己的后续工作（和函数调用有本质区别）
面向对象的基本概念
面向对象的概念：
类：教师
属性：姓名 年龄 单位 职称 工资 操作：调工资 评职称 受 聘 数 据 结 构
面向对象方法学的引入
3、开发出的软件不能满足用户需要
用传统的结构化方法开发大型软件系统涉及各种 不同领域知识，在开发需求模糊或需求动态变化的系 统时，所开发出的软件系统往往不能真正满足用户的 需要。
面向对象方法学的引入
资料显示，在美国开发出来的软件系统中，真正符合 用户需要并顺利投入使用的系统仅占总数的1／4左右，另 外有1／4左右的系统在开发期间中途夭折，剩下的一半虽 然完成了开发过程，但并未被用户采用或并未被长期使用。 美国政府统计署（GAO）数据：全球最大的软件消费 商—美国军方—每年要花费数十亿美元购买软件，而其所 购买的软件中，可直接使用的占2%，另外3%需要做一些 修改，其余的95%都成了Rubbish。
面向对象方法学的引入
原因分析:
①开发人员不能完全获得或不能彻底理解用户的要求， 以致开发出的软件系统与用户预期的系统不一致，不能满 足用户的需要。 ②所开发的软件系统不能适应用户经常变化的情况， 系统的稳定性和可扩充性不能满足用户的要求。
面向对象方法学的引入
传统开发方法存在的问题的原因：
用结构化方法开发的软件，其稳定性、可修改性和可 重用性都比较差，这是因为结构化方法的本质是功能分解。 结构化方法是围绕实现处理功能的“过程”来构造系统的。 然而，用户需求的变化大部分是针对功能的。用这种方法 设汁出来的系统结构常常是不稳定的，用户需求的变化往 往造成系统结构的较大变化，从而需要花费很大代价才能 实现这种变化。
第9章 面向对象技术与UML建模
面向对象技术
统一建模语言UML
面向对象方法学的引入
传统开发方法存在的问题：
1、软件重用性差：
重用性是指同一事物不经修改或稍加修改就可多次重复使用的
性质。 软件重用性是软件工程追求的目标之一，也是节约费用、减少人 员、提高软件生产率的重要途径。 传统的开发方法，例如结构化方法等，虽然给软件产业带来巨大 进步，但是并没有解决软件重用的问题。同类型的项目，只要需求 有一些变化，都要从头开始，原来的系统很难重用。
模型。
然后进行面向对象的设计(OOD)，它的任务是调 整、完善和充实由OOA建立的模型。 最后是面向对象的程序设计(OOP)，它的任务是 用面向对象的语言实现OOD提出的模型。
面向对象技术
面向对象分析与设计的实质是一种系统建模技术。 面向对象思想的实质，不是从功能上，或从处理问 题的算法上进行系统分析，而是从系统的组织上进行分 解。 通过对问题的自然分割，利用类及对象作为基本构 造单元，以更接近人类的思维方式建立问题域模型，从 而使设计出的软件尽可能直接地、准确地描述现实世界， 构造出模块化的、可重用的、可维护性好的软件系统。
示例
面向对象方法的主要优点

1．与人类习惯的思维方法一致 2．稳定性好 3．可重用性好



4．较易开发大型软件产品
5．可维护性好

面向对象技术
OOA：
• 用面向对象方法分析问题域，建立基于对象、消息的模型，形 成对客观世界和业务本身的正确认识。 • 生成业务对象的静态、动态模型和抽象类。
OOD：
面向对象方法学的引入
2、软件可维护性差：
软件工程强调软件的可维护性，强调文档资料的重要性， 规定最终的软件产品应该由完整、一致的配置成分组成。 在软件开发过程中，始终强调软件的可理解性、可修改性 和可测试性是软件的重要的质量指标。
但是实践证明，用传统方法开发出来的软件，维护时其费
用和成本仍然很高，其原因是可修改性差，维护困难，导致可 维护性差。


类

类(Class)


它是具有相同属性和方法的一 组对象的集合 为某类对象提供统一的描述 类是对象的抽象 对象是类的实例
消息

消息(Message)

是指向对象发出的服务请求 对象直接用消息的方式传递信息，而不是参数 包括：提供服务的对象的标识、服务标识、输入信息和回 答信息等
OO思想
OO思想

系统由对象构成。每个对象都扮演一个角色，并 为其它成员提供特定的服务或执行特定的行为。 在面向对象世界中，行为的启动是通过将“消息” 传递给对此行为负责的对象来完成的。
用类和对象表示现实世界，用消息和方法来模拟 现实世界是面向对象的核心思想。


面向对象的基本概念和特性
什么是面向对象：


就是把对象的属性和方法结合成一个独立的系统单 位，并尽可能隐蔽对象的内部细节。 封装使对象具有2个部分：接口部分和实现部分

封装提供2种保护

保护对象 保护客户
防止直接访问对象内部细节

防止对象实现部分的变化影响客户对象
面向对象的基本特性

继承(Inheritance)

它使子类可以继承父类的属性和方法 继承增加了软件复用的机会
对象：李文 抽象 实例 抽象 实例
行为：调工资 评职称 受 聘 执行的操作
状态：李文 25 计算机系 讲师 300
对象和类之
间的关系及 消息传递
数 据 值
方法：调工资 抽象 人事处向对象发消息 {计算公式} 方 法 评职称 体 方法名（参数） 李文 调工资（…) {方法步骤}
面向对象的基本特性

封装(Encapsulation)