第八章面向对象设计工作流
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”。
面向对象设计技术的使用教程
面向对象设计技术的使用教程面向对象设计技术是一种常用的软件设计方法，它能够提高代码的可重用性、可维护性和可扩展性。
本文将详细介绍面向对象设计的原则、概念和方法，以及如何在实际项目中应用这些技术。
一、面向对象设计的原则1. 单一职责原则（Single Responsibility Principle，SRP）：一个类应该只有一个修改的原因。
2. 开放封闭原则（Open Close Principle，OCP）：一个类应该对扩展开放，对修改封闭。
3. 里氏代换原则（Liskov Substitution Principle，LSP）：子类对象能够替换父类对象。
4. 依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle，DIP）：高层模块不应该依赖低层模块，二者都应该依赖抽象。
5. 接口隔离原则（Interface Segregation Principle，ISP）：客户端不应该强迫依赖它不需要的接口。
6. 迪米特法则（Law of Demeter，LoD）：一个对象对其他对象的了解应该尽可能少。
二、面向对象设计的概念1. 类和对象：类是一种抽象的概念，用来描述一类具有相同属性和行为的对象。
对象是类的一个实例。
2. 封装：将数据和方法封装到一个类中，并对外提供接口进行访问。
3. 继承：通过继承机制，子类可以继承父类的属性和方法，并能够添加、修改或重写特定的属性和方法。
4. 多态：同一种行为具有多种不同的实现方式或表现形式，提高了代码的灵活性和可扩展性。
5. 抽象：通过抽象类和接口实现对类的更高层次的抽象，可以使代码更加模块化和可维护。
三、面向对象设计的方法1. 定义类的属性和方法：首先确定类的名称和作用，然后根据单一职责原则定义类的属性和方法。
2. 进行类之间的关系分析：根据具体项目的需求，确定类与类之间的关系，包括继承、关联、聚合和组合等。
3. 设计类的接口：根据接口隔离原则，定义一个类应该提供的接口，以便与其他类进行交互。
面向对象方法的实施步骤
面向对象方法的实施步骤1. 确定系统需求和功能•首先，需要明确系统的需求和功能。
这包括对系统的目标、使用场景和用户需求的理解。
可以通过需求文档、用户调研、竞品分析等方式进行需求明确。
•在确定需求的过程中，需要进行功能的划分和优先级的排序。
可以根据功能的重要性和紧急性进行优化。
2. 进行对象分析和设计•在确定了系统需求和功能后，需要进行对象分析和设计。
对象是面向对象方法的基本单位，是实现系统功能的实体。
•对象分析是指从需求中识别出系统中的各个对象，并进行对象之间的关系分析。
可以使用UML（统一建模语言）等工具进行对象分析，帮助识别出系统中的各个对象及其属性和方法。
•对象设计是指根据对象分析的结果，对每个对象进行细化设计，确定其属性、方法和关系，并进行接口设计等。
3. 实现对象的代码编写•在进行了对象的分析和设计后，进入实际的代码编写阶段。
•首先，需要根据对象的设计，使用编程语言（如Java、C++等）编写相应的类和方法。
类是对象的实现方式，包含了对象的属性和方法。
•代码编写时需要遵循面向对象编程的原则，如封装、继承、多态等。
4. 进行单元测试和集成测试•在代码编写完成后，需要进行单元测试和集成测试，确保代码的正确性和功能的完整性。
•单元测试是指对单个对象或方法进行测试，验证其正确性。
可以使用测试框架进行单元测试，并编写相关的测试用例。
•集成测试是指将多个对象或方法进行组合，进行整体的功能验证。
可以通过编写集成测试用例，模拟实际使用场景进行验证。
5. 进行系统的整体测试和优化•在进行了单元测试和集成测试后，需要进行系统的整体测试。
•整体测试是指对整个系统进行验证，包括系统的各个模块之间的协作和交互。
•在整体测试过程中，需要发现和修复可能存在的问题和缺陷，并进行系统的优化和改进。
6. 进行系统的部署和维护•在系统经过整体测试后，可以进行系统的部署和维护。
•部署是指将系统部署到实际的环境中，使用户可以进行使用。
面向对象程序设计之设计原则与方法
面向对象程序设计之设计原则与方法面向对象程序设计是一种先进的程序设计范式，关键在于建立一个具有自主行为和自我描述能力的程序体系结构，它可以非常自然的模拟现实世界中的对象和关系，提升程序的可读性、可扩展性和可维护性，其重要性不言而喻。
在面向对象的程序设计中，设计原则和设计方法是非常重要的，以下是我对其的理解和分析。
一、设计原则设计原则是设计过程中最重要的指导方针。
它可以帮助开发人员做出更好的设计决策，确保程序具有高内聚性和低耦合性，以此提高程序的可扩展性、可维护性和可重用性。
下面是一些常用的面向对象设计原则：1. 单一职责原则（Single Responsibility Principle，SRP）单一职责原则是指一个类、模块或者函数只负责一项任务。
这样做可以降低类的复杂度，提高代码的可读性，方便代码的维护和修改。
2. 开放-封闭原则（Open-Closed Principle，OCP）开放-封闭原则是指一个软件实体（类、模块或函数等）应该对扩展开放，对修改关闭。
也就是说，在不修改现有代码的情况下，可以通过增加新的代码来扩展软件的功能。
3. 里氏替换原则（Liskov Substitution Principle，LSP）里氏替换原则是指如果一个软件实体使用了另一个软件实体，那么它们应该是可以互换的。
也就是说，子类可以替换父类出现在程序中的任何地方，并保证程序的功能正确性。
4. 依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle，DIP）依赖倒置原则是指高层模块不应该依赖低层模块，二者都应该依赖抽象。
同时，抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象。
这样做可以降低模块之间的耦合度，提高代码的可维护性和可重用性。
5. 接口隔离原则（Interface Segregation Principle，ISP）接口隔离原则是指一个类不应该依赖一个它不需要的接口。
也就是说，一个接口应该只提供它的客户端需要的方法，而不应该强迫它们实现它们不需要的方法。
面向对象程序设计思想
面向对象程序设计思想面向对象程序设计（Object-Oriented Programming，简称OOP）是一种以对象为中心的编程范式，它将现实世界中的事物抽象为对象，并通过对象之间的交互来实现程序的运行。
面向对象程序设计的核心思想包括封装、继承和多态。
封装封装是面向对象程序设计中最基本的概念之一。
它指的是将数据（属性）和操作数据的方法（行为）组合在一起，形成一个对象。
封装的目的是隐藏对象的内部细节，只暴露出一个可以被外界访问的接口。
这样，对象的使用者不需要了解对象内部的实现细节，只需要通过接口与对象进行交互。
例如，在一个银行系统中，我们可以创建一个`Account`类，该类封装了账户的基本信息（如账号、余额）和对账户的操作（如存款、取款）。
用户在使用`Account`类时，只需要调用相应的方法，而不需要关心这些方法是如何实现的。
继承继承是面向对象程序设计中另一个重要的概念。
它允许一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法。
通过继承，子类可以扩展或修改父类的行为，而不需要重新编写代码。
继承支持代码的复用，使得程序设计更加简洁和高效。
例如，假设我们有一个`Animal`类，它定义了所有动物共有的属性和方法。
我们可以创建一个`Dog`类，它继承自`Animal`类。
`Dog`类将继承`Animal`类的所有属性和方法，并且可以添加一些特有的属性和方法，如`bark`。
多态多态是面向对象程序设计中的一个重要特性，它允许不同类的对象对同一消息做出响应，但具体的行为会根据对象的实际类型而有所不同。
多态性使得程序设计更加灵活和可扩展。
多态性通常通过抽象类和接口来实现。
抽象类定义了一个或多个抽象方法，而具体的子类则提供了这些抽象方法的实现。
接口则定义了一组方法规范，不同的类可以实现同一个接口，但提供不同的实现。
例如，假设我们有一个`Shape`接口，它定义了一个`draw`方法。
我们可以创建`Circle`、`Square`等类，它们都实现了`Shape`接口。
面向对象设计中的设计模式及应用场景
面向对象设计中的设计模式及应用场景引言：面向对象设计模式是一套经过实践验证的、用来解决软件设计中常见问题的模板，是软件开发中重要的部分。
通过使用设计模式，可以使得软件设计更加灵活、可复用、可维护，并且降低了代码的耦合性。
本文将介绍几种常见的面向对象设计模式及其应用场景。
1.单例模式（Singleton）单例模式是一种只允许创建一个实例的设计模式。
它在需要控制资源访问和限制实例个数的场景中非常有用。
例如，在一个多线程的应用中，多个线程需要共享一个资源，但又不能创建多个实例时，单例模式就能很好地解决这个问题。
另外，数据库连接池是一个常见的使用单例模式的应用场景，因为数据库连接资源是有限的，需要限制实例的个数。
2.工厂模式（Factory）工厂模式是一种用来创建对象的设计模式。
通过工厂模式，可以将对象的创建过程封装起来，使得客户端代码不需要知道具体的对象创建细节。
例如，在一个手机生产厂家中，可以定义一个手机工厂类，该工厂类负责创建不同型号的手机对象。
客户端只需调用工厂类的方法，即可获得所需的手机对象。
3.观察者模式（Observer）观察者模式是一种发布-订阅模式，它定义了一种一对多的关系。
当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会收到通知并自动更新。
这种模式常用于事件处理系统，例如在一个图形界面程序中，当用户点击按钮时，监听该按钮的组件会接收到通知，并执行相应的操作。
4.策略模式（Strategy）策略模式允许在运行时根据需求选择一种算法或行为。
它将算法和行为封装到自己的类中，并将其与主类解耦，从而可以在不修改代码的情况下动态切换算法和行为。
例如，在一个电商网站中，购物车的计算方式可以有多种选择，可以根据用户的等级、活动等不同情况选择不同的计算方式。
5.适配器模式（Adapter）适配器模式用于将一个类的接口转换成客户端所期望的另一个接口。
适配器模式常用于不兼容接口的类之间的适配。
例如，当我们使用一个第三方库时，库的接口可能与我们的代码不兼容。
软件工程课程目录
第一章软件工程概述介绍软件工程概念的提出以及发展历程，并分析软件开发的本质。
软件工程概论课程介绍第二章软件过程介绍如何定义一个项目的过程，主要涉及三方面的知识：（1）要了解软件开发通常需要做哪些工作，即软件生存周期过程；（2）要了解定义过程的基准框架，即软件生存周期模型；（3）是要了解一般性的过程规划技术。
软件过程(1)-20100913软件过程(2)-20100916软件过程(3)-20100916第三章软件需求与软件需求规约介绍软件需求的定义、需求的分类、常用的需求发现技术，以及需求规约。
软件需求－20100923第四章结构化分析介绍结构化需求分析、需求验证及实例研究。
结构化分析方法-0927第五章结构化设计结构化设计：总体设计的目标及其表示、总体设计方法、设计评价准则与启发式规则、设计优化、详细设计、软件设计规格说明书、实例研究。
结构构化设计方法-总体设计0930结构化设计－详细设计和软件设计规约1011第六章面向对象方法-UML面向对象方法发展以及UML（Unified Modeling Language）的提出、表达客观事物的术语、表达关系的术语、组织信息的通用机制--包、模型表示工具。
面向对象介绍面向对象方法UML(1)面向对象方法UML(2)面向对象方法UML(3)第七章面向对象分析、设计和编程技术介绍面向对象分析、设计和编程技术。
面向对象分析模型规约面向对象设计(1)面向对象设计(2)面向对象编程第八章面向对象方法-RUPRUP（Unified Software Development Process）的作用和特点、核心工作流。
RUP-1-1207RUP-2-1210RUP-3-1214第九章软件测试软件测试目标与软件测试过程模型、软件测试技术、软件测试步骤、静态分析技术－程序正确性证明。
软件测试(1)软件测试(2)软件测试－扩展报告第十章软件工程管理软件工程管理活动；软件规模、成本和进度估算；能力成熟度模型CMM；ISO9000标准。
面向对象设计阶段的主要任务
面向对象设计阶段的主要任务
面向对象设计阶段是软件开发过程中非常重要的一个阶段。
在这个阶段，我们需要完成以下主要任务：
1. 确定需求：在设计阶段，我们需要仔细地了解用户的需求，
确定软件系统需要具备哪些功能和特性。
2. 定义对象：在面向对象的设计中，对象是非常重要的概念。
我们需要根据需求确定系统中需要的对象，并定义它们的属性和方法。
3. 建立类结构：在确定对象后，我们需要将它们组织成类的层
次结构。
这可以帮助我们更好地组织代码，提高代码的可读性和可维护性。
4. 设计关系：在类结构确定后，我们需要确定类之间的关系。
这包括继承、聚合、关联等等。
这些关系可以帮助我们更好地组织代码，实现系统的功能。
5. 设计接口：在面向对象的设计中，接口是非常重要的概念。
我们需要定义对象之间的接口，以及对象和系统之间的接口。
这可以帮助我们更好地实现系统的功能，提高系统的可扩展性。
6. 设计模式：面向对象设计中有很多经典的设计模式，包括单
例模式、观察者模式、工厂模式等等。
在设计阶段，我们需要选择合适的设计模式，以帮助我们更好地实现系统的功能。
总之，在面向对象的设计阶段，我们需要仔细地分析用户需求，设计合适的对象和类结构，确定类之间的关系和接口，选择合适的设计模式，以实现一个高质量的软件系统。
面向对象分析与设计
面向对象分析与设计面向对象分析与设计（Object-oriented analysis and design）是软件工程领域中的一种方法论，用于解决软件系统开发过程中的问题和需求。
本文将对面向对象分析与设计的基本概念、流程和常用方法进行介绍，并附带答案和解析。
第一部分：面向对象分析（Object-oriented analysis）面向对象分析是软件开发过程中的第一步，旨在理解问题域并建立领域模型。
面向对象分析有以下几个重要概念：1. 对象（Object）：对象是系统中的一个实体，包含数据和方法。
对象可以是具体的实物、虚拟的概念或一组相关的数据和行为。
2. 类（Class）：类是一种抽象的定义，描述了一组具有相同特征和行为的对象。
3. 属性（Attribute）：属性是对象的特征，用于描述对象的状态。
4. 方法（Method）：方法是对象的行为，用于描述对象可以执行的操作。
面向对象分析的主要流程包括以下步骤：1. 需求收集：收集系统的需求，与利益相关者沟通，了解系统的功能和性能要求。
2. 领域建模：对现实世界的问题域进行抽象和建模，识别出系统中的对象和它们之间的关系。
3. 需求分析与规约：通过使用用例、活动图和状态图等工具对需求进行分析和规约，明确功能和交互细节。
4. 领域模型验证：与利益相关者验证领域模型的准确性和实用性，确保模型能够满足系统需求。
第二部分：面向对象设计（Object-oriented design）面向对象设计是在面向对象分析的基础上，进一步细化领域模型，为系统的实现提供指导。
面向对象设计有以下几个常用方法：1. 类图（Class diagram）：类图用于展示类、属性和方法之间的关系。
类图包括类的名称、属性和方法，并通过关联、继承和聚合等关系展示类之间的联系。
2. 对象图（Object diagram）：对象图用于展示类的实例和对象之间的关系。
对象图是类图的实例化表示，展示了系统在某一时刻的对象及其特定的属性值。
工作流设计方案
工作流设计方案一、背景介绍在现代企业中，为了提高工作效率和管理流程，工作流（Workflow）成为了不可或缺的重要环节。
通过工作流设计，企业能够明确员工的工作职责和工作流程，提供有效的任务分配和协作机制，从而实现工作的高效运转。
二、工作流设计原则1. 明确目标：确定设计工作流的目标和预期效果，明确各个环节的任务和职责，为工作流的顺利运行打下基础。
2. 简化流程：通过削减不必要的环节和流程，简化工作流程，减少不必要的时间和资源浪费，提高工作效率。
3. 分配任务：合理分配任务和责任，确保每个环节都有明确的负责人，避免任务交叉和责任模糊。
4. 优化沟通：建立清晰的沟通渠道和机制，确保各个环节之间的信息传递迅速和准确，避免信息丢失和误解。
5. 引入自动化：利用技术手段自动化处理一些重复性和繁琐的工作，提高工作的准确性和效率。
三、工作流设计步骤1. 分析现有流程：首先，需要对现有的工作流程进行详细分析，了解每个环节的具体工作内容和职责，并找出问题和改进的空间。
2. 制定目标：基于现有流程的分析结果，确定设计工作流的目标和预期效果，明确提升的方向和重点。
3. 设计流程图：根据目标和需求，设计整个工作流的流程图，包括各个环节的连接和相互关系，确保整个流程的合理性和完整性。
4. 分配任务和责任：在流程图中明确每个环节的具体任务和责任人，确保每个任务都有明确的负责人，并避免任务交叉和责任模糊。
5. 确定规则和权限：建立明确的规则和权限体系，确定工作流程中的权限分配和规则，确保流程的顺利进行和管理的有效性。
6. 确定沟通机制：在整个工作流程中，建立清晰的沟通机制，确保各个环节之间的信息传递迅速和准确，避免误解和信息丢失。
7. 引入自动化工具：根据工作流程的需求和目标，引入适当的工作流管理软件或自动化工具，提高工作流程的准确性和效率。
8. 测试和完善：完成工作流程的设计后，进行测试和验证，根据反馈结果进行调整和完善，确保工作流程的顺利运行和持续改进。
软件设计师中的面向对象设计模式
软件设计师中的面向对象设计模式面向对象设计模式是软件开发领域中的重要概念，它提供了一种有效的方法来解决软件设计中的复杂性和可维护性的问题。
在软件开发的过程中，选择合适的设计模式可以提高代码的可读性、复用性和扩展性。
本文将介绍常见的面向对象设计模式，并说明它们在软件设计师的工作中的应用。
一、单例模式单例模式是最简单的设计模式之一，它保证一个类只有一个实例，并且提供了一个全局访问点。
在软件设计师的工作中，单例模式可以用来保证某些对象只被创建一次，例如全局配置类或线程池管理类等。
通过单例模式，可以避免资源浪费和不必要的对象创建。
二、工厂模式工厂模式是一种创建型设计模式，它将对象的创建逻辑封装在一个工厂类中，客户端通过调用工厂类的方法来获得所需的对象。
工厂模式可以增加代码的可扩展性，当需要新增一种产品时，只需新增一个对应的工厂类即可。
在软件设计师的工作中，工厂模式可以用来灵活地创建各种对象。
三、适配器模式适配器模式是一种结构型设计模式，它将一个类的接口转换成客户端所期望的接口。
适配器模式常用于连接一个新的接口和已有的类。
在软件设计师的工作中，适配器模式可以用来兼容不同的接口规范，提供一种统一的调用方式。
四、观察者模式观察者模式是一种行为型设计模式，它定义了一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。
观察者模式可以用来实现松耦合的对象间交互，当某个对象的改变需要通知其他多个对象时，观察者模式可以提供一种可行的解决方案。
五、装饰器模式装饰器模式是一种结构型设计模式，它允许动态地给一个对象添加额外的职责。
装饰器模式通过将对象包装在装饰器类中，来增加该对象的功能。
在软件设计师的工作中，装饰器模式可以用来动态地给类添加新的行为，而无需修改原始类的代码。
六、策略模式策略模式是一种行为型设计模式，它定义了一系列的算法，并将它们封装起来，使得它们可以相互替换。
策略模式可以使得算法的变化独立于使用它的客户端。
《面向对象程序设计》课程设计任务书
《面向对象程序设计》课程设计任务书一、课程设计目的《面向对象程序设计》是一门重要的计算机专业课程，通过本课程设计，旨在让学生更深入地理解和掌握面向对象程序设计的基本概念、原理和方法，提高学生运用面向对象技术解决实际问题的能力。
具体而言，课程设计的目的包括以下几个方面：1、巩固和加深学生对面向对象程序设计中类、对象、继承、多态等核心概念的理解，培养学生的抽象思维和逻辑思维能力。
2、让学生熟悉面向对象程序设计的开发流程，包括需求分析、设计、编码、测试和维护等阶段，提高学生的软件开发能力。
3、培养学生运用面向对象编程语言（如 C+＋、Java 等）进行实际编程的能力，提高学生的代码编写规范和调试能力。
4、培养学生的团队合作精神和沟通能力，让学生在团队中共同完成一个较为复杂的项目，学会分工协作和相互交流。
5、激发学生的创新意识和解决实际问题的能力，让学生能够将所学知识应用到实际场景中，开发出具有一定实用价值的软件系统。
二、课程设计要求1、学生需独立完成课程设计任务，不得抄袭他人成果。
2、课程设计题目应具有一定的实用性和挑战性，能够涵盖面向对象程序设计的主要知识点。
3、学生在进行课程设计时，应严格按照面向对象的方法进行分析、设计和实现，确保程序的结构清晰、可读性强、可维护性好。
4、学生需提交课程设计报告，报告内容应包括需求分析、总体设计、详细设计、编码实现、测试结果以及总结等部分。
5、课程设计报告应书写规范、条理清晰、图表完整、数据准确。
三、课程设计题目以下是几个可供选择的课程设计题目，学生可根据自己的兴趣和实际情况选择其中一个进行设计：题目 1：学生成绩管理系统设计一个学生成绩管理系统，能够实现对学生成绩的录入、查询、修改、统计等功能。
系统应具备良好的用户界面，方便用户操作。
题目 2：图书管理系统设计一个图书管理系统，能够实现对图书的入库、借阅、归还、查询等功能。
系统应能够记录图书的基本信息、借阅记录以及读者信息等。
uml系统建模基础教程(清华大学出版社)课后题答案
UML习题答案第一章面向对象设计与UML1．填空题（1）基本构造块UML规则公共机制（2）名字属性操作（3）封装继承多态（4）继承（5）瀑布模型喷泉模型基于组件的开发模型XP开发模型2. 选择题（1）C（2）A B C D（3）A B C D（4）A B C（5）A3.简答题（1）类是具有相同或相似结构、操作和约束规则的对象组成的集合，而对象是某一类的具体化实例，每一个类都是具有某些共同特征的对象的抽象。
类与对象的关系就如模具和铸件的关系，类的实例化结果就是对象，而对一类对象的抽象就是类.类描述了一组有相同特性和相同行为的对象。
（2）1.UML是一种语言。
2. UML是用来建模的。
3.UML是统一的标准。
（3）建模能够帮助我们按照实际情况或按我们需要的形式对系统进行可视化；提供一种详细说明系统的结构或行为的方法；给出一个指导系统构造的模板；对我们所做出的决策进行文档化。
在建模时应遵循以下原则：选择要创建什么模型对如何动手解决问题和如何形成解决方案有着意义深远的影响；每一种模型可以在不同的精度级别上表示；最好的模型是与现实相联系的；单个模型不充分；对每个重要的系统最好用一组几乎独立的模型去处理。
（4）UML和面向对象软件开发之间有紧密的关系，可以说是面向对象软件开发促使了UML的产生。
但是由于在UML标准化的过程中，吸收了业务建模、工作流建模和数据库建模等领域的标准规范，形成了适应性很强的标准。
（5）在软件设计过程中，使用UML建模是为了能够更好地理解正在开发的系统。
通过UML建模，可以达到以下目的：有助于按照实际情况或按照所需要的样式对系统进行可视化；能够规约系统的结构或行为；给出了指导构造系统的模板；对做出的决策进行文档化。
第二章UML通用知识点综述1.填空题（1）依赖泛化关联实现（2）视图图模型元素（3）实现视图部署视图（4）构造型标记值约束（5）规格说明修饰通用划分2. 选择题（1）D（2）C（3）A（4）A B（5）D3.简答题（1）在UML中，定义了四种基本的面向对象的事物，分别是结构事物、行为事物、分组事物和注释事物等。
简述面向对象设计过程
简述面向对象设计过程面向对象设计（Object-Oriented Design，OOD）是一种软件设计方法，它将现实世界的实体抽象为对象，通过对象的属性、方法和相互作用来表达需求和解决问题。
面向对象设计过程通常包括以下几个步骤：1. 需求分析：在项目开始之初，需要与客户、项目经理等进行沟通，收集需求，了解系统需求，明确项目目标和功能。
2. 定义类和对象：根据需求分析的结果，从问题域中识别出关键的实体和概念，为每个实体定义一个类，并确定类的属性和方法。
属性表示对象的状态，方法表示对象的行为。
同时，确定对象之间的关系，例如聚合、继承和关联等。
3. 设计类的层次结构：根据类之间的关系，设计类的继承和接口实现结构。
子类可以继承父类的属性和方法，同时根据需要重写或扩展某些方法。
接口则定义了一组方法的规范，实现接口的类需要实现这些方法。
4. 划分模块和包：为了提高系统的可维护性和可重用性，将相关的类划分为模块或包。
模块和包应该尽量保持内聚性，即同一个模块或包中的类具有相似的功能和职责。
5. 设计类的交互和通信：确定类之间的交互方式，包括消息传递、事件触发以及共享数据等。
设计类的通信接口，包括公开的属性和方法，以及需要实现的回调函数等。
6. 代码实现：根据设计文档，编写代码实现类的属性、方法和交互。
在编写代码过程中，可能会发现设计上的问题，需要在设计和实现过程中进行调整和优化。
7. 测试与调优：对系统进行功能性和非功能性测试，保证系统满足需求。
同时，根据测试结果对系统进行优化和调整，提高系统的性能、可维护性和可扩展性。
8. 维护与升级：在系统投入使用后，需要对系统进行维护，修复bug，根据用户需求调整功能。
在系统升级过程中，面向对象设计的优势可以让开发人员更容易地对系统进行扩展和修改。
面向对象程序设计的基本方法与注意事项
面向对象程序设计的基本方法与注意事项面向对象程序设计（Object-Oriented Programming，简称OOP）是一种软件开发的方法论，它将程序中的数据和操作数据的方法组织成对象，通过对象之间的交互来实现程序的功能。
面向对象程序设计的基本方法和注意事项是我们在编写程序时需要遵循的重要原则和规范。
本文将详细介绍面向对象程序设计的基本方法和一些需要注意的事项。
一、基本方法：1. 抽象和封装：在面向对象的设计中，抽象是一种将现实世界中的实体转化为程序中的对象的过程。
通过抽象，我们可以理清对象之间的关系，将复杂的现实问题分解为简单的程序对象。
封装是指将对象的数据和方法封装在一起，对外部隐藏对象的内部实现细节，只暴露必要的接口供其他对象调用。
2. 继承：继承是面向对象编程的重要特性，通过继承，一个类可以继承另一个已有类的属性和方法，减少了代码的重复编写，并且提高了代码的可维护性。
通过合理地使用继承，我们可以建立起类与类之间的关系，形成一个类的层次结构。
3. 多态：多态是指在同一个类中，同一个方法名可以被不同的对象调用，并且可以根据不同的对象调用不同的方法。
多态提高了程序的灵活性和可扩展性，使得我们可以使用统一的接口来处理不同类型的对象。
二、注意事项：1. 单一职责原则：每个类只负责一个功能，不要将多个不同的功能耦合在一个类中。
这样可以提高代码的可读性和可维护性，减少类的依赖关系。
2. 开放封闭原则：一个类应该是可扩展的，但是对修改关闭。
当需要添加新的功能时，应该通过继承或接口的方式来完成，而不是去修改原有的代码。
这样可以避免对已有功能的影响，提高代码的稳定性。
3. 接口隔离原则：接口应该尽量小而专一，不应该包含不需要的方法。
一个类对外应该提供尽量少的公共接口，只提供必要的方法。
这样可以减少类与类之间的依赖关系，提高代码的可复用性。
4. 依赖倒置原则：高层模块不应该依赖于低层模块，而是应该依赖于抽象。
面向对象设计原则实验报告实验08
设计模式实验报告1．现在有一种空调，它支持3种模式：加热，制冷和除湿。
例如，当室温低于20度时，选择加热模式，再选择温度为20度，空调将输送热风直到室温升至20度；当室温高于26时，选择制冷模式，温度设置为26度时，将输送冷风直到室温降至26度；在选择除湿模式时，空调将室内空气循环抽湿。
现采用设计模式为空调设计应用程序，将来空调可能需要增加支持新的模式，应采取什么设计模式？简要说明选择的理由。
应采取策略模式。
在策略模式中，一个类的行为或其算法可以在运行时更改。
我们将冷风模式、热风模式以及除湿模式可以理解为各种不同的算法，在不同的场景下选择不同的模式。
2．Linux和Windows的API结构和调用方法非常不同，例如创建进程，Linux使用fork()，而Windows使用CreateProcess()。
现在你已经有一个基于Windows平台的应用程序，要迁移到Linux上，应使用什么设计模式实现这个需求？简要说明选择的理由。
应选择适配器模式。
适配器模式是作为两个不兼容的接口之间的桥梁。
通过将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口,从而使原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。
依赖已有的Windows程序，实现Linux 上的目标接口即可实现这一需求。
3．某软件公司基于面向对象技术开发了一套图形界面显示构件库，在使用该库构建某图形界面时，用户要求为界面定制一些特效显示效果，如带滚动条、能够显示艺术字体的透明窗体等。
针对这种需求，公司采用哪种设计模式最为灵活？简要说明选择的理由。
应选择装饰模式。
装饰模式是一种对象结构型模式，可动态地给一个对象增加一些额外的职责。
通过装饰模式，可以在不影响其他对象的情况下，以动态、透明的方式给单个对象添加职责；当需要动态地给一个对象增加功能，这些功能可以再动态地被撤销时可使用装饰模式。
根据题目的描述，需要开发的是图形界面构件库，并要求为图形界面提供一些定制的特效，例如，带滚动条的图形界面，能够显示艺术字体且透明的图形界面等。
面向对象分析与设计
面向对象分析与设计一、引言面向对象分析与设计（Object-Oriented Analysis and Design，简称OOAD）是软件工程中的一种方法论，用于解决复杂系统的设计与开发问题。
本文将介绍面向对象分析与设计的概念、原则和过程，并结合实际案例说明其重要性和应用。
二、概念解析1. 面向对象分析（Object-Oriented Analysis，简称OOA）：通过识别和描述系统所涉及的对象及其相互关系，以及对象的属性和行为，从而确定系统需求和问题领域的分析方法。
2. 面向对象设计（Object-Oriented Design，简称OOD）：基于面向对象分析的结果，通过定义类、抽象数据类型、方法、接口等概念，设计出系统的结构和组织，以及类之间的关系和交互方式。
三、面向对象分析与设计的原则1. 单一职责原则（Single Responsibility Principle，简称SRP）：一个类只负责一项职责，保证类的内聚性和高内聚性。
2. 开放封闭原则（Open-Closed Principle，简称OCP）：系统中的类、模块等应该对拓展开放，对修改封闭，通过继承、接口等方式实现。
3. 里氏替换原则（Liskov Substitution Principle，简称LSP）：所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象，即子类必须能够替换基类。
4. 依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle，简称DIP）：高层模块不应该依赖于底层模块，二者都应该依赖于抽象；抽象不应该依赖于具体，具体应该依赖于抽象。
5. 接口隔离原则（Interface Segregation Principle，简称ISP）：客户端不应该依赖于它不需要的接口，接口应该进行细化拆分以适应不同的场景和客户端需求。
6. 迪米特法则（Law of Demeter，简称LoD）：一个对象应该对其他对象有尽可能少的了解，减少耦合性，降低系统的复杂度。
面向对象软件开发流程
面向对象软件开发流程面向对象软件开发是一种高效的软件开发方法，它将现实世界中的事物抽象为对象，并通过对象之间的交互来实现软件系统的设计与开发。
面向对象软件开发流程由以下几个关键步骤组成：需求分析、设计、编码、测试和部署。
本文将详细介绍面向对象软件开发流程的每个步骤，以指导软件开发过程的实施。
一、需求分析面向对象软件开发的第一步是需求分析。
在这一阶段，开发团队与客户密切合作，明确软件系统的需求和目标。
需求分析旨在收集并整理客户需求，并将其转化为可操作的软件功能和特性。
在需求分析阶段，开发团队通常会使用UML（统一建模语言）工具来绘制用例图、活动图等，以明确系统的功能和工作流程。
二、设计需求分析完成后，下一步是进行系统设计。
系统设计是指根据需求分析阶段的成果，创建系统的软件架构和模块设计。
在面向对象软件开发中，常用的设计工具包括UML类图、时序图和状态图等。
系统设计阶段需要考虑系统的模块划分、模块之间的交互关系，以及各个模块的具体实现方法。
设计阶段的成果是一个详细的设计文档，包含各个模块的接口定义、类的设计和方法的实现。
三、编码设计阶段完成后，开发团队进入编码阶段。
编码是将设计文档中的描述转化为实际的程序代码的过程。
在编码阶段，开发人员需要按照设计要求，使用具体的编程语言实现各个模块和类。
编码阶段应注意编程规范和代码质量，确保代码的可读性和可维护性。
另外，在编码过程中，开发人员应遵循面向对象编程的原则，例如封装、继承和多态等。
四、测试编码完成后，软件系统进入测试阶段。
测试是验证软件系统是否满足需求并具备良好性能的过程。
测试阶段包括单元测试、集成测试和系统测试等多个层次。
在测试阶段，开发团队需要编写测试用例并执行，以验证系统的功能和性能是否符合设计要求。
测试阶段还可以发现并修复软件中的bug，确保软件质量和稳定性。
测试过程应全面覆盖系统的各个功能点，并进行性能测试、安全测试、兼容性测试等。
五、部署当测试阶段完成并通过验证后，软件系统进入部署阶段。
面向对象程序设计思想
面向对象程序设计思想面向对象程序设计（Object-Oriented Programming，简称OOP）是一种软件开发方法，它以对象为基本单位，将数据和对数据的操作封装在一起，实现模块化的软件系统开发。
本文将介绍面向对象程序设计的基本原则和思想。
1. 封装（Encapsulation）封装是面向对象程序设计中最基础的思想之一。
它通过将数据和对数据的操作封装在一起，形成对象的特性和行为。
对象内部的数据只能通过对象自身的方法来访问，外部无法直接修改对象的内部状态，可以有效避免意外修改和数据泄露的问题。
2. 继承（Inheritance）继承是面向对象程序设计中的另一个重要原则，它通过定义一个基类，然后派生出不同的子类，实现代码的复用和拓展性。
子类将继承基类的属性和方法，可以在此基础上进行更多的功能扩展。
继承关系可以建立类之间的层次关系，形成类的继承链。
3. 多态（Polymorphism）多态是面向对象程序设计中的关键概念，它允许不同类的对象对同一消息作出响应，实现灵活的代码编写和代码的重用。
多态可以通过继承和接口实现。
通过多态，我们可以在不了解对象具体类型的情况下，调用相同的方法，实现不同的行为。
4. 类和对象面向对象程序设计中的核心是类和对象的概念。
类是抽象的描述，定义了对象的属性和方法。
对象是由类实例化而来，每个对象都有各自的属性和方法。
通过创建对象，我们可以实现对数据的封装和模块化的设计思想。
5. 类的设计原则在面向对象程序设计中，我们需要遵循一些设计原则，以保证代码的可读性、可维护性和扩展性。
其中一些重要的原则包括单一职责原则、开放封闭原则、里氏替换原则等。
这些原则帮助我们设计出高内聚、低耦合的类，使得代码更易于理解和维护。
6. 设计模式设计模式是面向对象程序设计中的经典解决方案，它提供了在特定情境下处理问题的一种标准方法。
常用的设计模式包括工厂模式、单例模式、观察者模式等。
通过使用设计模式，我们可以提高代码的复用性和可扩展性。
软件开发中的面向过程设计与面向对象设计
软件开发中的面向过程设计与面向对象设计在软件开发中，设计是非常重要的一部分，因为它会直接影响到整个项目的效率和质量。
在设计过程中，最为核心的两种设计思想就是面向过程（Procedural）设计和面向对象（Object-Oriented）设计。
在本文中，我们将会对这两种设计思想进行深入探讨，并且比较它们之间的优劣，以及在何时该选用哪种设计思想。
一、面向过程设计面向过程设计，顾名思义，是一种以过程为中心的设计思想，通常把程序看作是一连串的步骤，每一步骤都是一个独立的过程。
在这种设计思想下，程序的主要组成部分是函数和数据结构，函数是对特定动作功能的抽象，数据结构则是数据的组织方式。
面向过程设计的优点是：1. 技术实现简单，易于理解和掌握。
2. 执行效率高，节省系统资源，适用于单个问题的解决。
3. 更加精细的控制，可以针对某一个特定问题进行优化。
面向过程设计的缺点是：1. 维护成本高，代码的复杂度随着问题的复杂性而增加。
2. 扩展性差，不利于功能的扩展。
3. 可重用性差，不同问题需要重新编写相似的代码。
二、面向对象设计面向对象设计则是以对象为中心的设计思想。
它是一种将真实世界中的事物抽象为类和对象，通过它们之间的关系来描述问题的解决方案的一种方法。
在面向对象设计中，程序的主要组成部分是类和对象，其中类是对某种事物的抽象，而对象则是对该类的具体实例。
面向对象设计的优点是：1. 可扩展性强，便于增加和修改功能，更加适合于复杂的问题。
2. 代码组织更加清晰，易于阅读和维护。
3. 可重用性高，类可以被复用来解决类似的问题。
面向对象设计的缺点是：1. 执行效率相对较低，需要更多的系统资源。
2. 技术难度较大，需要花更多时间来学习和掌握。
3. 编写代码的复杂度高，需要考虑更多的因素。
三、面向过程设计和面向对象设计的区别1. 组成方式：面向过程设计以函数和数据结构为主要组成部分，面向对象设计以类和对象为主要组成部分。
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❖ 除了确定操作之外，还需要确定把每种操作分配 给哪个类。
1、操作的格式
[可见性] 操作名[‘(‘参数列表’)’][‘:’返回类型] （特征标记 ） ❖ 可见性的取值为+(公有的)、#(受保护的) 、-(私有的)或~（ 包） 。 ❖ 对象的操作可分为内部操作和外部操作 ▪ 内部操作：只供对象内部的操作使用，不对外提供。 ▪ 外部操作：当其他对象用消息请求它时，它进行响应。 ❖ 类操作（静态操作）是用来创造实例或者操纵静态属性的 操作。 ▪ 例如C++中的前面冠以static的成员函数，就是类操作。
系统可以尽快交付。
体系结构师的工作
❖ 把组件分配给子系统。 ❖ 体系结构师需要知道如何折中选择系统的功能性需
求与非功能性需求，并帮助客户做出正确决策。
▪ 如一组符合新的安全性标准的安全性需求将需要另外3个 月的时间和350000美元的钱来合并进信息系统中。
▪ 如推迟一项特殊的需求直到信息系统交货时，并且现在维 护可能节省150000美元，但是往后加入该需求将花费 300000美元。
MSG基金会案例中Estimate Funds Available for Week用例的方案
Mortgage Class具有职责 Compute Estimated grants and payment for week
Manage an Asset用例方案1实现
Manage an Asset用例方案2实现
❖ 例：如果MSG基金会的工作人员把基金会的资金投资到通 用汽车公司的股票上，那么信息系统就会创建一个对象，并 且调用操作setAssetNumber把相关的资产编号分配给那个对 象，该对象表示新的投资。
❖ 当工作人员想打印MSG基金会的所有资产清单时，将以此 考虑信息系统中的每个对象，并发送一条消息来调用操作 GetAssetNumber，以获得由那个对象表示的资产编号。
❖ 在面向对象范型中子类的每个实例可以继承父 类的实例的属性，父类具有的操作也同时应用 到子类的实例上。
6、操作分配：Osbert 案例研究
（1）职责驱动型设计
❖ 在购买油画时，为了计算精品或名品的最大价格，信息系 统需要执行一种操作来获得一幅拍卖油画的价格，即需要 一种操作getAuctionPrice。类Auctioned PaintingClass负责 确定相关的拍卖价格，所以操作getAuctionPrice应该分配 给Auctioned PaintingClass。
（4）用动词识别操作 （5）查看每一个属性，因为要用对象的操作来对其进行操纵。 （6）追踪操作的执行路线
模拟操作的执行，并在整个系统中跟踪 。
3、审查与调整Байду номын сангаас
（1）审查每个操作是否真正有用 是否直接提供系统责任所要求的某项功能？或者响应其 它操作的请求，间接地完成某种功能的某些局部操作？
调整——取消无用的操作
（3）有不同的侧重点和不同的策略
OOA主要针对问题域，识别有关的对象以及它们之 间的关系，产生一个映射问题域，满足用户需求，独立 于实现的OOA模型。
OOD主要解决与实现有关的问题，基于OOA模型， 针对具体的软、硬件条件（如机器、网络、OS、GUI、 DBMS等）产生一个可实现的OOD模型。
两种不同的观点
2、识别操作
❖对象行为分类
（1）系统行为 例：创建、删除、复制、转存
（2）对象自身的行为——算法简单的操作 例：读、写属性值
（3）对象自身的行为——算法复杂的操作 计算或监控
识别操作的启发策略
（1）考虑系统责任 有哪些功能要求在本对象提供？
（2）考虑问题域 对象在问题域对应的事物有哪些行为？
（3）分析对象状态 在每种状态下对象可能发生什么行为？ 对象状态的转换，是由哪些操作引起的？--状态图讲述
与实现有关的因素有：图形用户界面系统、硬件、操 作系统、网络、数据管理系统和编程语言等。
OOD模型
——从两个侧面来描述
从另一侧面观察 OOD模型每个部分
用OO概念表达 ——采用OOA的概念 及模型组织方式
从一个侧面观察 OOD模型包括几个主 要部分 ——一个核心部分加 几个外围部分
在辅助模型中要增加分别 用于描述构件模型和部署 模型的构件图和部署图
2、识别属性
❖ 启发性策略
▪ 按一般常识这个对象应该有哪些属性？ ▪ 在当前的问题域中这个对象应该有哪些属性？ ▪ 根据系统责任的要求，这个对象应具有哪些属性？ ▪ 建立这个对象是为了保存和管理哪些信息？ ▪ 为了在对象的操作中实现特定功能，需要增设哪些属性？ ▪ 对象有哪些需要区别的状态？是否需要增加一个属性来记
Mortgage Class具有职责 Intilialize,update,and delete mortgages
Produce a Report用例方案1实现
Mortgage Class具有职责 Generate list of mortgage
❖ MSG系统的类图
❖ CRC图中列出某个类 的协作者，但并不是 和每个协作者都有相 关的职责。
❖ 尽可能晚的把信息添加进行模块中是有意义的。
1、属性
❖ 属性是用来描述对象的静态特征的一个数据项。 ❖ 属性的基本格式：
[可见性]属性名[：类型][=初始值]（可选） ▪ 可见性：
• 公共的：该属性可由拥有它的对象和其他对象访问； • 受保护的：可由拥有它的对象以及该对象所属于的类的子类
所产生的对象访问； • 私有的：该属性仅能由拥有它的对象访问； • 包范围的：只有在同一个包中声名的元素才能使用。
人（通信地址） ❖ 若不使用多态机制，凡是在一般类中定义了的属性不要在
特殊类中重复出现。 ❖ 如果一个属性的值明显可以从另一个属性值直接导出，则
应考虑是否去掉这个属性。
4、属性的定位
❖ 把属性放置到由它直接描述的那个对象所属的类的符号中。 ❖ 在继承结构中把通用的属性放在一般类中，把专用的属性放
在特殊类中。 ❖ 总的原则：一个类的属性必须适合这个类和它的全部特殊类
操作getAuctionPrice的分配
（2）继承
❖ PaintingClass具有一个属性title。
❖ 使用操作setTitle把油画的名称分配给油画对象。 ▪ 如果Osbert购买一幅新油画，系统会创建一个新对象，并 且调用操作setTitle把新油画的名称分配给那个对象。
❖ 使用操作GetTitle获得油画对象的名称。 ▪ 如果Osbert希望打印他所购买的所有油画的一份清单，那 就依次检查信息系统中的每个对象，并且发送一条消息 给操作GetTitle，以获得那个对象表示的油画的名称。
❖把操作setTitle 和操作GetTitle分配给Painting Class。
操作
7、 CRC卡
❖ CRC卡：类-职责-协作（class-responsibilitycollaboration）
❖ 对于每个类，信息系统开发团队都会填充在一张卡 中，以显示类名、那个类的功能以及它为了实现那 种功能而调用的一份其他类的列表。
❖问题域部分设计
▪ 按照实现条件对OOA模型进行补充与调整。
❖人机交互部分设计
▪ 设计人机界面
❖控制驱动部分设计
▪ 定义和协调各个并发的控制流
❖数据管理部分设计
▪ 对永久对象的存取建模
❖构件及部署部分设计
▪ 构件模型用于描述构件及构件之间的关系，部署模型 用于描述节点、节点之间的关系以及构件在节点上的 分布。
2、OOA与OOD的关系:
（1）从OOA到OOD不是转换，是调整和增补
将OOA模型搬到OOD； 进行必要的调整， 作为OOD模型的问题域 部分；
增补其它四个部分，成 为完整的OOD模型。
OOA 模型
构件部署
人
数
机 交 互
问题域 部分
据 口 部
部
分
分
任务管理部分
（2）采用一致的概念和表示法
——不存在分析与设计之间的鸿沟
（2）是不是高内聚的 一个操作应该只完成一项单一的、相对完整的功能。
调整——拆分 或 合并
4、职责驱动型设计
❖ 设计原则：
如果Class A发送消息给 Class B以告诉它做某些事 情，那么执行请求的操作就 是Class B的职责。
如：MSG基金会案例研究的 Estimate Funds Available for Week用例
❖前4项不强调次序 ❖每个部分均采用与OOA一致的概念、表示法及活动，但具有 自己独特的策略。 ❖进行构件部署设计要在其前面四个部分完成后进行。
4、本书主要讲述内容
❖ 设置属性的格式 ❖ 标识操作，分配给合适的类 ❖ 选择用于实现信息系统的编程语言 ❖ 可移植性 ❖ 把每种软件组件分配给在其上运行的硬件组件（软
件体系结构师）
❖ 统一过程提供一种可用于开发大型信息系统的方法 学。
▪ 分析工作流的一个重要部分是把信息系统分割成分析程 序包。每个分析程序包都包含一组相关的类，它可以实 现成一个单一的单元。
▪ 设计工作流目标是把即将到来的实现工作流分解成可管 理的部分，将其称为子系统。
• 实现较小的子系统比实现大系统更容易些。 • 编程团队可以并行工作实现各个相对独立的子系统，
8.2 传统的与面向对象设计
8.3 问题域部分的设计
8.3.1 属性
❖ 设计工作流期间，必须指定类图的每个属性的精确格式。 ❖ 为什么不在分析工作流期间确定格式呢？
▪ 面向对象范型是迭代式的，每次迭代都会改变已经完成 的工作的一部分。如果更早的确定属性，将不得不修改 这些属性，并把它们从一个类移动到另一个类。
第二种观点
分析
第
问题域与
一
系统责任
种 观