面向对象技术的软件设计
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。
Chap4-面向对象的软件设计方法
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用户界面的层次和结构
层次：
屏幕 窗口
用户界面的结构可以由UML类图描述，屏 幕和窗口用类进行表示，并给出它们之间 的关系。 用构造型<<screen>>和<<window>>分别 表示屏幕和窗口。 而屏幕之间的切换过程可以用UML状态图 表示。
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内容
4.1 基于UML的分析与设计过程
4.2 用例分析与设计
4.3 概念模型和顶层架构设计
4.4 用户界面设计
4.5 数据模型设计 4.6 设计精化 4.7 类设计 4.8 部署模型设计
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用户界面设计的内容
用户界面包含两方面内容：
首先要完整地包括用户在使用软件过程中所需的各 种元素，例如窗口、菜单、按钮、输入文本框、选 择列表、提示信息等，缺乏这些元素中的某些将会 导致软件功能无法被用户正常完成； 其次要求具有良好的外观和布局，例如背景颜色、 按钮等元素的位置、选择列表中条目的顺序等，这 些因素的不足可能不会影响软件功能的正确使用， 但会给用户带来不便、迷惑甚至反感。
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细化后ATM用例图
ATM
System Startup InvalidPIN Operator System shutdown
<<extend>>
Session Customer
<<include>>
Printer
Transaction Inquiry Card Reader Transfer Withdrawal Deposit Cash Acceptor Cash Dispenser Bank System
面向对象软件体系结构与设计模式
面向对象软件体系结构与设计模式一、前言面向对象软件体系结构与设计模式是软件开发的重要组成部分，具有广泛的应用价值和产业意义。
本文将从面向对象软件体系结构和设计模式两个方面进行阐述，探讨其基本原理、实现方法以及应用效果。
二、面向对象软件体系结构面向对象软件体系结构是一种针对现代软件开发的设计和开发方法，其基本思想是以对象为基本单位进行系统分析和设计。
在面向对象软件体系结构中，软件系统被抽象为由各种不同类型的对象组成的集合，每个对象都具有自己的属性和方法，这些对象之间通过接口进行交互，形成一个统一的系统体系结构。
面向对象软件体系结构的优劣面向对象软件体系结构主要优势包括：1. 可复用性高：面向对象的程序设计可以高度重复使用，通过类和对象的复用，可以快速构建复杂的软件系统。
2. 易维护性高：由于面向对象的程序设计是基于类和对象的，代码的修改只需要修改相关类和对象，而不会影响系统的其他部分，从而提高了程序的可维护性。
3. 增强软件的可扩展性：面向对象开发模式下，程序员可以根据需要进行新的对象创建，从而实现弹性分层。
4. 更贴近对象的本质：程序员能够以更自然的方式来刻画问题本身中的对象。
面向对象软件体系结构的主要缺陷包括：1. 复杂度高：由于面向对象的软件系统需要对各种类型的对象进行抽象，存在相当大的复杂度，从而导致开发成本高。
2. 性能不佳：由于对多个对象的频繁交互需要进行额外的处理，面向对象软件系统在性能方面较差。
三、设计模式设计模式是一种基于面向对象编程技术的重要概念，用于解决软件设计过程中的一些常见问题。
设计模式可以被视为一个经过优化过的、在软件系统中反复使用的通用解决方案，可用于解决各种软件设计问题。
设计模式的分类根据其用途和实际应用场景，设计模式可分为三类：创建型、结构型和行为型。
下面分别进行讲解。
1. 创建型设计模式创建型设计模式通常用于创建对象的过程中，涵盖了一系列可用于创建对象的方法，例如工厂模式、单例模式、原型模式等。
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软件设计师的面向对象设计和设计模式
软件设计师的面向对象设计和设计模式在软件开发领域，面向对象设计和设计模式是软件设计师必备的核心知识。
面向对象设计是一种以对象为核心的设计思想，强调将系统的功能模块划分为独立的对象，并通过对象之间的交互实现系统的整体功能。
而设计模式则是针对常见问题的解决方案，通过提供经过实践验证的设计方法来解决软件开发中的复杂性。
一、面向对象设计的基本原则面向对象设计的基本原则有四个：单一职责原则、开放封闭原则、里氏替换原则和依赖倒置原则。
1. 单一职责原则：一个类只应该有一个单一的功能或职责。
这样可以确保类的职责清晰明确，降低代码复杂度，提高代码的可维护性。
2. 开放封闭原则：软件实体应该是可扩展的，但是不可修改的。
通过对扩展进行开放，对修改进行封闭，可以实现代码的复用性和可维护性。
3. 里氏替换原则：子类对象应该能够替换父类对象，并且保持程序的逻辑行为不发生变化。
这样可以保证系统的稳定性和灵活性。
4. 依赖倒置原则：高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象。
通过依赖倒置可以减少模块间的耦合性，提高代码的可拓展性。
二、常用的设计模式1. 创建型设计模式创建型设计模式包括：Singleton（单例模式）、Factory Method（工厂方法模式）、Abstract Factory（抽象工厂模式）、Builder（建造者模式）、Prototype（原型模式）等。
这些模式主要用于对象的创建，根据实际需求选择合适的创建型模式，可以提高系统的灵活性和可维护性。
2. 结构型设计模式结构型设计模式包括：Adapter（适配器模式）、Bridge（桥接模式）、Composite（组合模式）、Decorator（装饰者模式）、Facade （外观模式）、Proxy（代理模式）等。
这些模式主要用于对象的组合和组织，通过结构型模式可以实现系统的灵活性和可扩展性。
3. 行为型设计模式行为型设计模式包括：Observer（观察者模式）、Strategy（策略模式）、Template Method（模板方法模式）、Command（命令模式）、State（状态模式）等。
《软件工程实用教程》第6_章_面向对象的软件设计
第6 章 面向對象的軟體設計
例：
第6 章 面向對象的軟體設計
2．部署圖 部署圖描述了處理器、設備和軟體構件運行時 的體系結構。 （ 1 ）結點：是某種計算資源的物理對象，包括電 腦、設備（如印表機、通信設備）等 (2) 連接：連接用一條直線表示，它指出結點之間 存在著某種通信路徑，並指出通過哪條通信路 徑可使這些結點間交換對象或發送消息
第6 章 面向對象的軟體設計
2．詳細設計 （1）細化、補充類的屬性和操作 （2）設計類操作的實現演算法 （3）優化數據訪問路徑 （4）實現外部互動式的控制 （5）調整類結構，增加繼承性 （6）設計類之間的關聯的實現方式 （7）確定對象屬性的精確表示 （8）把類和關聯打包歸納到模組中
第6 章 面向對象的軟體設計
第6 章 面向對象的軟體設計
3）依賴倒置原則：指的是依賴關係應該是儘量依賴介面 （或抽象類），而不是依賴於具體類。在面向對象 的設計中，高層的類往往與領域的業務有關，這些 類只依賴於一些抽象的類或介面，當具體的實現細 節改變時，不會對高層的類產生影響。 4）介面分離原則：指的是在設計時採用多個與特定客戶 類有關的介面比採用一個通用的介面要好。即一個 類要給多個客戶類使用，那麼可以為每個客戶類創 建一個介面，然後這個類實現所有這些介面，而不 要只創建一個介面，其中包含了所有客戶類需要的 方法，然後這個類實現這個介面。
第6 章 面向對象的軟體設計
2．設計基於類的構件 （1）基本設計原則 2）Liskov替換原則：指的是子類可以替 換父類出現在父類能出現的任何地方。 例如，類ClassA要使用ClassB，ClassC 是ClassB的子類。如果在運行時，用 ClassC代替ClassB，則ClassA仍然可以 使用原來ClassB中提供的方法，而不需 要做任何改動。
软件设计与体系结构-第四章-面向对象的软件设计方法课件
l 概念模型与顶层架构设计:
l 在用户需求和相关的业务领域中，概念及概念关系的抽取
l 用户界面设计:
l 设计每个界面中的所有界面元素，确定初步的界面布局，定义用户界面动作对软件系统中设计元
素的要求
l 数据模型的设计:
l 确定设计模型中需要持久保存的类的对象及其属性，定义持久持久存储数据之间的组织方式，并
.
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概念模型和顶层架构设计
l 边界类: 其职责包括: l 边界控制: l 包括定义数据的格式及内容转换，输出结果的呈现，软件运行过程中界
面的变化与切换等。 l 外部接口: l 实现目标软件系统与外部系统或外部设备之间的信息交流和互操作，主
要关注跨越目标软件系统边界的通信协议 l 环境隔离: l 对目标软件系统与操作系统、数据库管理系统、中间件等环境软件进行
事件流中步骤（1）
l （3）如果账户余额小于取款金额，则显示信息“账户余额不足，请重新输入”，并返回主事件流
中步骤（1）
l （4）顾客在确认取款金额前右以选择取消交易。
l 后置条件: 如果取款成功，系统从账户余额中减去相应数额，并返回等待状态；如果顾客取消交易，
则返回等待状态
.
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用例的分析与设计
体技术没有关系 l 顶层架构的设计 l 目的: 为后续的分析和设计活动建立一种结构和划分
.
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概念模型和顶层架构设计
l 关键概念来源: l 为建立以UML类图表示的领域概念模型，首先必须标识关键概念。关键
概念的来源包括: l （1）业务需求描述、用例说明； l （2）业务领域中的相关规范、标准、术语定义。 l （3）反映业务领域知识的既往经验。 l 业务需求描述 l 业务领域中的相关规范、标准、述评呼定义 l 反映业务领域知识的既往经验
基于面向对象的软件设计方法研究与应用
基于面向对象的软件设计方法研究与应用随着技术的不断进步和软件应用的广泛应用，面向对象的软件设计方法越来越成为一种常用的设计方法。
本文将探讨基于面向对象的软件设计方法的研究与应用。
一、面向对象的软件设计方法的基本概念面向对象编程是一种面向对象的程序设计思想，它旨在将现实世界中的事物和概念映射到软件程序中，并通过使用类、对象和方法等工具来组织和管理程序的各个部分。
面向对象的软件设计方法基于这种思想，通过使用面向对象编程构建出一种以对象为中心的软件设计模型，以实现更加灵活、高效和可复用的软件代码。
二、面向对象的软件设计方法的优点相较于传统的面向过程的软件设计方法，面向对象的软件设计方法具有以下几个优点：1. 更加灵活面向对象的软件设计方法可以更好地应对需求变更和系统演化。
由于它的设计重点是对象与对象之间的交互关系，所以它更易于进行扩展和修改。
2. 更加可读性高相较于面向过程的软件设计方法，面向对象的软件设计方法让代码更加可读性高。
由于面向对象方法中的代码将分散在不同的类或对象中，这使得代码的阅读更加的清晰和易于理解。
3. 更加可维护性高面向对象的软件设计方法使得代码的维护更加容易。
由于每个对象都有独立的职责和行为，并且每个对象都可以进行单独的修改，这使得整个程序的维护与修改变得更加容易和高效。
三、面向对象的软件设计方法的应用面向对象的软件设计方法已经广泛应用于实际的软件开发中，下面我们来简要介绍几种常用的面向对象的软件设计方法：1. UMLUML是一种面向对象的建模语言，它提供了一种通用的方式来描述软件系统的结构、行为和交互，从而帮助开发人员更好地理解和构建软件系统。
UML可以描述类、对象、方法、关系等等，同时还可以描述系统的交互和行为。
2. 设计模式设计模式是一种在面向对象软件设计中反复出现的问题的解决方案。
它是对一种问题的解决方案的经验总结，可以帮助开发人员更好地理解和设计软件系统中的各个部分。
设计模式包含了多种不同的解决方案和模型，可以在代码的不同层面上帮助开发人员构建更加优秀的软件系统。
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面向对象技术的软件设计
面向对象技术（Object-Oriented Technology）。
面向对象技术强调在软件开发过程中面向客观世界或问题域中的事物，采用人类在认识客观世界的过程中普遍运用的思维方法，直观、自然地描述客观世界中的有关事物。
面向对象技术的基本特征主要有抽象性、封装性、继承性和多态性。
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对象模型化技术（OMT）
对象模型化技术把分析时收集的信息构造在三类模型中，即对象模型，功能模型和动态模型
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对象模型：最关键的模型，描述系统的静态结构，包括构成系统的类和对象，以及他们之间的关系
在对象模型化技术中，类与类之间的关系叫做关联关联分为聚合，限定，角色
动态模型：着重于系统的控制逻辑，包括两个图，一个是状态图，一个是事件追踪图
状态图：是一个状态和事件的网络，侧重于描述每一类对象的动态行为
在状态图中，状态是对某一时刻中属性特征的概括。
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而状态迁移表示这一类对象在何时对系统内发生的哪些事件做出何种响应。
事件追踪图：侧重于说明发生于系统执行过程中的一个特定“场景”
功能模型：通过计算，从输入数据能得到什么样的输出数据，不考虑参加计算的数据按什么时序执行。
功能模型由多个数据流图组成，它们指明从外部输入，通过操作和内部存储，指导外部输出，这整个的数据流情况。
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基于三个模型的分析过程
功能模型定义“做什么”
动态模型定义“何时做”
对象模型定义“对谁做”
面向对象的分析（OOA）
构造OOA概念模型的5个层次
类与对象，属性，服务，结构与主题
类与对象层：如何建立基本块
属性层：对象的属性和实例连接组成
服务层：对象的服务，加上对象实例之间消息通信组成
结构层：描述了一般——特殊结构或泛化——特化结构，泛化——特化结构表明了类的继承性
主题层：将对象归类到各个主题中，将有关对象用一个主题边框框起来
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构造OOA模型采用的原则：抽象，封装，继承，分类，聚合，关联，消息通讯
面向对象的设计（OOD）
1，高层设计
构造应用软件的总体模型
标识在计算机环境中进行问题解决工作所需要的概念在设计阶段中继续采用分析阶段中提到的5个层次，这5个层次用于建立系统的4个组成成分
问题论域部分：指执行基本应用功能的对象
人机交互部分：指定了用于系统的某个特定实现的界面技术
任务管理部分：指定了那些创建系统时必须建立的操作系统部分
数据管理部分：定义了那些与所用数据库技术接口的对象
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2，类设计
面向对象环境下的测试策略
1，单元测试（类测试）：面向对象环境下，最小的可测试的单元式封装了的类或对象，而不是程序模块
2，组装测试
基于线索的测试：它把为响应某一系统数据或事件所需的一组类组装在一起。
每一条线索将分别测试和组装
基于应用的测试：它着眼于系统结构，首先测试独立类，这些类只使用很少的服务器类。
再测试那些使用了独立类的相关类。
3，确认测试：着眼于用户的要求和用户能够认可的系统输出。
类测试的种类
软件英才网软件行业驰名招聘网站基于定义的测试：把类当做一个黑盒对待，确认类的实现是否遵照它的定义
基于程序的测试：考虑类的实现，确定代码编写得是否正确
组装测试：
类组装：测试一个新类时，需要先测试在定义中所涉及的类，在考虑这些类的组装
总体组装：把所有组成完整软件的各个部分集合在一起。
测试所选的测试用例应当瞄准待开发软件的目标。