软件工程 第8章--面向对象设计

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§3. 软件重用
⑵ 重用率(Reusability)与生产率(Productivity) 记：Lt = Total length of code ( # of lines)
Ln = Length of new code Lr = Length of reused code Et 、En、 Er are the corresponding efforts ( # of m-d)
服务设计 消息设计 类及对象设计 子系统设计
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§1. OOD准则
§1. OOD准则：优秀软件设计的一个重要特点是 容易维护 回顾：SD准则包括
Modularization Information hiding Abstraction Module independence
对于 OOD有类似的准则： 1、Module = Object

上层组合法：完整程序的组合
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§3. 软件重用
② 软件生成技术： 按照形式化的软件功能描述和一定的生成机 理，由生成器系统(generator system)自动生成目标程序。 重用的是generator 的代码规则
③ OO重用技术：Class component的重用
⑷ 类构件(Class componnt)： ①可重用的软构件应具备的特点： 独立、可塑、接口清晰（文档详尽）
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§2. 启发规则
3、设计简单的class（定义不超过一页纸或两屏）。 应注意： ① 避免过多attributes； ② 能用简单的语句描述一个class的任务； ③ objects之间合作关系要简单； ④避免过多methods( 7个)。
问题：设计出大量的classes，使结构复杂度增加。 解决：划分主题，提高可理解性。 4、使用简单的protocol，减少message 中传递的
§1. OOD准则
例：C++ 中的“模板”(template)
template < class T, int n >
class array_n {
private : T items [n] ; }； main ( ) // 定义了T类型的向量元素共n个
{ ……
array_n < complex, 1000 > w ; //w是有1000个元素的复向量 ……
第八章 面向对象设计
(Object-Oriented Design) § 1 面向对象设计的准则 § 2 启发规则 § 3 软件重用 § 4 系统分解： 设计问题域子系统；设计人机交互子系统； 设计任务管理子系统；设计数据管理子系统 § 5 设计类中的服务 § 6 设计关联 § 7 设计优化 § 8 小结
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§3. 软件重用
注意：有些操作可能会妨碍class component的重用，如

与表示方法有关的操作 与数据结构、大小有关的操作 与外部设备有关的操作

实现算法在将来可能会改进\改变的核心操作
解决方法：将这些操作分离出来，作为适配接口 (adaptive interface)，使class中其它操 作通过调用AI而实现。在不同应用环 境下，用户只须重新定义AI操作就可 以重用class。 19
parameters
5、使用简单的method(CASE 可考虑用 inheritance替代)。
6、把设计变动减至最小。
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理想的设计变动情况
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§3. 软件重用 (Software Reuse)
1、概念： 知识重用（例如软件工程知识的重用）
方法和标准重用（例如OO方法和国家规定
的软件开发规范的重用）
② 设计重用 —— 当移植系统时 ③ 分析重用 —— 当需求未变，而系统结构改变 时（例如将HDIS改为OO实现） 2、重用效果的衡量： ⑴ 额外代价： 创建可重用成分的专门投资 多花2 ~ 4倍时间测试以保证质量 构件库的建立与维护需要投资 以上投资将分摊到重用这些构件的新系统成 本中。重用次数越多，分摊成本越少。
种算法实现，若无新算法则继承老算法。
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§3. 软件重用
模式的定义
• 模式是在特定上下文中遇到的一般性问 题的可重用解决方案的概要。 • 建筑师Christopher Alexander：“由三 个部分组成的规则，表达了在一个特定 上下文、一个问题和一个解决方案之间 的关系” • 模式是将设计知识文档化并且把这种知 识传递给学习设计的人的一种方法。
继承耦合(inheritance coupling): 要求 Parent class IS_A child class as high as possible
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§1. OOD准则
5、Cohesion： 服务内聚(service cohesion)：一个服务只完成一个功能。
类内聚(class cohesion)：一个类只有一个用途，否则分
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②重用方式： 实例重用(instance reuse \ black-box reuse)： 创建class的不同instances，通过messages完成 不同的任务。是最基本的重用方式。 用几个简单的objects创建出更复杂的class， 是实例重用的另一种形式

§3. 软件重用
继承重用(inheritance reuse)： 是一种安全地裁剪已有的class component的方式。 多态重用(polymorphism reuse)： Parent class与child class有相同的对外接口，使 消息连接的复杂度降低。
软件成分的重用
知识 工程
重用软件成分有三个级别： ① 代码重用： • 源码剪贴 —— 无法溯源，无配臵管理 • Include —— 修改后所有包含了此段代码的程 想象一下，stdio.h 被改动之后…… 序都须重新编译。
• Inheritance —— 无须改动原有代码

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§3. 软件重用
}
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§1. OOD准则
3、Information hiding = Encapsulation of object 4、Coupling: 交互耦合(interactive coupling):通过传递message发生 要求 降低参数个数和参数复杂性 减少objects发送 \ 接收message的个数 as loose as possible
§3. 软件重用
Adaptive Interface还可进一步细分为

转换接口(transition interface)：重用时必须重定 义与表示方法、数据结构、硬件等有关的操作
（例如C++中class 里的 pure virtual function）

扩充接口(expansion interface)：一个操作可由多
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§1. OOD准则
2、Abstraction：抽出事物的本质特性, 暂不考虑 其细节，使设计从具体实现方法中超脱。
Procedure abstraction: 在SD中已讨论 Data abstraction: Class即是一种抽象数据类型。外界无须 知道实现方法就可按照类协议(class description protocol)* 使用class中定义的数据。 Parameter abstraction: 将数据类型作为参数处理。 *
⑶重用技术：指利用可重用的构件开发软件的技 术，及开发可重用软件的技术。 ① 软件组合技术：

底层部件库法(Bottom-up compositional reuse) ： 从可重用的代码部件库(reuse repository)中选用 部件，组合成软件。
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例：
§3. 软件重用
Lucent Technologies initiated a companywide program to reuse software components (McClure 1997). As a consequence, the Workstation Software Development Department formed a Reuse Council to devise a strategy for selecting candidate components for its reuse repository. The Council was comprised of seven people, representing all groups in the department. The Council created an inventory of components and formed a matrix with the features of all past and planned projects. Then, each feature was rated in terms of whether it had been implemented and was still needed, had been implemented but was no longer needed, or had not been implemented but was still needed. Those features that were needed and were common to more than one project were targeted for reuse. In fact, some were redesigned to make them more reusable. The Council met every week for 2 hours to make component selections, inspect design documentation for those components already in the repository, and to monitor the levels of reuse in the department’s projects.