第六章 面向对象的分析和设计方法
软件工程 面向对象分析与设计PPT课件
面向过程
围绕功能，函数，数据公用，兼顾很多细节 系统规模大、数据多、操作烦杂，程序员难以应付 厂长，直接指挥每一个工人选用材料生产汽车
面向对象
面对的是一个个对象 实际上，每一组数据有特定的用途，一组操作调用一组数据，
将这组数据和操作代码，封装成一个对象，与外界相对隔离， 相对独立 厂长－车间1（发动机）车间2（轮胎）车间3（底盘）…… 类，对象，对象间接送消息，完成任务 降低难度，减少出错机会
面向对象分析的基本过程
面向对象分析法体现 在过程上的特点：不 强调活动的顺序，允 许各种活动的交替、 回溯进行
定义use case
发现对象
原
详
型 开
定义属性及服务
细 说
发
明
建立结构与连接
划分主题
建立交互图
1.23
© 2009 by Duym
Software Engineering
面向过程(po)与面向对象(OO)
利用自己已建立的类，或别人的放在类库中的类，缩短开 发周期
1.14
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2.5多态（polymorphism）
一班、二班、三班 铃声响了，走进不同的教室，上不同的课程
向不同的对象，发出相同的消息，执行不同的 操作
鼠标双击文件，exe文件则运行该文件，doc文件则运行 word打开该文档
对象模型是客观世界对象、属性以及对象彼 此间关系的抽象表达，描述了系统的静态结 构
表示方法
类与对象 结构与连接
一般特殊关系，分类关系，归纳关系，继承 整体部分关系，组成关系 实例连接，对象间属性之间的静态联系 消息连接，对象行为之间的动态联系
软件工程中的面向对象分析与设计方法
软件工程中的面向对象分析与设计方法1. 引言面向对象分析与设计是软件工程领域中一种重要的方法论，它以现实世界中的实体为基础，将问题领域抽象为对象，并通过定义对象的属性和行为，建立对象之间的关系，最终实现软件系统的高效设计与开发。
本文将介绍面向对象分析与设计的基本原则、常用的建模工具及其在软件工程中的应用。
2. 面向对象分析面向对象分析是指通过对问题领域的观察与理解，将实体抽象为具有一定属性和行为的对象，并识别对象之间的关系。
在面向对象分析中，常采用用例图、活动图、类图等建模工具来描述问题领域的各个方面。
2.1 用例图用例图是一种常用的需求建模工具，它主要用于描述系统与外部用户之间的交互，在分析阶段有助于识别系统的功能需求。
用例图由参与者和用例构成，参与者代表系统外部的用户或其他系统，用例则表示系统的各项功能。
2.2 活动图活动图是一种用于描述系统行为的建模工具，它展示了系统内部的活动流程与交互，用于显示各个活动的先后顺序和条件。
活动图对于面向对象分析阶段的行为建模非常有用，它可以帮助分析师更好地理解业务流程，并识别系统中的状态和事件。
3. 面向对象设计面向对象设计是在分析的基础上，根据需求分析的结果，进行软件系统的设计与实现。
面向对象设计强调系统模块的内聚性和模块之间的低耦合性，以实现系统的可维护性和可扩展性。
常用的面向对象设计的工具包括类图、对象图、序列图等。
3.1 类图类图是一种用于描述类、对象及它们之间关系的建模工具，它是面向对象设计的核心。
在类图中，类表示对象的属性和行为，关系表示类与类之间的关联、继承、依赖等关系。
类图能够直观地展示系统结构和模块间的关系，有助于工程师进行系统设计和代码编写。
3.2 对象图对象图是类图的一种特殊形式，它展示了某个特定时刻系统中对象的状态及对象之间的关系。
对象图可以帮助验证类图中所设计的类和关系，并在系统实现阶段进行对象间的通信和交互的设计。
3.3 序列图序列图是一种用于描述对象在一系列交互中如何协作的建模工具。
第六章面向对象的分析和设计方法
之2面02向0/对10象/2设5 计
6.1 面向对象方法 6.1.2面向对象的软件工程
（3）面向对象的编程
面向对象的编程（OOP）又称作面向对象的实现 （OOI）。 OOP工作就是用同一种面向对象的 编程语言把OOD模型中的每个成分书写出来。
之2面02向0/对10象/2设5 计
6.1 面向对象方法 6.1.2面向对象的软件工程
6.1 面向对象方法 6.1.2面向对象的软件工程
面向对象的软件工程学是面向对象方法在软件工 程领域的全面运用。它包括面向对象的分析、面 向对象的设计、面向对象的编程、面向对象的测 试和面向对象的软件维护等主要内容。
之2面02向0/对10象/2设5 计
6.1 面向对象方法 6.1.2面向对象的软件工程
●属性是用来描述对象静态特征的一个数据项；
●服务是用来描述对象动态特征（行为）的一个操 作序列。
之2面02向0/对10象/2设5 计
6.1 面向对象方法 6.1.3 面向对象的基本概念和特征
2. 消息和方法 (1) 消息
消息就是向对象发出的服务请求，它应含有提供服 务的对象标识、服务标识、输入信息和回答信息。
06第六章面向对象的分析和 设计方法
之2面02向0/对10象/2设5 计
本次课主要内容
6 .1 面向对象方法 6. 2 面向对象的分析 6. 3 面向对象设计 6. 4实时软件设计 6. 5软件复用 6. 6用户界面的设计
之2面02向0/对10象/2设5 计
6.1 面向对象方法 6.1.1面向对象方法概述 6.1.2面向对象的软件工程(OOSE) 6.1.3面向对象的基本概念和特征
• 消息的接收者是提供服务的对象。
• 消息的发送者是要求提供服务的对象或其他系统成 分。
面向对象分析和设计方法的实践应用
面向对象分析和设计方法的实践应用面向对象分析和设计方法（OOAD），是一种以对象为基础的软件开发方法。
通过面向对象的思想，将软件系统中的各个部分进行抽象化，并通过类与对象的关系构建软件系统的模型。
其主要的思想是将软件系统中的各个部分看作是对象，通过这些对象能够互相沟通与交互。
凭借其严密的实践应用，OOAD已成为日常软件开发中的事实标准。
1. OOAD的基本流程OOAD有自己的基本流程，其主要步骤包括需求捕捉、面向对象的域分析、面向对象的设计、面向对象的编程和测试。
通过这些步骤，软件开发人员可以有效地完成一个软件系统的开发过程。
2. OOAD在实践中的应用在实际的软件开发中，OOAD可以应用于各个方面。
例如，在设计一个可靠的银行账户管理系统时，SOAD就是一个非常实用的面向对象分析和设计模型。
该模型能够在一个对象模型中把系统中所有的角色和过程进行抽象化，并为每个角色和过程分配隶属关系。
这种模型可以帮助开发人员完成系统的编码和维护，同时也可以为银行的人员提供一个清晰的管理界面。
另一个例子是利用OOAD来设计制造业中的产品。
在这一领域，OOAD可以帮助设计人员创建一个稳固的产品模型。
通过这个模型，他们可以快速及准确地观察制造过程的各个方面，并对过程进行调整，确保这个模型最终能够成为一个理想的产品。
与此同时，这种模型也可以为制造企业提供支持，并协助其在全球市场上快速发展。
3. OOAD的优势与挑战虽然OOAD已经成为了软件开发的标准，但其仍然存在着一些挑战和缺陷。
其中最大的挑战之一便是如何确保开发人员始终保持该方法的高标准。
虽然OOAD可在企业中发挥强有力的作用，但开发人员必须始终处于高度专业的状态，才能充分利用OOAD的优势。
管理者也应该为此提供必要的支持，以确保接到的项目能够高效完成。
OCAD最大的优势在于其对软件开发过程的理解与体现。
其通过有效的面向对象的思想，将加速整个软件开发过程。
此外，它可以帮助开发人员更快地实现整体性能的调整和模型的优化。
面向对象分析与设计方法
面向对象分析与设计方法引言：面向对象分析与设计方法是一种软件开发的方法论，它强调将问题领域的实体和行为抽象成对象，并通过对象之间的交互来解决问题。
本文将探讨面向对象分析与设计方法的特点、应用场景以及其中涉及的主要概念和步骤。
一、面向对象分析与设计方法的特点1. 抽象与封装：面向对象方法将问题领域的实体和行为抽象成对象，通过封装对象的属性和方法，实现了信息隐藏和模块化。
2. 继承与多态：继承机制使得对象可以从已有的类派生出新的类，减少了重复设计的工作量。
多态使得同一种行为可以在不同的对象上具有不同的实现方式。
3. 消息传递与对象交互：对象通过消息传递进行通信，通过对象之间的交互来实现问题解决。
这种方式使得系统具有良好的灵活性和可扩展性。
4. 高内聚与低耦合：面向对象方法通过将相关属性和方法封装在同一个对象中，实现了高内聚；同时，对象之间的交互通过接口进行，实现了低耦合。
二、面向对象分析与设计方法的应用场景1. 软件系统设计：面向对象方法适用于各种规模的软件系统设计，可以帮助开发者理清系统的模块划分和功能实现。
2. 数据库设计：面向对象方法可以将数据库中的实体和关系映射到对象之间，方便进行数据库设计和操作。
3. 网络应用开发：面向对象方法适用于网络应用开发，如网站、移动应用等。
通过抽象出各个功能模块的对象，实现系统的灵活和可扩展。
三、面向对象分析与设计方法的主要概念和步骤1. 概念：- 类：表示一组具有相同属性和行为的对象的抽象。
类包含属性和方法。
- 对象：类的实例化。
每个对象都有一组属性和对应的方法。
- 属性：对象的特征，用于描述对象的状态。
- 方法：对象能够执行的操作。
- 关联：不同对象之间的关系。
- 继承：通过派生机制，实现类的复用和扩展。
- 多态：同一种行为在不同的对象上具有不同的实现方式。
2. 步骤：- 需求分析：了解问题领域，确定系统需求和功能。
- 概念设计：识别和分析问题领域中的实体、关系和行为，形成概念模型。
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。
面向对象的分析与设计
4、细化用例模型图
由于发现了新的参与者和/或用例，需要修改前面 关键任务用来分离出对于系统的成败特别关键的那些处理，这种处理通常具有特别严格的安全性要求。
其他类在定义时，只需要继承这个一般类，从而避免相同属性和操作的重复定义，避免程序冗余。
在2、本确书定中、，定将义构使并用记造标录准新的的的U用M用例L格例式；模型图以包括这些新的内容，并完成新的
在试图确定对象时，许多方法学专家建议查找需求文档或者其他相关文档，并标记出表示潜在对象的名词。
用例描述表。 在分析和设计阶段，都可以确定类属性，在将分析用例转变成设计用例的工作中，开始引用用例文本中的属性，在这一步中，检查每
个用例中以前没有被确定的附加属性，而且还要修改类图以包括这些属性。 在这一步，必须确定是否存在聚合或组合关系。 所以对于一个用例来说，一套完整的系统顺序图可能包括几幅图形。 重要的是每个用例都被高度细化，并且描述了用户同系统的交互，用户可以使用这些精炼后的用例验证系统设计，并且程序员也可以 使用用例说明过程和接口。 任务又称为进程（进程是一连串的，由其代码所定义），若干任务并发执行时叫做多任务。 本节将继续按照上述思路进行面向对象设计过程的讨论。 如果一个类（或接口类）不具备高内聚性，就表示该类具有“胖”的接口。 在向对象设计中，永久对象的存储可以采用不同的数据管理系统来解决。 目前，很多面向对象程序设计语言都带有一个比较完整的类库，类库中的每个类都是可以复用的。 它以形象、直观等特点拉近了计算机与用户之间的距离，也是计算机得以迅速为用户所接受的基础。 下面将结合UML的相关图示，介绍面向对象的分析过程。 这样一个任务加在上边时，现场切换时间（从一个任务转到另一个任务的时间）可能使这种设计方法遇到困难，但这个任务可为封装 任务之间的协作带来好处，其行为可以用一个状态转换矩阵描述。 设计实现满足用户习惯和需要的操作方式，必须首先研究用户，设身处地地考察用户的实际情况，其中需要考虑用户希望系统能够达 到什么样的目的，要完成什么样的任务，设计者能够提供什么工具来支持这些任务，工具如何做得最协调等。 在这一点上，设计转到了如何体现使用过程抽象组织所需的服务。 对于每个用例，至少可以构造一个活动图。
面向对象的需求分析与设计方法研究
面向对象的需求分析与设计方法研究随着计算机技术的不断发展，软件的开发变得越来越重要。
在软件开发过程中，需求分析和设计是两个关键的环节。
随着软件系统规模的扩大，软件系统的复杂性逐渐增加，传统的软件开发模式面临着很大的挑战。
面向对象的需求分析和设计方法则成为了一种解决复杂性问题的有效途径。
本文将介绍面向对象的需求分析和设计方法，并分析其优点。
一、面向对象的需求分析方法面向对象的需求分析方法是一种基于面向对象的思想来进行系统需求分析的方法。
面向对象的思想是指将系统看作是由一系列对象组成的，每个对象都有自己的属性和行为，对象之间通过消息进行交互，从而完成系统功能。
面向对象的需求分析方法是基于这样一种思想进行的。
在面向对象的需求分析方法中，首先需要确定系统的用例。
用例是指系统中需要实现的功能，用例通常以场景来描述，描述清楚了用例中涉及到的角色、对象、操作等信息。
在用例的基础上，就可以进行对象建模。
对象建模主要包括四个步骤：识别类、识别属性、分析关系、识别行为。
在这个过程中，需要通过对象图、类图、活动图等UML图形建模工具来辅助分析建模。
面向对象的需求分析方法具有很多优点。
首先，它可以有效地控制系统的复杂性。
每个对象都有自己的职责，而对象之间协同完成整个系统的功能。
在这个过程中，每个对象承担的责任都会比较明确，系统的流程也会更为清晰。
其次，面向对象的需求分析方法可以提高系统的复用性。
在面向对象的设计中，每个对象都是可以被重复利用的模块。
在后面的设计和实现中，可以直接引用这些对象。
这样一来，可以有效地提高系统的可维护性、可重用性和可扩展性。
此外，面向对象的需求分析方法也有良好的可视化特性，可以辅助开发人员更清晰地了解整个系统的结构和功能。
二、面向对象的设计方法面向对象的设计方法是一种基于面向对象的思想来进行软件系统设计的方法。
在面向对象的设计方法中，需要完成三个阶段的工作：逻辑设计、物理设计和实现。
其中，逻辑设计阶段主要是通过建立类层次结构和类之间的关系来定义系统架构；物理设计阶段主要是通过选择数据存储结构、物理组成和外部接口等来概述系统实现；实现阶段则是通过编写程序代码，构建整个系统的实际功能。
第6讲面向对象的分析与设计
第6讲⾯向对象的分析与设计第六讲⾯向对象的分析与设计、UML建模语⾔⼤连海事⼤学计算机学院信息系统研究所蒋波⼀、引⾔⾯向对象⽅法也是软件⼯程的重要研究内容。
尽管传统的⽣命周期⽅法学曾经促进了软件的发展，部分地缓解了软件危机，但是由于她⾃⾝存在着⽐较明显的缺点，因此没有从根本上解决软件危机的问题。
⾯向对象的⽅法学问世后，给软件的发展带来了⼀⽚光明。
1．传统⽅法学的缺点1.1 存在的问题①软件⽣产率低下，不能满⾜软件发展的需求⽣命周期⽅法学强调需求分析的重要性，强调在每个阶段结束之前必须进⾏评审，从⽽提⾼了软件开发的成功率，减少了重⼤返⼯的次数；开发过程中实⾏严格的质量管理，采⽤先进的技术⽅法（主要是结构分析、设计、编程技术）和软件⼯具，也都加快了软件开发的速度。
采⽤⽣命周期⽅法学确实提⾼了许多软件的开发效率，但是，实践表明，现在开发软件的效率仍然很低，软件⽣产率增长的速度远远低于社会对计算机软件需要量的增长速度。
从⽤户提出要求到⽤户最终得到所需要的⽬标系统，往往需要经过⼏年甚⾄更长的延迟时间，⽽且随着计算机的推⼴应⽤，这种供求之间的不平衡越来越严重，因此，必须寻求新的软件开发⽅法。
②软件可重⽤程度低重⽤也称为再⽤或复⽤，是指同⼀事物不经修改或稍加改动就可以多次重复使⽤。
显然，软件重⽤是节约⼈⼒，提⾼软件⽣产率的重要途径。
结构分析、结构设计和结构程序设计（简写为SA-SD-SP）技术，虽然给软件产业带来了巨⼤进步，但却没能很好地解决软件重⽤问题。
虽然⼀些标准程序库在⼀定程度上可以提⾼软件的可重⽤性，减轻⼈们开发软件的⼯作量，但是，这种标准程序的数量是受限的，由于软件系统的多样性，使得⼏乎每次开发⼀个新的软件系统，都要针对其具体的要求作⼤量重复⽽⼜繁琐的⼯作。
也就是说，按照传统的SA-SD-SP 技术开发软件时，思维成果的可重⽤性很差。
③软件仍然很难维护传统的⽣命周期⽅法学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；在软件开发整个过程中，始终强调软件的可读性、可修改性和可测试性是软件的重要质量指标。
面向对象的分析和设计步骤
即定义事件的操作
1.3 面向对象的设计
系统分析主要关心系统必须做什么，而不必太多的考虑其中的实现 细节，它注重的是问题领域与系统责任。系统设计就要考虑实现的细 节问题了，它主要说明如何实现分析中的元素，注重的是实现相关的 问题，并作为实施阶段的依据。即设计是把分析阶段得到的需求转变 成系统实现方案的过程,回答“怎么做”的问题，面向对象的设计是针 对系统的一个具体的实现运用OO方法，其中包括两方面的工作，一 是把OOA模型直接搬到OOD(不经转换，仅作某些必要的修改和调整)， 作为OOD的一部分；另外是针对具体实现中的人机界面、数据存储、 任务管理等因素补充一些与实现有关的部分。大多数系统的面向对象 设计就是实现目标系统的四个子系统：问题域子系统、人—机交互子 系统、任务管理子系统、数据管理子系统。
部 分2
图1.3表示组合关系的图形符号
3.关联关系
库管员
物资
图 1.4 库 管 员 与 他所管理的物资 之间的关系
文件
用户
访问权 限
图1.5链属关系的表示方法
目录
文件 名
文件
图1.6 一个受限的关联
发送者
接收者
图1.7 消息连接的表示符号
（4）消息连接 （5）状态的表示
初始状态
状态1
服务1[条件1] 服务2[条件2]
1.2.3 建立动态模型
各个类的状态图通过共享事件合并起来，构成了系统的动态模型。 动态模型描述了系统投入运行后可能出现的各种正常/异常情况、各 种事件发生的次序、人机界面的情况等。一个系统的动态模型通过 系统脚本、用户界面、事件跟踪图和状态图来描写。 注意：对于仅存储静态数据的系统而言，动态模型毫无意义，可以 不建立；而对于交互式系统，动态模型起着很重要的作用。
面向对象分析与设计方法
面向对象分析与设计方法面向对象分析与设计方法（Object-oriented Analysis and Design，简称OOAD）是一种用于系统开发的方法论，它倡导通过抽象和模块化的方式来分析和设计系统。
在软件开发领域，面向对象的方法已经成为主流，它具有良好的可维护性、可扩展性和可重用性。
一、面向对象分析（Object-oriented Analysis）面向对象分析是软件开发过程的第一步，它主要涉及到研究问题域并确定需求。
在面向对象分析阶段，开发团队与用户和领域专家进行密切合作，以确保对问题域的深入理解。
这一阶段的重要任务包括：1. 需求收集与分析：通过与客户和用户的交流，明确系统的功能需求和业务流程。
分析师可以使用各种技术（如访谈、问卷调查、观察等）来获取准确的需求。
2. 领域建模：通过对问题域的建模，深入理解业务领域的概念、业务规则和相关过程。
建模工具如UML（统一建模语言）可以被用来表示领域模型。
3. 构建用例模型：用例模型是对系统功能需求的描述，它描述了系统与外部参与者之间的交互。
用例模型可以帮助开发团队明确系统的边界和关键功能。
二、面向对象设计（Object-oriented Design）在面向对象设计阶段，分析师通过对需求的深入理解和领域模型的基础上，开始设计系统的结构和组织。
设计的目标是构建一个高效、灵活和可扩展的系统。
以下是面向对象设计的主要任务：1. 构建类模型：类是面向对象系统中最基本的构建块。
在设计阶段，分析师需要根据领域模型和需求，识别出系统中的类，并定义它们的属性和行为。
2. 定义类之间的关系：在面向对象系统中，类之间的关系非常重要。
通过定义关联、继承、聚合和依赖等关系，可以更好地组织系统的结构，使系统具有更好的灵活性和可扩展性。
3. 定义接口和协议：接口和协议定义了类之间的合作方式，它们定义了类的公共方法和行为。
通过良好的接口设计，可以实现系统模块的解耦合，提高系统的可维护性和可重用性。
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，OOAD）是一种在软件工程中常用的方法论，它以面向对象的思维方式来进行软件系统的分析和设计。
本文将对面向对象分析与设计的概念、主要步骤和设计原则进行详细介绍。
一、概念面向对象分析与设计是一种将实际问题抽象为对象和类的方法。
它将问题空间中的实体、行为和关系转化为软件系统中的对象、方法和类，并且通过封装、继承和多态等机制来实现软件系统的模块化和可维护性。
二、主要步骤1. 需求分析：通过与用户沟通，获取系统需求，并将需求转化为用例模型或用户故事。
在需求分析阶段，可以使用用例图、活动图等工具来描述系统的功能和用户的交互过程。
2. 领域建模：通过分析问题领域中的实体、行为和关系，构建领域模型。
领域模型可使用类图、状态图等工具来表示，它可以帮助开发团队更好地理解和把握系统的核心概念。
3. 概念架构设计：根据需求和领域模型，设计概念架构，也称为系统架构。
概念架构是一个逻辑上的模型，它描述了系统的整体结构和各个模块之间的关系。
常见的概念架构模式有层次结构、客户-服务器和发布-订阅等。
4. 详细设计：在概念架构的基础上，对系统进行详细设计。
详细设计包括定义类的具体属性和方法、设计模块之间的接口和通信方式等。
可以使用类图、时序图等工具来进行详细设计。
5. 编码和测试：根据详细设计文档进行编码，并编写对应的单元测试和集成测试。
编码应遵循面向对象的编程原则，例如封装、继承和多态等。
测试阶段需要验证代码的正确性和功能完整性。
三、设计原则1. 单一职责原则（Single Responsibility Principle，SRP）：一个类应该只有一个引起它变化的原因。
这样可以降低类的复杂度，提高代码的可维护性。
2. 开闭原则（Open-Closed Principle，OCP）：软件实体应该对扩展开放，对修改封闭。
通过使用抽象和接口，可以实现系统的可扩展性，而不需要修改已有的代码。
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。
面向对象分析与设计方法
面向对象分析与设计方法在软件开发中，面向对象分析与设计（OOAD）是一种常用的方法和技术，旨在通过对问题领域中的对象进行建模和分析，然后基于这些模型进行软件设计和实现。
本文将介绍面向对象分析与设计方法，并讨论其在软件开发中的应用。
一、概述面向对象分析与设计方法是一种基于对象的思维方式和开发过程。
它将问题领域中的实体、关系和行为看作对象，通过识别、分类和定义这些对象，建立起领域模型。
面向对象分析和设计方法主要包括以下几个步骤：1.需求分析：分析用户需求，识别系统的功能和性能要求。
2.领域建模：通过抽象和分类，识别问题领域中的实体、关系和行为。
3.对象设计：定义对象的属性、方法和关系，确定对象之间的协作方式。
4.系统设计：将对象组织成类和模块，确定系统的结构和架构。
5.实现和测试：基于设计结果进行编码实现，并进行测试验证。
二、面向对象分析与设计方法的特点面向对象分析与设计方法具有以下几个特点：1.模块化：将系统划分为独立的、可重用的模块，从而简化系统的设计和实现。
2.封装性：将数据和处理逻辑封装在对象中，实现了数据和行为的统一管理。
3.继承性：通过继承机制，实现了代码的重用和扩展，提高了系统的灵活性。
4.多态性：通过多态机制，实现了对象的动态行为绑定，提高了系统的可扩展性。
5.抽象性：通过抽象机制，将对象的共性特征抽象成类的属性和方法，实现了模型的简化和易维护性。
三、面向对象分析与设计方法的应用面向对象分析与设计方法广泛应用于软件开发中，尤其适用于中大型软件系统的开发和维护。
它可以提高软件系统的可维护性、可重用性和可扩展性，并降低软件开发的风险和成本。
面向对象分析与设计方法在以下方面有着重要的应用：1.需求分析：通过面向对象的方法，将用户需求转化为面向对象模型，明确系统的功能和性能需求。
2.架构设计：通过面向对象的架构设计，组织系统的各个模块和类之间的关系，确保系统的稳定性和可扩展性。
3.模块设计：通过面向对象的模块设计，定义模块的接口和功能，实现系统的解耦和模块化。
软件工程第六章
6.4.1、 6.4.1、Booch方法 方法
• 1、类图：类与类之间的相互关系
6.4.1、 6.4.1、Booch方法 方法
• 2、对象图：由对象和消息组成
6.4.1、 6.4.1、Booch方法 方法
• 3、状态图：用于描述某个类的状态空间， 状态的改变和引起状态改变的事件及系统 中类的动态行为
• 1、模块化： • 面向对象的开发方法本身就支持把系统分解 “ 成模块的设计原则 • 2、抽象： • 在面向对象的设计阶段，对象具有极强的抽 象表达能力，类实现了对象的数据和行为的 抽象
6.3.2、 6.3.2、面向对象设计的准则
• 3、信息隐藏： • 信息隐藏即在面向对象的方法中的 “封装 “ 性”，这是保证软件部件具有优良的模块性 的基础。 • 封装性是将对象的属性及操作(服务)结合为一 个整体，尽可能屏蔽对象的内部细节，软件 部件外部对内部的访问通过接口实现
6.3.1、面向对象设计（ 6.3.1、面向对象设计（OOD）的概念 ）
• OOD 模型的抽象层次较低，但其建模原则和 OOA方法相同。
“ • 它设计出的结果是产生一组相关的类，每个 类都是一个独立的模块，既包含完整的数据 结构(属性)，又包含完整的控制结构(服务)。
6.3.2、 6.3.2、面向对象设计的准则
6.2.1、 6.2.1、面向对象分析的特点
• 3、对需求变化有较强的适应性
“
• 构成系统最基本的元素：对象 • 对象的基本特征：封装性
6.2.1、 6.2.1、面向对象分析的特点
• 4、支持软件重用
“
• 面向对象方法的继承性 • 类的完整性、独立性
6.2.2、面向对象分析的基本任务 6.2.2、面向对象分析的基本任务 与务 6.2.2、面向对象分析的基本任务 与分析过程
面向对象分析与设计方法研究
面向对象分析与设计方法研究随着计算机技术的不断发展与进步，软件开发行业也愈发繁荣。
作为软件设计的基础，分析与设计方法是非常重要的一步。
而面向对象分析与设计方法则是目前最流行的一种方法。
什么是面向对象分析与设计？首先，让我们来了解一下什么是面向对象分析与设计。
简单来说，面向对象分析与设计是一种基于对象的软件设计方法。
这种方法主要依赖于面向对象编程技术。
面向对象编程技术通过将程序中的数据与数据所对应的操作封装在一个对象中，以此达到对程序的模块化的划分，并提高程序的可扩展性和可维护性。
在面向对象分析与设计方法中，对象是一种被赋予了现实世界概念的软件构建元素。
对象在程序中扮演着承担某些任务的角色。
而具体的任务就被分解成对象之间的交互来完成。
这种设计方法提供了一种更加自然、更加容易理解的程序设计方式。
面向对象分析与设计的特点现在，我们来介绍一下面向对象分析与设计的一些特点。
首先，面向对象的设计方法是一种基于模块的设计方法。
在实际的程序设计中，很多问题都是非常复杂的，这就要求我们将程序划分成一个个更小的模块进行处理。
这样设计出的程序可以更加容易维护，并且具有更好的可扩展性。
其次，面向对象的设计方法是一种基于对象的设计方法。
在这种设计方法中，程序员将程序中的数据和数据相关的操作封装在一个个对象中。
这样的设计能够提高程序的可重用性，也能够更好地描述问题的本质。
最后，面向对象的设计方法是一种基于开发者的设计方法。
由于面向对象编程技术的使用需要程序员具备一定的知识储备，因此在设计时还需要考虑到开发者的知识水平。
这就要求设计者要设计出易于理解和易于实现的程序。
面向对象分析与设计的流程在实际的程序设计中，面向对象分析与设计大致可以分为以下几个流程：首先是需求分析。
这个步骤是程序设计的第一步，主要是把需求分析成一些简单的行为和属性，重新组织起来来提取出系统的本质。
其次是对象建模。
这个步骤主要是将需求分析的结果转换到一个一致的可视化模型上。
面向对象分析与设计方法研究
面向对象分析与设计方法研究1. 前言面向对象分析与设计方法是软件工程中很重要的一个领域，它是指通过把问题分解为多个独立的对象，然后定义这些对象的属性和行为，从而实现更好的软件设计和开发。
本文将介绍面向对象分析与设计方法的基础知识、技术和应用。
2. 面向对象基础2.1 对象对象是面向对象分析与设计的核心概念，它是具有唯一标识性的实体，并具有属性和方法。
对象可以是真实的实体，如一个人、一件商品，也可以是虚拟的实体，如一个订单、一个文档等等。
2.2 类类是一组具有相同属性和方法的对象的集合，它是一种抽象的概念。
类可以看做是对象的模板，对象是类的实例化，每个对象都具有该类的属性和行为。
在面向对象的设计过程中，通过定义类和它们之间的关系，可以完成复杂的问题建模和解决。
2.3 继承继承是一种面向对象的重要机制，它允许子类继承父类的属性和方法。
在继承中，子类可以覆盖父类的行为，也可以添加新的行为。
通过继承，可以实现代码的重用，避免代码冗余。
2.4 多态多态是指同一操作作用在不同的对象上可以产生不同的结果，多态是面向对象的另一个重要特性。
通过多态，在不同的场景下可以使用同一代码实现不同的功能，提高代码的灵活性和可重用性。
3. 面向对象分析与设计方法3.1 需求分析需求分析是面向对象分析与设计的第一步，它主要是了解客户的需求，定义问题域和业务流程。
在需求分析过程中，需要收集并整理客户需求，梳理业务流程，分析问题领域等等，最终确定产品需求。
3.2 领域建模领域建模是问题领域的建模，用于理解和描述问题领域中的事物并建立模型，它是面向对象分析与设计的核心工作之一。
在领域建模过程中，需要定义问题领域中的类、对象、属性和关系，以及它们之间的行为和动态模型等等。
3.3 设计模式设计模式是解决常见问题的通用解决方案，它是一种经过多次验证的面向对象设计经验的总结。
通过应用设计模式，可以提高代码的可维护性、可扩展性和可重用性。
3.4 UMLUML是一种面向对象建模语言，它是一种标准化的符号和图形化表示方法，用于描述软件系统的静态和动态结构。
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软件工程导论之面向对象设计
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6.1 面向对象方法 6.1.1面向对象方法概述
1.面向对象方法的主要特点
(1) 从问题域中客观存在的事物出发来构造软 件系统，用对象作为对这些事物的抽象表示， 并以此作为系统的基本构成单位。
• 主动对象的作用是描述问题域中具有主动行为 的事物以及在系统设计时识别的任务，主动服 务描述相应的任务所应完成的操作。
• 在系统实现阶段，主动服务应该被实现为一个 能并发执行的、主动的程序单位，例如进程或 线程。
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6. 2 面向对象的分析
6.2.1面向对象分析基本过程及原则 6.2.2确定对象与类 6.2.3确定属性 6.2.4定义服务 6.2.5对象间通信
5. 封装性 • 封装是一种信息隐蔽技术，用户只能见到对象封
装界面上的信息，对象内部对用户来说是隐蔽的。 • 封装的目的在于将对象的使用者和对象的设计者
分开，使用者不必知道行为实际的细节，只须用 设计者提供的消息来访问该对象。
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6.1 面向对象方法 6.1.3 面向对象的基本概念和特征
若干比较简单的事物的组装体 ④ 关联：关联又称为组装
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6. 2 面向对象的分析 6.2.1面向对象分析基本过程及原则
2. OOA主要概念的表示法及OOA主要原则 （2）OOA的主要原则 ⑤ 消息通信：这一原则要求对象之间只能通过
消息进行通信 ⑥ 粒度控制：面对一个复杂的问题域时，不可
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6.1 面向对象方法 6.1.3 面向对象的基本概念和特征
6. 结构与连接 (3)实例连接
实例连接反映了对象与对象间的静态关系。 (4)消息连接
消息连接描述对象之间的动态联系，即若一个 对象在执行服务时，需要通过消息请求另一个 对象为它完成某个服务，则说第一个对象与第 二个对象之间存在着消息连接。
（1）面向对象的分析 面向对象分析（OOA）强调直接针对问题域中 客观存在的各项事物建立OOA模型中的对象。
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6.1 面向对象方法 6.1.2面向对象的软件工程
（2）面向对象的设计 OOD则是针对系统的一个具体的实现运用OO方 法。其中包括两方面的工作，一是把OOA模型 直接搬到OOD（不经过转换，仅作某些必要的 修改和调整），作为OOD的一个部分；二是针 对具体实现中的人机界面、数据存储、任务管理 等因素补充一些与实现有关的部分。
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6.1 面向对象方法 6.1.2面向对象的软件工程
（3）面向对象的编程 面向对象的编程（OOP）又称作面向对象的实现 （OOI）。 OOP工作就是用同一种面向对象的 编程语言把OOD模型中的每个成分书写出来。
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6.1 面向对象方法 6.1.2面向对象的软件工程
（4）面向对象的测试 面向对象的测试（OOT）是指：对于用OO技术 开发的软件，在测试过程中继续运用OO技术， 进行以对象概念为中心的软件测试。
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6.1 面向对象方法 6.1.2面向对象的软件工程
能在同一时刻既能纵观全局，又能洞察秋毫 。 ⑦ 行为分析：现实世界中事物的行为是复杂的。
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6. 2 面向对象的分析 6.2.2 确定对象与类
1．确定对象 (1)问题域和系统责任 问题域和系统责任是发现对象的根本出发点。 (2) 正确地运用抽象原则 紧紧围绕系统责任这个目标去进行抽象。 (3) 策略与启发 从问题域、系统边界和系统责任三个方面，考虑
作序列。
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6.1 面向对象方法 6.1.3 面向对象的基本概念和特征
2. 消息和方法 (1) 消息
消息就是向对象发出的服务请求，它应含有提供服 务的对象标识、服务标识、输入信息和回答信息。
• 消息的接收者是提供服务的对象。
• 消息的发送者是要求提供服务的对象或其他系统成 分。
• 消息的形式用消息模式表示，一个消息模式定义了 一类消息，它可以对应内容不同的消息。
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面向对象的基本概念和特征
2. 消息和方法 （2）方法
把所有对象分成各种对象类，每个对象类都有一组 所谓的方法，它们实际上是类对象上的各种操作。
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6.1 面向对象方法 6.1.3 面向对象的基本概念和特征
7. 多态性
• 对象的多态性是指在一般类中定义的属性或服 务被特殊类继承之后，可以具有不同的数据类 型或表现出不同的行为。
• 支持多态性的实现的语言应具有下述功能：
(1) 重载：在特殊类中对继承来的属性或服务进行 重新定义。
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6.1 面向对象方法 6.1.1面向对象方法概述
2. 面向对象的定义 (1) 一种使用对象（它将属性与操作封装为一体）、
消息传送、类、继承、多态和动态绑定来开发问 题域模型之解的范型。 (2) 一种基于对象、类、实例和继承等概念的技术。 (3) 用对象作为建模的原子。
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6.1.1面向对象方法概述 6.1.2面向对象的软件工程(OOSE) 6.1.3面向对象的基本概念和特征
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6.1 面向对象方法 6.1.1面向对象方法概述
• 面向对象不仅是一些具体的软件开发技术与策略， 而且是一整套关于如何看待软件系统与现实世界 的关系，以什么观点来研究问题并进行求解，以 及如何进行系统构造的软件方法学。
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6.1 面向对象方法 6.1.3 面向对象的基本概念和特征
3. 类和类层次 （1）类
在OO方法中，类的定义是具有相同属性和服务的 一组对象的集合，它为属于该类的全部对象提供 了统一的抽象描述，其内部包括属性和服务两个 主要部分。
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2. OOA主要概念的表示法及OOA主要原则
(1) OOA主要概念
① 对象、类:必要时可区分主动对象并用不同的 类符号表示。
② 属性:必要时可区分类属性和对象属性。
③ 服务:对于主动对象，应标出主动服务。
④ 结构:分为一般/特殊结构和整体/部分结构。
⑤ 连接:包括实例连接和消息连接。
⑥ 主题:指导读者理解大型而复杂的对象模型。
(2) 事物的静态特征是可以用一些数据来表达 的特征，可以用对象的属性表示，事物的动 态特征（即事物的行为）用对象的服务（或 操作）表示。
(3) 对象的属性与服务结合为一个独立的实体， 对外屏蔽其内部细节,称作封装。
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6.1 面向对象方法 6.1.1面向对象方法概述
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6.1 面向对象方法 6.1.3 面向对象的基本概念和特征
3. 类和类层次 （2）类层次结构
一个类的上层可以有超类，下层可以有子类，形成 一种层次结构。这种层次结构的一个重要特点是继 承性，一个类继承其超类的全部描述。
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6.1 面向对象方法 6.1.3 面向对象的基本概念和特征
6. 结构与连接 (1) 一般/特殊结构
一般/特殊结构又称作分类结构，是一组有一般 /特殊关系的类所组成的结构。 (2)整体/部分结构 整体/部分结构又称为组装结构，它描述对象之 间的组成关系，即一个对象是另一个对象的组 成部分。
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第六章 面向对象设计
主讲：任向民
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本次课主要内容
6 .1 面向对象方法 6. 2 面向对象的分析 6. 3 面向对象设计 6. 4实时软件设计 6. 5软件复用 6. 6用户界面的设计
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6.1 面向对象方法
6.1 面向对象方法 6.1.3 面向对象的基本概念和特征
4. 继承性 • 继承性是自动地共享类、子类和对象中的方法和
数据的机制。 • 特殊类的对象拥有其一般类的全部属性与服务，
称作特殊类对一般类的继承。继承意味着自动地 拥有，或隐含地复制。
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6.1 面向对象方法 6.1.3 面向对象的基本概念和特征
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6. 2 面向对象的分析 6.2.1面向对象分析基本过程及原则
1.分析问题的层次 面向对象分析大体上按照下列顺序进行：
① 主题层（也称为范畴层） ② 类&对象层
结构层 ③ 属性层 ④ 服务层
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6. 2 面向对象的分析 6.2.1面向对象分析基本过程及原则
(2）动态绑定：在运行时根据对象接收的消息动态 地确定要连接哪一段服务代码。