第5 章 面向对象的需求分析

一般聚合关系 组成
共享聚合
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（3）泛化
类之间的泛化关系也就是类的继承关系。
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（4）依赖
依赖关系用来描述两个类之间存在的与依赖有 关的语义上的连接。其中一个模型元素是独 立的，另一个模型元素不是独立的，它依赖 于独立的模型元素，需要由独立元素提供服 务，如果独立模型改变了，将影响依赖于它 的模型元素 。
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通过在不同程度上运用抽象原则（忽略事物 之间的一些差异），可以得到较一般的类和 较特殊的类。特殊类继承一般类的属性和操 作，面向对象方法支持这种继承关系的描述 与实现，从而简化系统的构造过程及其文档； 复杂对象可以用简单的对象作为其构成部分 （称为聚合）； 对象之间通过消息进行通信，以实现对象之 间的动态联系； 通过关联表达对象之间的静态关系。
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5.3.3 用例之间的关系 1.扩展关系
2.包含关系
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5.3.4 用例建模
从几方面识别系统的执行者，包括需要从系统 中得到服务的人、设备、其他软件系统等； 分析系统的业务边界或系统执行者对于系统的 基本业务需求，可以将其作为系统的基本用例； 分析基本用例，将基本用例中具有一定独立性 的功能，特别是具有公共行为特征的功能分解 出来，将其作为新的用例供基本用例使用； 分析基本用例功能以外的其他功能，将其作为 新的用例供基本用例进行功能扩展； 分析并建立执行者与用例之间的通信关系。
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2．筛选出正确的类与对象 （1）冗余 （2）无关 （3）笼统 （4）属性 （5）操作 （6）实现
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5.4.3 识别属性 1．分析 2．确定属性 注意以下问题： （1）误把对象当作属性 （2）误把关联类的属性当作对象的属性 （3）误把内部状态当成属性 （4）过于细化 （5）存在不一致的属性 （6）属性不能包含一个内部结构 （7）属性在任何时候只能有一个在其允许范围内的 确切的值
5.4.5 识别关联 例： “ 消费 者 ”以 “ 顾客 ” 的角 色 参与 “提交定单”的关联
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关联的多重性：表示是由类产生的对象之间存在 的数量关系，主要有以下几种： 1..1或1 表示1个对象 0..1 表示0到1个对象 0..*或* 表示0到多个对象 1..* 表示1到多个对象
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（10） ATM从客户帐户中减去所取金额。 （11） ATM向客户提供要取的钱。 （12） ATM打印清单。 ATM退出客户的卡，用例结束。 子事件流a： a1． 提示用户输入无效密码，请求再次输入； a2． 如果三次输入无效密码，系统自动关闭，退出客户银行卡。 子事件流b： b1． 提示用户余额不够。 b2． 返回（5），等待客户重新选择。 后置条件：结束取款事件。
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（1）关联类 关联有可能具有自己的属性或操作，对此需要 引入一个关联类来进行记录。这时，关联关 系中的每个连接与关联类的一个对象相联系， 关联类通过一条虚线与关联连接。
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（2）聚合 聚合是一种特殊形式的关联。聚合表示类之间的关系 是整体与部分的关系。
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5.3 用例模型
5.3.1 执行者 执行者是指与系统交 互的人或其他系统，它代 表外部实体。
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5.3.2 用例
用例是可以被执行者感受到的、系统的一个完整的功 能。在UML中把用例定义成系统完成的一系列动作序 列，动作的结果能够被特定的执行者察觉到。 用例具有下述特征： 用例代表某些用户可见的功能，实现一个具体的用户 目标； 用例总是被执行者启动，并向执行者提供可识别的值； 用例可大可小，但它必须是完整的； 用例在以后开发过程中，可以进行独立的功能检测。
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5.4.5 识别关联 关联用于描述类与类之间的连接 关联名称：用于标记关联 关联角色：用于反映类在这一关联关系中扮 演了什么角色.如果在关联上没有标出角 色名，则隐含地用类的名称作为角色名。 关联导向性：是指关联关系只在指定方向上 成立，可以使用一个指向符号表示。
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（2）系统实体识别方法 可感知的物理实体，例如汽车、书、信用 卡； 人或组织的角色，例如：学生、教师、经 理、管理员、供应处； 应该记忆的事件，例如取款、飞行、订购； 两个或多个对象的相互作用，例如购买、 结婚； 需要说明的概念，例如保险政策、业务规 则。
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2．继承
继承是子类自动地共享基类中定义的数据和 方法的机制。 继承刻画了一般性和特殊性 继承也体现了类的层次关系
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3．多态性
是指在一般类中定义的属性或操作被特殊 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。 多态性的作用在于它允许我们开发灵活的 系统，我们只要指定什么应该发生，而不是 它应该怎样发生，以便获得一个易修改、易 变更的系统。
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5.2.2 封装、继承和多态
1．封装 封装是指把对象的外部特征与内部实现细节分开，使 得一个对象的外部特征对其它对象来说是可访问的， 而它的内部细节对其它对象是隐蔽的。 对象具有封装性的条件如下： (1)有一个清楚的边界，所有私有数据和操作的代码都被 封装在这个边界内，从外面看不见更不能访问； (2)有确定的接口，这些接口描述这个对象和其他的对象 之间相互的作用； (3)受保护的内部实现，这个实现给出了由软件对象提供 的功能的细节，实现细节能在定义这个对象的类的外 面访问。
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2.识别关联
直接提取动词短语得出的关联 需求陈述中隐含的关联 根据问题域知识得出关联
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5.4.6 建立静态模型 建模步骤： 从几方面识别系统的实体对象和类； 分析每个对象的主要属性和操作，达到对类的完整 认识的目的； 识别类之间的结构，包括泛化、聚合、组成等； 识别对象、类之间的关系； 修改、补充对象与类，绘制类图，对重点类加以文 本描述和说明。
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2．类 是指具有相同属性和操作的对象的集合， 它代表一种抽象，作为具有类似特性与共同 行为的对象的模板，可用来产生对象。 例如:汽车具有运输功能，它是由车轮、发动机、 车身等部分组成，这个描述适合所有的汽车。 3．实例 类是建立对象时使用的“样板”，按照这 个样板所建立起来的一个个具体的对象，就 是类的实例。
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5.1.2 面向对象方法概述 主要特点： 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； 事物的静态特征（即可以用一些数据来表达的 特征）用对象的属性来表示，事物的动态特征 （即事物的行为）用对象的操作来表示； 对象的属性与操作结合为一体，成为一个独立 的实体，对外屏蔽其内部细节（称为封装）； 对事物进行分类，把具有相同属性和相同操作 的对象归为一类，类是这些对象的抽象描述， 每个对象是它的类的一个实例；
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用例描述：
用例名称：取款 前置条件：ATM机正常工作 主事件流： （1） 客户将卡插入ATM机，开始用例。 （2） ATM显示欢迎消息并提示客户输入密码。 （3） 客户输入密码。 （4）ATM确认密码有效。如果无效则执行子事件流a。如果与主机联 接有问题，则执行异常事件流e。 （5） ATM提供以下选项：存钱，取钱，查询。 （6） 用户选择取钱选项。 （7） ATM提示输入所取金额。 （8） 用户输入所取金额。 （9） ATM确定该帐户是否有足够的金额。如果余额不够，则执行子 事件流b，如果与主机联接有问题，则执行异常事件流e。
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4．消息 消息是面向对象系统中实现对象间的通信 和请求任务的操作。 5．关联 泛化关系：主要表现继承机制； 聚合关系：对象间的由分解或组成所构成的 关系； 关联关系表示两个类之间除泛化、聚合以外 的，存在某种语义上的联系。
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5.2.3 面向对象的分析概述 1. 获取用户需求 2. 标识对象和类 3. 定义类的结构和层次 4. 建立对象模型 5. 建立动态模型
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5.4.4 识别操作 有哪些类会与该类交互（包括该类本身）？ 所有与该类具有交互行为的会发送哪些消 息给该类？该类又会发送哪些消息给这些 类？ 该类如何响应别的类发送来的消息？在发 送消息出去之前，该类需要做何处理？ 从该类本身来说，它应该有哪些操作来维 持其信息的更新、一致性和完整性？ 系统是否要求该类具有另外的一些职责？
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本章学习内容： 1． 理解面向对象方法的基本概念 2．了解面向对象方法的特点与优点 3．初步掌握面向对象分析的各种模型及 视图 4．掌握面向对象需求分析的过程与步骤
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5.1面向对象方法学概述
5.1.1 面向对象技术的由来 1986年Booch提出的面向对象分析与设计方法论 （OOA/OOD）。 1991 年 Rumbaugh 提 出 的 面 向 对 象 模 型 技 术 （OMT）。 1994年Jacobson提出的面向对象软件工程方法学 （OOSE）。 Booch、OMT和Jacobson将他们各自的对象建模方 法结合到一起，提出了统一的建模语言UML （Unified Modeling Language）
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5.1.3 面向对象方法的优点 1. 与人们习惯的思维方法一致 2. 可使软件系统结构更加稳定 3. 软件具有更好的可复用性 4. 软件更加便于维护与扩充
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5.1.4 面向对象建模
用例模型：包含所有用例及其与用户之间的关系； 对象模型：包含问题域涉及的类及其属性和关系，其 作用是更详细地提炼用例，将系统的行为初步分 配给提供行为的一组对象； 设计模型：将系统的静态结构定义为子系统、类和接 口，并定义由子系统、类和接口之间的协作来实 现的用例； 实现模型：包含构件和类到构件的映射； 配置模型：定义计算机的物理节点和构件到这些节点 的映射； 测试模型：描述用于验证用例的测试用例。
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5.4 对象模型
5.4.1 类图 名称：用来区别其他的类。类名可 以是一个字符串，也可以是包含路 径的名字。 属性：属性用来描述该类的对象所具有的特 征。 操作：操作描述对数据的具体处理方法。
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5.4.2 识别类与对象 1．找出侯选的类与对象 （1）名词识别法 例：顾客带着所要购买的商品到达营业厅的一个销售 点终端（终端设在门口附近），销售点终端负责 接收数据、显示数据和打印购物单；出纳员与销 售点终端交互，通过销售点终端录入每项商品的 通用产品代码，如果出现多个同类商品，出纳还 要录入该商品的数量；系统确定商品的价格，并 将商品代码、数量信息加入到正在运行的系统； 系统显示当前商品的描述信息和价格。 候选对象：顾客、商品、销售点终端、购物单、出纳 员
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5.2 面向对象的基本概念
5.2.1 类和对象 1．对象 是指问题域中某些事物的一个抽象，它反映 该事物在系统中需要保存的信息和发挥的作 用，它是由数据（属性）及其上的操作（也 称为服务、方法或行为）组成的封装体。
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可以从以下4个方面来认识对象： （1) 从动态的观点看，对象的操作就是对象的行为。 （2）从存储角度看，对象是私有存储，其中有数据也 有操作。其他对象的方法不能直接操纵该对象的私 有数据，只有对象私有的方法才可操纵它。 （3）从实现机制看，对象是一个自动机，其中私有数 据表示了对象的状态，该状态只能由私有的方法改 变它。 (4)在面向对象的程序设计中，对象是系统中的基本运 行实体。