《软件工程》课件 第12章面向对象实现
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2014年春 • 软件工程
2. 划分测试
与测试传统软件时采用等价划分方法类似，采用划 分测试（partition testing）方法可以减少测试 类时所需要的测试用例的数量。 划分类别的方法： （1） 基于状态的划分 （2） 基于属性的划分 （3） 基于功能的划分
2014年春 • 软件工程
3. 基于故障的测试 基于故障的测试（fault based testing）与传统 的错误推测法类似，也是首先推测软件中可能有的 错误，然后设计出最可能发现这些错误的测试用例。
2014年春 • 软件工程
12.4.2
集成测试方法
1. 多类测试 Kirani和Tsai建议使用下列步骤，以生成多个类 的随机测试用例。 对每个客户类，使用类操作符列表来生成一系 列随机测试序列。这些操作符向服务器类实例 发送消息。 对所生成的每个消息，确定协作类和在服务器 对象中的对应操作符。 对服务器对象中的每个操作符（已经被来自客 户对象的消息调用），确定传递的消息。 对每个消息，确定下一层被调用的操作符，并 把这些操作符结合进测试序列中。
2014年春 • 软件工程
图12.4 account类的状态转换图
2014年春 • 软件工程
设计出的测试用例应该覆盖所有状态，也就是说，操作序 列应该使得account类实例遍历所有允许的状态转换： 测试用例 #s1:open· setupAccnt· deposit(initial)· withdraw(fina l)· close 向最小序列中加入附加的测试序列，可以得出其他测试用 例： 测试用例 #s2:open· setupAccnt· deposit(initial)· deposit· balanc e· credit· withdraw(final)· close 测试用例 #s3:open· setupAccnt· deposit(initial)· deposit· withdr aw· accntInfo· withdraw(final)· close
2014年春 • 软件工程
2. 可重用性 在OOA，OOD直到OOP中都显式地表示问题域语 义，其意义是十分深远的。随着时间的推移，软件 开发组织既可能重用它在某个问题域内的OOA结 果，也可能重用相应的OOD和OOP结果。 3. 可维护性 在选择编程语言时，应该考虑的首要因素，是在供 选择的语言中哪个语言能最好地表达问题域语义。 一般说来，应该尽量选用面向对象语言来实现面向 对象分析、设计的结果。
2014年春 • 软件工程
12.2
程序设计风格
良好的程序设计风格对面向对象实现来说尤其重要，不 仅能明显减少维护或扩充的开销，而且有助于在新项目 中重用已有的程序代码。
12.2.1 提高可重用性
主要的准则： 1. 提高方法的内聚 2. 减小方法的规模 3. 保持方法的一致性 4. 把策略与实现分开 5. 全面覆盖 6. 尽量不使用全局信息 7. 利用继承机制
2014年春 • 软件工程
12.1.2
面向对象语言的技术特点
1. 支持类与对象概念的机制 所有面向对象语言都允许用户动态创建对象， 并且可以用指针引用动态创建的对象。允许动态 创建对象，就意味着系统必须处理内存管理问题， 如果不及时释放不再需要的对象所占用的内存， 动态存储分配就有可能耗尽内存。 2. 实现整体-部分(即聚集)结构的机制 一般说来，有两种实现方法，分别使用指针 和独立的关联对象实现整体-部分结构。
2014年春 • 软件工程
但是，在下面的序列中可能发生许多其他行为： open· setup· deposit· ［deposit|withdraw|balance |summarize|creditLimit］n· withdraw· close 从上列序列可以随机地产生一系列不同的操作序列， 例如： 测试用例 #r1:open· setup· deposit· deposit· balance· summ arize· withdraw· close 测试用例 #r2:open· setup· deposit· withdraw· deposit· bal ance· creditLimit· withdraw· close
2014年春 • 软件工程
12.3.3
面向对象的确认测试
在确认测试或系统测试层次，不再考虑类之间相互 连接的细节。和传统的确认测试一样，面向对象软 件的确认测试也集中检查用户可见的动作和用户可 识别的输出。为了导出确认测试用例，测试人员应 该认真研究动态模型和描述系统行为的脚本，以确 定最可能发现用户交互需求错误的情景。 当然，传统的黑盒测试方法（见本书第7章）也可 用于设计确认测试用例，但是，对于面向对象的软 件来说，主要还是根据动态模型和描述系统行为的 脚本来设计确认测试用例。
2014年春 • 软件工程
微观上讲，软件实现是指通过编码、调试、 单元测试、集成测试等活动创建软件产品的 过程。软件实现与软件设计、软件测试密不 可分。软件设计为软件实现提供输入，软件 实现的输出是软件测试的输入。尽管软件设 计和软件测试是独立的过程，但软件实现本 身也涉及到设计和测试工作，它们之间的界 限视具体项目而定。软件实现还会产生大量 的软件配置项，例如，源文件、测试用例等， 因此软件实现过程还涉及配置管理。
2014年春 • 软件工程
12.1
程序设计语言
12.1.1 面向对象语言的优点
1. 一致的表示方法 面向对象开发基于不随时间变化的、一致的 表示方法。这种表示方法应该从问题域到OOA， 从OOA到OOD，最后从OOD到面向对象编程(O OP)，始终稳定不变。一致的表示方法既有利于 在软件开发过程中始终使用统一的概念，也有利 于维护人员理解软件的各种配置成分。
2014年春 • 软件工程
12.3
测试策略
测试软件的经典策略是，从“小型测试”开始，逐 步过渡到“大型测试”。即：从单元测试开始，逐 步进入集成测试，最后进行确认测试和系统测试。
12.3.1 面向对象的单元测试
对于面向对象的软件来说，单元测试的含义发生了 很大变化：
最小的可测试单元是封装起来的类和对象。一个类 可以包含一组不同的操作，而一个特定的操作也可 能存在于一组不同的类中。 测试面向对象软件时，不能再孤立地测试单个操作， 而应该把操作作为类的一部分来测试。
2014年春 • 软件工程
银行应用系统随机测试
上列每个操作都可以应用于account类的实例， 但是，该系统的性质也对操作的应用施加了一些 限制，例如，必须在应用其他操作之前先打开账 户，在完成了全部操作之后才能关闭账户。即使 有这些限制，可做的操作也有许多种排列方法。 一个account类实例的最小行为历史包括下列操 作： open· setup· deposit· withdraw· close 这就是对account类的最小测试序列。
2014年春 • 软件工程
9. 参数化类 使用一个或多个类型去参数化一个类的机制，有 了这种机制，程序员就可以先定义一个参数化的 类模板(即在类定义中包含以参数形式出现的一 个或多个类型)，然后把数据类型作为参数传递 进来，从而把这个类模板应用在不同的应用程序 中，或用在同一应用程序的不同部分。 10. 开发环境 面向对象语言所提供的软件工具或开发环境尤其 重要。至少应该包括下列一些最基本的软件工具： 编辑程序，编译程序或解释程序，浏览工具，调 试器(debugger)等。
2014年春 • 软件工程
12.3.2
面向对象的集成测试
主要有下述两种不同的策略： （1） 基于线程的测试（thread based testing)。 这种策略把响应系统的一个输入或一个事件所需要 的那些类集成起来。分别集成并测试每个线程，同 时应用回归测试以保证没有产生副作用。 （2） 基于使用的测试（use based testing)。 这种方法首先测试几乎不使用服务器类的那些类 （称为独立类），把独立类都测试完之后，再测试 使用独立类的下一个层次的类（称为依赖类）。
2014年春 • 软件工程
6. 类库 大多数面向对象语言都提供一个实用的类库。存 在类库，许多软构件就不必由程序员重头编写了， 这为实现软件重用带来很大方便。 7. 效率 使用拥有完整类库的面向对象语言，有时能比使 用非面向对象语言得到运行更快的代码。 8. 持久保存对象 通过在类库中增加对象存储管理功能，可以在不 改变语言定义或不增加关键字的情况下，就在开 发环境中提供这种功能。
2014年春 • 软件工程
2. 从动态模型导出测试用例 图12.4给出了前面讨论过的account类的状态图， 从图可见，初始转换经过了empty acct和setup a cct这两个状态，而类实例的大多数行为发生在wo rking acct状态中，最终的withdraw和close使得a ccount类分别向nonworking acct状态和dead acc t状态转换。
2Baidu Nhomakorabea14年春 • 软件工程
12.1.3
选择面向对象语言
应该着重考虑的实际因素： 1. 将来能否占主导地位 2. 可重用性 3. 类库和开发环境 4. 其他因素 有： 对用户学习面向对象分析、设计和编码 技术所能提供的培训服务；在使用这个面向对 象语言期间能提供的技术支持；能提供给开发 人员使用的开发工具、开发平台、发行平台； 对机器性能和内存的需求；集成已有软件的容 易程度等。
2014年春 • 软件工程
5. 类型检查
程序设计语言可以按照编译时进行类型检查的严 格程度来分类。如果语言仅要求每个变量或属性 隶属于一个对象，则是弱类型的；如果语法规定 每个变量或属性必须准确地属于某个特定的类， 则这样的语言是强类型的。 强类型语言主要有两个优点： 一是有利于在编 译时发现程序错误，二是增加了优化的可能性。
2014年春 • 软件工程
3. 实现一般-特殊(即泛化)结构的机制 既包括实现继承的机制也包括解决名字冲突的机制. 4. 实现属性和服务的机制 应该着重考虑以下几个方面： 支持实例连接的机制；属性的可见性控制；对属性 值的约束。 对于服务来说，主要应该考虑下列因素： 支持消息连接(即表达对象交互关系)的机制；控制 服务可见性的机制；动态联编。
第12章 面向对象实现
12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 程序设计语言 程序设计风格 测试策略 设计测试用例 小结
2014年春 • 软件工程
宏观上讲，“面向对象实现”的目标是：按 照《详细设计说明书》的要求，从公司的函 数库、存储过程库、类库、构件库、中间件 库中挑选有关的部件，遵照软件公司的程序 设计规范，按照《详细设计说明书》中对数 据结构、算法分析和模块实现等方面的设计 说明，用面向对象的语言，通过穿针引线的 方法，将这些部件组装起来，分别实现各模 块的功能，从而实现目标系统的功能、性能、 接口、界面等要求。
2014年春 • 软件工程
12.2.2
提高可扩充性
主要准则： 1. 封装实现策略 2. 不要用一个方法遍历多条关联链 3. 避免使用多分支语句 4. 精心确定公有方法
2014年春 • 软件工程
12.2.3
提高健壮性
主要准则： 1. 预防用户的操作错误 2. 检查参数的合法性 3. 不要预先确定限制条件 4. 先测试后优化
2014年春 • 软件工程
12.4
设计测试用例
12.4.1 测试类的方法
测试单个类的方法主要有随机测试、划分测试和基 于故障的测试等3种。 1. 随机测试 例子：银行应用系统。 该系统的account(账户）类有下列操作： open(打开），setup(建立），deposit(存款），w ithdraw(取款），balance(余额），summarize (清单），creditLimit(透支限额）和close(关闭）。
2014年春 • 软件工程
2. 划分测试
与测试传统软件时采用等价划分方法类似，采用划 分测试（partition testing）方法可以减少测试 类时所需要的测试用例的数量。 划分类别的方法： （1） 基于状态的划分 （2） 基于属性的划分 （3） 基于功能的划分
2014年春 • 软件工程
3. 基于故障的测试 基于故障的测试（fault based testing）与传统 的错误推测法类似，也是首先推测软件中可能有的 错误，然后设计出最可能发现这些错误的测试用例。
2014年春 • 软件工程
12.4.2
集成测试方法
1. 多类测试 Kirani和Tsai建议使用下列步骤，以生成多个类 的随机测试用例。 对每个客户类，使用类操作符列表来生成一系 列随机测试序列。这些操作符向服务器类实例 发送消息。 对所生成的每个消息，确定协作类和在服务器 对象中的对应操作符。 对服务器对象中的每个操作符（已经被来自客 户对象的消息调用），确定传递的消息。 对每个消息，确定下一层被调用的操作符，并 把这些操作符结合进测试序列中。
2014年春 • 软件工程
图12.4 account类的状态转换图
2014年春 • 软件工程
设计出的测试用例应该覆盖所有状态，也就是说，操作序 列应该使得account类实例遍历所有允许的状态转换： 测试用例 #s1:open· setupAccnt· deposit(initial)· withdraw(fina l)· close 向最小序列中加入附加的测试序列，可以得出其他测试用 例： 测试用例 #s2:open· setupAccnt· deposit(initial)· deposit· balanc e· credit· withdraw(final)· close 测试用例 #s3:open· setupAccnt· deposit(initial)· deposit· withdr aw· accntInfo· withdraw(final)· close
2014年春 • 软件工程
2. 可重用性 在OOA，OOD直到OOP中都显式地表示问题域语 义，其意义是十分深远的。随着时间的推移，软件 开发组织既可能重用它在某个问题域内的OOA结 果，也可能重用相应的OOD和OOP结果。 3. 可维护性 在选择编程语言时，应该考虑的首要因素，是在供 选择的语言中哪个语言能最好地表达问题域语义。 一般说来，应该尽量选用面向对象语言来实现面向 对象分析、设计的结果。
2014年春 • 软件工程
12.2
程序设计风格
良好的程序设计风格对面向对象实现来说尤其重要，不 仅能明显减少维护或扩充的开销，而且有助于在新项目 中重用已有的程序代码。
12.2.1 提高可重用性
主要的准则： 1. 提高方法的内聚 2. 减小方法的规模 3. 保持方法的一致性 4. 把策略与实现分开 5. 全面覆盖 6. 尽量不使用全局信息 7. 利用继承机制
2014年春 • 软件工程
12.1.2
面向对象语言的技术特点
1. 支持类与对象概念的机制 所有面向对象语言都允许用户动态创建对象， 并且可以用指针引用动态创建的对象。允许动态 创建对象，就意味着系统必须处理内存管理问题， 如果不及时释放不再需要的对象所占用的内存， 动态存储分配就有可能耗尽内存。 2. 实现整体-部分(即聚集)结构的机制 一般说来，有两种实现方法，分别使用指针 和独立的关联对象实现整体-部分结构。
2014年春 • 软件工程
但是，在下面的序列中可能发生许多其他行为： open· setup· deposit· ［deposit|withdraw|balance |summarize|creditLimit］n· withdraw· close 从上列序列可以随机地产生一系列不同的操作序列， 例如： 测试用例 #r1:open· setup· deposit· deposit· balance· summ arize· withdraw· close 测试用例 #r2:open· setup· deposit· withdraw· deposit· bal ance· creditLimit· withdraw· close
2014年春 • 软件工程
12.3.3
面向对象的确认测试
在确认测试或系统测试层次，不再考虑类之间相互 连接的细节。和传统的确认测试一样，面向对象软 件的确认测试也集中检查用户可见的动作和用户可 识别的输出。为了导出确认测试用例，测试人员应 该认真研究动态模型和描述系统行为的脚本，以确 定最可能发现用户交互需求错误的情景。 当然，传统的黑盒测试方法（见本书第7章）也可 用于设计确认测试用例，但是，对于面向对象的软 件来说，主要还是根据动态模型和描述系统行为的 脚本来设计确认测试用例。
2014年春 • 软件工程
微观上讲，软件实现是指通过编码、调试、 单元测试、集成测试等活动创建软件产品的 过程。软件实现与软件设计、软件测试密不 可分。软件设计为软件实现提供输入，软件 实现的输出是软件测试的输入。尽管软件设 计和软件测试是独立的过程，但软件实现本 身也涉及到设计和测试工作，它们之间的界 限视具体项目而定。软件实现还会产生大量 的软件配置项，例如，源文件、测试用例等， 因此软件实现过程还涉及配置管理。
2014年春 • 软件工程
12.1
程序设计语言
12.1.1 面向对象语言的优点
1. 一致的表示方法 面向对象开发基于不随时间变化的、一致的 表示方法。这种表示方法应该从问题域到OOA， 从OOA到OOD，最后从OOD到面向对象编程(O OP)，始终稳定不变。一致的表示方法既有利于 在软件开发过程中始终使用统一的概念，也有利 于维护人员理解软件的各种配置成分。
2014年春 • 软件工程
12.3
测试策略
测试软件的经典策略是，从“小型测试”开始，逐 步过渡到“大型测试”。即：从单元测试开始，逐 步进入集成测试，最后进行确认测试和系统测试。
12.3.1 面向对象的单元测试
对于面向对象的软件来说，单元测试的含义发生了 很大变化：
最小的可测试单元是封装起来的类和对象。一个类 可以包含一组不同的操作，而一个特定的操作也可 能存在于一组不同的类中。 测试面向对象软件时，不能再孤立地测试单个操作， 而应该把操作作为类的一部分来测试。
2014年春 • 软件工程
银行应用系统随机测试
上列每个操作都可以应用于account类的实例， 但是，该系统的性质也对操作的应用施加了一些 限制，例如，必须在应用其他操作之前先打开账 户，在完成了全部操作之后才能关闭账户。即使 有这些限制，可做的操作也有许多种排列方法。 一个account类实例的最小行为历史包括下列操 作： open· setup· deposit· withdraw· close 这就是对account类的最小测试序列。
2014年春 • 软件工程
9. 参数化类 使用一个或多个类型去参数化一个类的机制，有 了这种机制，程序员就可以先定义一个参数化的 类模板(即在类定义中包含以参数形式出现的一 个或多个类型)，然后把数据类型作为参数传递 进来，从而把这个类模板应用在不同的应用程序 中，或用在同一应用程序的不同部分。 10. 开发环境 面向对象语言所提供的软件工具或开发环境尤其 重要。至少应该包括下列一些最基本的软件工具： 编辑程序，编译程序或解释程序，浏览工具，调 试器(debugger)等。
2014年春 • 软件工程
12.3.2
面向对象的集成测试
主要有下述两种不同的策略： （1） 基于线程的测试（thread based testing)。 这种策略把响应系统的一个输入或一个事件所需要 的那些类集成起来。分别集成并测试每个线程，同 时应用回归测试以保证没有产生副作用。 （2） 基于使用的测试（use based testing)。 这种方法首先测试几乎不使用服务器类的那些类 （称为独立类），把独立类都测试完之后，再测试 使用独立类的下一个层次的类（称为依赖类）。
2014年春 • 软件工程
6. 类库 大多数面向对象语言都提供一个实用的类库。存 在类库，许多软构件就不必由程序员重头编写了， 这为实现软件重用带来很大方便。 7. 效率 使用拥有完整类库的面向对象语言，有时能比使 用非面向对象语言得到运行更快的代码。 8. 持久保存对象 通过在类库中增加对象存储管理功能，可以在不 改变语言定义或不增加关键字的情况下，就在开 发环境中提供这种功能。
2014年春 • 软件工程
2. 从动态模型导出测试用例 图12.4给出了前面讨论过的account类的状态图， 从图可见，初始转换经过了empty acct和setup a cct这两个状态，而类实例的大多数行为发生在wo rking acct状态中，最终的withdraw和close使得a ccount类分别向nonworking acct状态和dead acc t状态转换。
2Baidu Nhomakorabea14年春 • 软件工程
12.1.3
选择面向对象语言
应该着重考虑的实际因素： 1. 将来能否占主导地位 2. 可重用性 3. 类库和开发环境 4. 其他因素 有： 对用户学习面向对象分析、设计和编码 技术所能提供的培训服务；在使用这个面向对 象语言期间能提供的技术支持；能提供给开发 人员使用的开发工具、开发平台、发行平台； 对机器性能和内存的需求；集成已有软件的容 易程度等。
2014年春 • 软件工程
5. 类型检查
程序设计语言可以按照编译时进行类型检查的严 格程度来分类。如果语言仅要求每个变量或属性 隶属于一个对象，则是弱类型的；如果语法规定 每个变量或属性必须准确地属于某个特定的类， 则这样的语言是强类型的。 强类型语言主要有两个优点： 一是有利于在编 译时发现程序错误，二是增加了优化的可能性。
2014年春 • 软件工程
3. 实现一般-特殊(即泛化)结构的机制 既包括实现继承的机制也包括解决名字冲突的机制. 4. 实现属性和服务的机制 应该着重考虑以下几个方面： 支持实例连接的机制；属性的可见性控制；对属性 值的约束。 对于服务来说，主要应该考虑下列因素： 支持消息连接(即表达对象交互关系)的机制；控制 服务可见性的机制；动态联编。
第12章 面向对象实现
12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 程序设计语言 程序设计风格 测试策略 设计测试用例 小结
2014年春 • 软件工程
宏观上讲，“面向对象实现”的目标是：按 照《详细设计说明书》的要求，从公司的函 数库、存储过程库、类库、构件库、中间件 库中挑选有关的部件，遵照软件公司的程序 设计规范，按照《详细设计说明书》中对数 据结构、算法分析和模块实现等方面的设计 说明，用面向对象的语言，通过穿针引线的 方法，将这些部件组装起来，分别实现各模 块的功能，从而实现目标系统的功能、性能、 接口、界面等要求。
2014年春 • 软件工程
12.2.2
提高可扩充性
主要准则： 1. 封装实现策略 2. 不要用一个方法遍历多条关联链 3. 避免使用多分支语句 4. 精心确定公有方法
2014年春 • 软件工程
12.2.3
提高健壮性
主要准则： 1. 预防用户的操作错误 2. 检查参数的合法性 3. 不要预先确定限制条件 4. 先测试后优化
2014年春 • 软件工程
12.4
设计测试用例
12.4.1 测试类的方法
测试单个类的方法主要有随机测试、划分测试和基 于故障的测试等3种。 1. 随机测试 例子：银行应用系统。 该系统的account(账户）类有下列操作： open(打开），setup(建立），deposit(存款），w ithdraw(取款），balance(余额），summarize (清单），creditLimit(透支限额）和close(关闭）。
2014年春 • 软件工程