面向对象分析与建模
UML面向对象分析、建模与设计课件第五章 类图
类——操作
操作是一个可以由类的对象请求以影响其行为的服务的实现，也即 是对一个对象所做的事情的抽象，并且由这个类的所有对象共享。
操作是类的行为特征或动态特征。 操作的语法格式为：
可见性OPT 操作名 ⌊(参数列表)⌋OPT ⌊:返回类型⌋OPT ⌊{特性}⌋OPT
操作名：操作的标识符。在描述操作时，操作名是必须的，其他部 分可选。
Student
+monitor 1
1..*
自关联
类图中的关系——关联关系
关联名称：放在关联路径的旁边，但远离关联端。 角色：放在靠近关联端的部分，表示该关联端连接的类在这一关联
关系中担任的角色。角色名上也可使用可见性修饰符号。 多重性：放在靠近关联端的部分，表示在关联关系中源端的一个对
象可以与目标类的多少个对象之间有关联。 导航性：一个布尔值，用来说明运行时刻是否可能穿越一个关联。 限定符：是二元关联上的属性组成的列表的插槽，其中的属性值用
/WorksForCompany
Department * +department 1 WorksForDepartment
* Person
类图中的关系——泛化关系
泛化关系定义为一个较普通的元素与一个较特殊的元素之间的类元 关系。其中描述一般的元素称为父，描述特殊的元素称为子。
通过泛化对应的继承机制使子类共享父类的属性和操作，小了模型 的规模，同时也防止了模型的更新所导致的定义不一致的意外。
法了，此时称之为N元关联。
类图中的关系——关联关系
class Logical View
ClassA
AssociationName
+rolename 0..*
第5讲 面向对象的分析-建立对象模型
在需求陈述中，找到一些名词词组 领域知识和常识 只需要重要的属性，不需要实现阶段的属性 不能把对象作为属性 不能把关联类的属性作为一般对象的属性 不能把限定当作属性，如分行代码是限定词，决定 总行拥有的哪一个分行 如果有毫不相关的属性，则可以考虑分解为两个类
识别继承关系
继承关系的识别,需要领域知识 自底向上,有共同属性泛化出父类 自顶向下,将父类细化成子类
1．面向对象分析过程
首先，系统分析员要对需求文档进行分析。发现和改正需求 文档中的歧义性、不一致性，剔除冗余的内容，挖掘潜在的 内容，弥补不足，从而使需求文档更完整、更准确。 然后，是需求建模。系统分析员根据提取的用户需求，即用 面向对象观点建立对象模型、动态模型和功能模型。
最后，是需求评审。通过用户、领域专家、系统分析员和系 统设计人员的评审，并进行反复修改后，确定需求规格说明。
完善
1 给关联定义含义明确的名字。“分行拥有柜员终 端” 2 为了适应不同的关联，分解前面析出的类 如事务分解为远程事务和柜员事务 3 补充。 当分解出柜员事务后，多出几个关联，如 柜员输入柜员事务，ATM上输入远程事务 4 标明重数。
ATM系统原始的类图
确定属性
确定类间关联
由需求陈述中的动词词组表示关联关系 确定隐含的关联
总行有多个分行构成 分行保管帐号 储户拥有现金兑换卡
根据问题域知识得到的关联
现金兑换卡访问帐号 分行雇佣柜员
筛选
1去掉前面已删除的对象引起的关联 2 去掉实现阶段考虑的关联 3 去掉瞬时事件（有更长期的联系存在） 4 将3元关联，变为两个2元的，或者限定的 5 去掉重复的关联。如总行拥有多台ATM, 事 实上是与（总台拥有中央计算机，中央计算 机与ATM通信）重复的
面向对象的建模方法
面向对象的建模方法面向对象的建模方法是一种用于软件系统设计的方法论，它把现实世界映射到软件系统中的对象和类的概念上，通过抽象、封装、继承和多态等概念，实现对现实世界中事物的建模。
面向对象的建模方法包括需求分析、领域建模、设计模式等环节，本文将详细介绍这些环节的步骤和重要性。
首先，需求分析是面向对象建模的第一步。
它主要目的是了解用户的需求和软件系统的功能。
在需求分析阶段，开发团队需要与用户进行深入沟通，明确系统的功能、性能和界面等方面的需求。
在这个阶段，可以使用用例图、活动图、领域模型等工具来表示和记录需求。
需求分析的重要性在于确保软件系统能够满足用户的期望，并且为后续的建模和设计提供必要的依据。
接下来是领域建模。
领域建模是通过分析和理解现实世界的各个领域，抽象出问题领域中的概念和关系，并将其映射到软件系统中。
在领域建模中，可以使用类图、对象图等工具来描述问题领域中的概念、属性和关系。
领域建模的目的是建立一个清晰的问题领域模型，通常使用领域专家的知识和建模技术，可以更好地理解问题的要求和限制。
在面向对象的建模方法中，设计模式也是一个非常重要的环节。
设计模式是一种解决软件设计中常见问题的可复用方案，它提供了一种在特定情况下的最佳实践，可以提高软件的质量和可维护性。
常用的设计模式包括单例模式、工厂模式、观察者模式等。
设计模式的目的是通过将系统分解为独立的对象，每个对象负责一个特定的职责，从而提高系统的灵活性和可扩展性。
此外，还有一些其他的面向对象的建模方法值得考虑。
例如，UML（统一建模语言）是一种广泛使用的建模语言，可以用来描述软件系统的结构和行为。
UML 提供了一套图形符号和规范，可以用于可视化和交流系统设计。
此外，敏捷建模也是一种常用的面向对象的建模方法，它强调团队合作、迭代开发和软件质量的快速反馈。
总结起来，面向对象的建模方法是一种通过抽象、封装、继承和多态等概念，将现实世界映射到软件系统中的方法论。
面向对象的软件开发过程中的需求分析与建模研究
面向对象的软件开发过程中的需求分析与建模研究第一章引言随着信息技术的快速发展，软件已逐渐成为了现代社会不可或缺的组成部分。
而软件开发过程中的需求分析与建模是确保软件开发质量的重要步骤，因此在面向对象的软件开发中，需求分析与建模研究具有重要的意义和价值。
本文将从面向对象的软件开发出发，介绍需求分析和建模的概念、方法和工具，并重点探讨基于面向对象的软件开发过程中的需求分析与建模研究。
第二章面向对象的软件开发面向对象的软件开发是一种软件开发方法，它以对象为中心，实现了软件的高内聚、低耦合和易维护性，具有较高的开发效率和软件重用性。
在面向对象的软件开发中，需求分析和建模是其中的关键环节。
基于面向对象的软件开发过程主要包括以下几个阶段：1.需求分析阶段。
在该阶段中，需求分析人员将收集和分析用户和系统需求，以确定软件开发的需求和目标。
2.设计阶段。
在设计阶段中，设计人员将根据需求分析阶段的结果，设计面向对象的软件系统架构和对象模型。
3.编码和测试阶段。
在这个阶段中，开发人员将根据设计人员的指示开发代码和进行测试，以确保软件能够按要求正确运行。
4.部署和维护阶段。
在这个阶段中，开发人员将软件部署到用户环境中，并进行维护和修复错误。
在整个软件开发过程中，需求分析和建模是相互关联、相互作用的关键环节。
第三章需求分析与建模基础知识3.1 需求分析需求分析是软件开发的首要任务，它是确保软件开发符合用户需求的前提条件。
需求分析包括两个方面，即功能需求和非功能需求。
1.功能需求功能需求是软件开发中最基本的需求，它是用户对软件功能的具体要求。
在软件开发中，功能需求可以通过用例图、活动图、状态图和顺序图等方法进行描述和分析。
2.非功能需求非功能需求是软件开发中的另一个重要因素，它主要描述软件的性能、可靠性、安全性、可维护性和可移植性等方面的要求。
常用方法包括场景模型、质量属性树和系统特征模型等。
3.2 需求建模需求建模是将需求分析的结果转换为相应的模型，以便于软件设计和开发人员的理解和使用。
第三章 初识UML-UML面向对象分析、建模与设计-吕云翔-清华大学出版社
行为图
状态图
活动图
顺序图
协作图
用例图
UML 2中的图
UML图
结构图
类图
组件图
对象图
外廓图
组合结构 图
部署图
包图
顺序图
行为图
用例图
活动图
状态机图
交互图
通信图
交互概览 图
时间图
UML 1.4与UML 2中不同图的对比
UML 1.4
状态图 活动图
UML 2 包图 状态机图 活动图
对比说明
尽管UML 1.4使用包图说明规范的组织结构，但是没有对包图进行明确 定义。
例如，在一个类的符号中暗示了一种规格说明：它提供类所有的属性、 操作等信息的全面描述。
修饰
修饰是对规格说明的文字的或图形的表示。
例如，通过对类名添加斜体修饰来表明这是一个抽象类。
在UML中的每个元素符号都以一个基本的符号开始，在其上添加一 些具有独特性的修饰。
例如，这里有一个类，我们可以通过不同的修饰来标示出它是一个抽象 类，拥有两个公有性的操作，一个保护性的操作和一个私有性的操作。
通用划分
在面向对象系统建模中，通常有几种划分方法，其中最常见的有两 种划分：
类型-实例：是通用描述与某个特定元素的对应。
➢例如，类和对象就是一种典型的类型-实例划分。
接口-实现：接口是一个系统或对象的行为规范，这种规范预先告知使 用者或外部的其它对象这个系统或对象的某项能力，和其提供的服务。 实现是接口的具体行为，它负责执行接口的全部语义，是具体的服务兑 现过程。
只是名称不同，技术上完全相同。 UML 2的活动图独立于状态机存在。
组合结构图 显示结构化类元或协作的内部结构，和普通类图之间没有严格界限。
面向对象分析及其包括的图建模步骤
一、叙述基于UML的面向对象分析设计过程１）识别系统的用例和角色首先对项目进行需求调研，依据项目的业务流程图和数据流程图以及项目中涉及的各级操作人员，通过分析，识别出系统中的所有用例和角色；接着分析系统中各角色和用例间的联系，再使用UML建模工具画出系统的用例图，同时，勾画系统的概念层模型，借助UML 建模工具描述概念层类图和活动图。
２）进行系统分析，并抽象出类系统分析的任务是找出系统中所有需求并加以描述，同时建立特定领域模型。
建立域模型有助于开发人员考察用例，从中抽取出类，并描述类之间的关系。
３）设计系统和系统中的类及其行为设计阶段由结构设计和详细设计组成。
①结构设计是高层设计，其任务是定义包（子系统），包括包间的依赖关系和主要通信机制。
包有利于描述系统的逻辑组成部分以及各部分之间的依赖关系。
②详细设计就是要细化包的内容，清晰描述所有的类，同时使用UML 的动态模型描述在特定环境下这些类的实例的行为。
二、UML中包括哪些图及每件图的作用UML中包括九种图：用例图、类图、对象图、状态图、时序图、协作图、活动图、组件图、配置图。
１）用例图（Use Case Diagram）它是UML中最简单也是最复杂的一种图。
说它简单是因为它采用了面向对象的思想，又是基于用户视角的，绘制非常容易，简单的图形表示让人一看就懂。
说它复杂是因为用例图往往不容易控制，要么过于复杂，要么过于简单。
用例图表示了角色和用例以及它们之间的关系。
２）类图（Class Diagram）是最常用的一种图，类图可以帮助我们更直观的了解一个系统的体系结构。
通过关系和类表示的类图，可以图形化的方式描述一个系统的设计部分。
３）对象图（）对象图是类图的实例，几乎使用与类图完全相同的标识。
面向对象的系统建模与分析方法研究
面向对象的系统建模与分析方法研究随着计算机和互联网的不断发展，软件系统的规模和复杂度越来越大。
为了保证软件系统的质量和可维护性，采用合适的建模和分析方法非常重要。
面向对象的系统建模与分析方法是一种广泛应用的软件开发方法论，它能够更好地描述和管理软件系统的复杂性，从而提高软件系统的可靠性、可重用性和可扩展性。
本文将介绍面向对象的系统建模与分析方法的基本原理和应用实践。
一、面向对象的系统建模与分析方法基本原理面向对象的系统建模与分析方法是一种基于对象的软件开发方法。
它的基本原理是把软件系统看作是由一些相互交互的对象组成的，每个对象具有一些属性和功能。
通过把系统的功能和属性抽象成对象，面向对象的系统建模与分析方法能够更好地描述和管理系统的复杂性。
同时，它也支持软件系统的模块化和复用，提高了软件开发的效率和质量。
在面向对象的系统建模与分析方法中，最常用的建模工具是UML(Unified Modeling Language，统一建模语言)。
UML是一种通用的建模语言，在建模软件系统时，可以使用UML的不同图形表示对象之间的关系和交互。
在UML中，常用的图形包括类图、时序图、用例图和活动图等。
这些图形能够帮助开发人员更好地理解软件系统的业务需求和功能，并能够支持软件系统的设计和实现。
二、面向对象的系统建模与分析方法应用实践在软件开发过程中，面向对象的系统建模与分析方法能够支持以下几个方面的应用实践：1、需求分析：面向对象的系统建模与分析方法可以帮助开发人员更好地理解系统的业务需求，通过对业务需求进行建模，可以把需求分解成多个对象，并建立它们之间的关系和交互。
在这个过程中，需求分析人员可以使用UML中的用例图和活动图等图形工具来描述系统的业务需求和功能，从而有助于开发人员更好地理解需求，有效地支持软件开发过程。
2、设计阶段：在软件系统的设计过程中，面向对象的系统建模与分析方法可以帮助开发人员更好地理解系统的设计需求，支持系统模块的划分和设计。
第十一章 活动图-UML面向对象分析、建模与设计-吕云翔-清华大学出版社
判断节点具有多个导出流，对于每条导 出流而言，应当在表示该控制流的箭头 上附加控制条件。
act 取款 输入i
[x>0] 列出数列第x项
[x<=0] 报错
合并节点
合并节点将多个控制流进行合并，并 统一导出到同一个离开控制流。
合并节点仅有逻辑意义而没有时间和 数据上的意义：几个动作都指向同一 个合并节点也并不意味着这些动作要 在进入之后互相等待或进行同步数据 之类的操作。
act 考试
主任务
并发任务A
分叉节点 并发任务B
结合节点 下一个主任务
对象流
act 考试
客户
订单中心
对象流是UML为填补活动图与面向对象 选择商品 思想之间的疏离而出现的。如果需要在 生成订单
活动图中表现对象流，则首先需要绘制
出泳道，且对象应该作为泳道的负责对
订单: Order [未支付]
象出现。
开始
终止
控制流
控制流是活动图中用于标示控制路径 的一种符号。它负责当一个动作或活 动节点执行完毕后，将执行主体从当 前已完毕的节点转移到过程的下一个 动作或动作节点。
控制流从活动图的开始标记开始运行， 经过顺序、分支等结构引导着各个动 作的连续执行。
act 取款
x=5
判断节点
判断节点是活动图中进行逻辑判断、并 创造分支的一种方法。
对业务流程建模
选择一个将要描述的重要过程，过程中尽量涉及数量少但是关键的对象 或参与者，将无关或关联很小的对象排除在外，为每一个对象或参与者 绘制泳道。
在总体业务流程中提取关键的动作或活动节点，并且将他们与对象或参 与者相对应；若发现有些动作无法对应，则考虑动作是否在这个流程中 起关键作用，或者是否遗漏了某些对象或参与者。
面向对象分析与建模
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面向对象的基本概念
❖ 继承性 继承性是不同类层次之间共享数据和方法的手段，是软件重 用的一种机制。继承性使软件开发不必都从头开始。对一个 新的类的定义和实现，可以建立在已有类的基础上。把已经 存在类中的数据和方法作为自己的内容，并加入自己特有的 新内容。类的层次结构在概念分析上源于对事物不同层次的 抽象，而在具体实现上却依赖继承机制。
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图
❖ 视图由图（Diagrams）组成，UML通常提
供9种基本的图，这些图是用例图、类图、对
象图、状态图、活动图、时序图、协作图、
构件图和部署图。这些基本的图从不同的方
面描述所分析系统的细节特征。其中，状态
图和活动图合称为行为图，时序图和协作图
合称为交互图。为了组织以上的图，还可使
OOA的主要任务是：通过对问题空间的分析， 识别并确定其中（问题空间）的对象和属性， 建立其中对象之间的类别联系和层次关系。
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面向对象分析的任务
❖ 面向对象的分析方法进行分析大致应完成如 下五个方面的基本内容
(1) 确定对象和类 (2) 确定结构 (3) 确定主题 (4) 确定属性 (5) 确定方法和消息关联
3
面向对象的基本概念
❖类
类是对象的抽象。一个类定义了大体上相似的一组对象。 类是对象的定义和描述。一个类所包含的方法和数据是 用来描述一组对象的共同行为和属性。通过类来抽象一 个个对象的共同特点、描述一个个对象的相似属性，存 贮一个个对象的一致行为，是面向对象技术最重要的特 征。从形式和定义说明上看，类很像传统程序设计中的 结构，但类同时包含了传统程序设计中数据定义和功能 实现的构造。
面向对象的概念面向对象建模面向对象分析与模型化面向对象
打电话者拿起电话受话器 电话忙音开始 打电话者拨数字(8) 电话忙音结束 打电话者拨数字(2) ....... 打电话者拨数字(3) 接电话者的电话开始振铃 铃声在打电话者的电话上传出 接电话者回答 接电话者的电话停止振铃 铃声在打电话者的电话中消失 通电话 .........
状态图与事件追踪图的关系
揿下鼠标按钮(按钮、位置) 拿起电话受话器
数字拨号(数字)
事件追踪图
事件追踪图侧重于说明发生于系统 执行过程中的一个特定“场景”。
场景也叫做脚本，是完成系统某个 功能的一个事件序列。
场景通常起始于一个系统外部的输 入事件，结束于一个系统外部的输 出事件，它可以包括发生在这个期 间的系统所有的内部事件。
类是一组具有相同数据结构和相同 操作的对象的集合。
类的定义包括一组数据属性和在数 据上的一组合法操作。
类定义可以视为一个具有类似特性 与共同行为的对象的模板，可用来 产生对象。
在一个类中，每个对象都是类的实 例 (Instance)，它们都可使用类中 提供的函数。
继承 (Inheritance)
面向对象方法学的要点（2）
对象彼此之间仅能通过传递消息互相联系 面向对象的方法学可以用下列方程来概括：
OO=objects+classes+inheritance+ communication with messages
如果一个软件系统是使用这样 4 个概念设计和实现的，则我们认 为这个软件系统是面向对象的。
这个新的子集合可以认为是既存类 的一个特殊化。
面向对象建模
所谓模型，就是为了理解事物而对事物作出 的一种抽象，是对事物的一种无歧义的书面 描述。
实验四1、 面向对象分析建模
实验四面向对象分析建模（一）需求描述：王大夫在小镇上开了一家牙科诊所。
他有一个牙科助手、一个牙科保健员和一个接待员。
王大夫需要一个软件系统来管理预约。
当病人打电话预约时，接待员将查阅预约登记表，如果病人申请的就诊时间与已定下的预约时间冲突，则接待员建议一个就诊时间以安排病人尽早得到治疗。
如果病人同意建议的就诊时间，接待员将输入约定时间和病人名字。
系统将核实病人的名字并提供记录的病人数据，数据包括病人的病历号等。
在每次治疗或清洗后，助手或保健院将标记相应的预约诊治已经完成，如果必要的话会安排病人下一次再来。
系统能够按病人姓名和日期进行查询，能够显示记录的病人数据和预约信息。
接待员可以取消预约，可以打印出前两天预约尚未接诊的病人清单。
系统可以从病人记录中获知病人的电话号码。
接待员还可以打印出关于所有病人的每天和每周的工作安排。
（二）实验目的：（1）根据给出的需求描述进行面向对象分析建模；（2）建立系统的对象模型中的初始类图；建立系统功能模型中的用例图；（3）初始类图给出搜索类的过程；（4）熟练使用画图工具“visio”绘制图形，软件---UML模型。
（三）实验内容：用面向对象的分析方法建立系统的对象模型、功能模型。
（四）实验步骤：（1）根据需求描述搜索系统中可能成为类的名词或名词词组。
然后进行筛选获得系统初始的类对象。
（2）搜索需求描述中的动词或动词词组找出类对象之间可能存在的关系（关联、共享聚集、组合聚集、泛化、依赖等）。
（3）用“visio”完成初试类图、时序图的绘制。
五：试验结果：（1）.王大夫牙科诊所牙科助手牙科保健员接待员病人登记表软件系统（2）.开了一家牙科诊所需要一个软件系统来管理预约打电话预约查阅预约登记表申请的就诊时间预约时间安排病人尽早得到治疗同意建议输入约定时间和病人名字系统将核实提供记录的病人数据标记相应的预约诊治已经完成安排病人下一次再来查询显示记录取消预约打印清单获知病人的电话号码打印工作安排（3）.。
第4章 面向对象系统分析与对象类建模 2
⑶ 类的操作
其语法如下： [方向]名称：类型[ = 默认值] [direction] name：type [= default value] 方向可以取下述值之一： in输入参数，不能对它进行修改。 out输出参数，为了向调用者传送信息可以对它进 行修改。 inout输入参数，为了向调用者传送信息可以对它 进行修改。
第4章 面向对象系统分 析与对象类建模
教学目的
⑴ 掌握面向对象系统分析的过程 ⑵ 掌握系统用例模型的设计方法
⑶ 了解类和对象的概念、类与对象的关系等
⑷ 重点掌握系统用例模型的设计和对象与类图 的设计
4.1 面向对象系统分析
面向对象分析，就是抽取和整理用户需求并 建立问题域精确模型的过程。 面向对象分析过程从分析陈述用户需求的文 件开始 可能由用户（包括出资开发该软件的业主代 表及最终用户）单方面写出需求陈述，也可 能由系统分析员配合用户，共同写出需求陈 述 当软件项目采用招标方式确定开发单位时，
关联可以有方向，即导航。 一般不作说明的时候，导航是双向的，不需要在线上标出箭头。 大部分情况下导航是单向的，可以加一个箭头表示。 导航性描述的是一个对象通过链（关联的实例）进行导航访问另 一个对象，即对一个关联端点设置导航属性意味着本端的对象可 以被另一端的对象访问。 可以在关联关系上加箭头表示导航方向。 只在一个方向上可以导航的关联称为单向关联，用一条带箭头的 实线来表示。 在两个方向上都可以导航的关联称为双向关联，用一条没有箭头 的实线来表示。
关联的多重性是指有多少对象可以参与该关联，多重性可 以用来表达一个取值范围、特定值、无限定的范围或一组 离散值。 将多重性写成一个表示取值范围的表达式，其最大值和最 小值可以相同，用两个圆点把它们分开。 多重性说明对于关联另一端的类的每个对象，本端的类可 能有多少个对象出现，对象的数目必须是在给定的范围内。 可以精确地表示多重性为：一个（1）；多个（0..*）；一 个或多个（1..*）；整数范围，
第六章 对象图-UML面向对象分析、建模与设计-吕云翔-清华大学出版社
对象图的建模技术
为对象结构建模
识别建模机制。建模机制被描述为系统的某些功能或行为，经常会被耦 合为用例，由一组类、接口和其他事物的交互产生。可以创建协作来描 述机制。
识别参与的类和接口等元素，以及这些元素之间的关系。 识别并选择对象。考虑这个机制的脚本在某时刻被冻结时的情况，识别
并选择出各个对象。 按需要显示每个对象的状态。 识别并显示出对象之间的链，即对象的类目之间关联的实例。
对象图使用要点
注重于表达系统静态设计视图或静态交互视图的一个方面。 表示由一个交互图描绘的动态场景的一个画面。 只包含对理解该方面不可缺少的那些元素。 提供与它的抽象层次相一致的细节，应该只显露出对理解是不可缺
对象图的组成元素——对象
对象是类的实例，是一个封装了状态和行为的具 有良好边界和标识符的离散实体。对象通过其类 型、名称和状态区别于其他对象而存在。
对象名：在矩形框的顶端显示。 类型：具体的类目 状态：由对象的所有属性以及运行时的当前值
组成。
表示法：在对象名后跟一个冒号加上类型名， 并且使用下划线与类进行区分。
stu : Student 标准表示法 : Student 匿名表示法 stu 省略类名的表示法
对象图的组成元素——链
链是关联关系的实例，是两个或多个对象之间 的独立连接。因此，链在对象图中的作用就十 分类似于关联关系在类图中的作用。
在UML中，链同样使用一根实线段来表示，如 图6-27所示。
对象图
类图的实例——对象图
对象图概述 对象图的组成元素
对象 链
面向对象分析与设计(第二版)习题答案
面向对象分析与设计（第二版）习题答案第一章：面向对象基础知识1.1 什么是面向对象分析和设计？面向对象分析和设计（Object-Oriented Analysis and Design，OOAD）是软件工程中一种常用的方法论，通过将问题领域进行建模，通过对象、类、继承、封装等概念来描述现实世界中的实体、关系和行为。
面向对象分析和设计的目标是开发出可复用、可维护、可扩展、高质量的软件系统。
1.2 面向对象分析和设计的优势有哪些？面向对象分析和设计有以下优势： - 高度模块化：通过将系统划分为多个独立的对象，便于理解和设计系统的各个部分。
- 可复用性：面向对象设计强调对象的复用，通过定义通用的类和接口，可以提高代码的复用程度。
- 可维护性：面向对象的封装特性使得系统的各个部分具有独立性，便于维护和修改。
- 可扩展性：通过继承和多态等特性，可以方便地扩展和修改系统的功能。
- 高可靠性：面向对象的封装和隐藏特性可以减少系统中的错误和安全漏洞。
- 开发效率高：面向对象的分析和设计提供了一种更自然的思考和描述问题的方法，可以提高开发效率。
第二章：面向对象建模2.1 对象的特征有哪些？对象具有以下特征： - 状态（State）：对象的状态是对象的属性值的集合，表示对象的某个时刻的状态。
- 行为（Behavior）：对象可以执行的操作，描述了对象能够做什么。
- 身份（Identity）：每个对象都有唯一的身份，可以通过身份来区分不同的对象。
2.2 类和对象之间的关系有哪些？类和对象之间有以下关系： - 实例化（Instantiation）：类是对象的模板，对象是类的一个具体实例。
- 继承（Inheritance）：一个类可以继承另一个类的属性和方法。
- 聚合（Aggregation）：一个类可以包含其他类的对象作为成员变量。
- 关联（Association）：两个类之间存在某种关系，一个类的对象可以访问另一个类的对象。
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。
面向对象建模方法的研究与应用
面向对象建模方法的研究与应用随着计算机技术的不断更新和发展，软件开发已经成为一个越来越重要的行业。
在软件开发的过程中，建模是必不可少的环节，是一个软件开发过程中最基本、最重要的组成部分。
面向对象建模方法是当前最流行、最普遍使用的建模方法。
本文从面向对象建模方法的概念、特点、应用等方面进行探讨。
一、面向对象建模方法的概念面向对象建模方法，简称OO建模，是指应用面向对象的思想和方法对软件进行全面、深入的分析、设计和实现的方法。
面向对象的基本思想是从现实世界抽象出具体、独立、具有独特特征的对象，然后分析对象的属性和行为，进而设计出目标系统的结构和行为。
面向对象建模方法通过把系统看作一个对象集合，来描述系统结构、行为和交互过程。
利用面向对象建模方法可以提高软件系统的可重用性、可维护性和可扩展性。
二、面向对象建模方法的特点面向对象建模方法有以下几个特点：1、抽象性：面向对象建模方法以对象为基本构成单位，把系统中的问题、需求等抽象成一个个对象，把具有共性的相关属性和行为归为一个类。
2、封装性：面向对象建模方法中，每一个对象都具有一定的独立性，对象中的属性和行为都被封装在对象内部，不会干扰到外部环境。
3、继承性：面向对象建模方法中的类与类之间可以相互继承，继承就意味着新类可以继承原有类的属性和行为，新类也可以有自己的属性和行为。
4、多态性：面向对象建模方法中，同一个方法可以在不同的实例对象上表现出不同的行为，不同的对象可以对同样的消息做出不同的响应。
以上四点特点是面向对象建模方法的基本特点，这些特点使得面向对象建模方法成为了软件开发过程中最常用的建模方法。
三、面向对象建模方法的应用面向对象建模方法在各个行业和领域中都有广泛的应用，比如计算机软件、电子设备、制造业、交通运输等。
下面以计算机软件领域中的应用为例，进行探讨：在软件开发中，面向对象建模方法主要应用在分析和设计阶段。
面向对象建模方法可以通过分析现实世界的问题，把问题抽象成一个个对象，通过类之间的继承、关联、聚合等关系，来描述问题的问题的结构和行为。
面向对象分析与系统建模方法
面向对象分析与系统建模方法在软件开发领域中，面向对象分析和系统建模是非常重要的一部分。
面向对象分析是一种分析技术，旨在通过识别系统中的对象及其相互关系，从而捕捉和表示现实世界中的问题域。
而系统建模则是将面向对象分析的结果转化为形式化的文档或图表，以便开发团队更好地理解系统的需求和设计。
在进行面向对象分析和系统建模时，有几种常用的方法和工具可以帮助开发团队更好地实施这个过程。
1. UML（统一建模语言）UML是一种最常用的系统建模语言，它提供了一系列的图表和符号，以便开发团队更好地表示和交流系统的需求和设计。
UML包括类图、用例图、时序图等多种图表类型，每种图表都有特定的用途，可以用来表示不同方面的系统。
2. 需求获取和分析在进行面向对象分析和系统建模前，首先需要进行需求获取和分析，以确保对系统需求有全面的了解。
这一阶段可以通过与用户和利益相关者的访谈、需求文档的分析等方式来完成。
通过收集和分析需求，开发团队可以更好地理解系统的功能和行为，进而进行面向对象分析。
3. 用例建模用例建模是面向对象分析的一种方法，它着重于识别系统中的角色、用例和交互，以及它们之间的关系。
通过用例建模，开发团队可以把握系统的整体结构和交互流程，从而更好地设计系统的架构和功能。
4. 类建模类建模是面向对象分析的另一种重要方法，它关注系统中的对象及其相互关系。
通过识别和建模类的属性和方法，开发团队可以更好地理解对象之间的交互和依赖关系，从而进行系统的设计和实现。
5. 状态图建模状态图建模是一种描述对象状态和状态之间转换的图表方法。
通过状态图，开发团队可以更好地理解对象内部的状态变化，从而进行系统的设计和实现。
6. 序列图建模序列图建模是一种描述对象之间交互的图表方法。
通过序列图，开发团队可以更好地理解对象之间的消息传递和调用流程，从而进行系统的设计和实现。
综上所述，面向对象分析和系统建模是软件开发中必不可少的一环。
通过合理运用这些方法和工具，开发团队可以更好地进行系统需求分析和设计，确保最终交付的软件系统符合用户的期望和要求，提升开发效率和质量。
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。
《UML面向对象分析、建模与设计》教学大纲
UML面向对象分析、建模与设计课程教学大纲01课程说明课程代码：课程名称：UML面向对象分析、建模与设计/UML object-oriented analysis, modeling and design开课学期：4学分/学时：3/32+16课程类型：必修02课程的性质、目的与任务《UML面向对象分析、建模与设计》是软件工程专业中一门综合性很强的基础课程，主要内容包括软件工程与面向对象方法、UML的定义和背景、UML基础（UML构造块、UML通用机制、UML“4+1”架构、UML建模工具）、UML系统动态建模（用例图、活动图、状态机图、顺序图、通信图）、类图、对象图、包图、组件图、部署图、统一软件开发过程、UML具体实例等。
本课程的目的与任务是使学生通过本课程的学习，从UML的基本概念入手，由浅入深地认识和学习软件工程核心要素，以体系化、工程化的方法思考软件工程过程。
本课程除要求学生掌握UML的图示语法和语义，重点要求学生掌握设计软件的逻辑能力以及对软件内部各种组织结构的表达能力，掌握对事物的抽象能力和建模的基本思想，为更深入地学习和今后的实践打下良好的基础。
03教学内容及教学基本要求1.软件工程与面向对象方法（2学时）了解软件工程的概念和历史，了解软件工程的目标和原则；了解面向对象方法的概念和历史，了解面向对象方法的优点。
2.统一建模语言UML（2学时）了解UML的定义和历史背景；了解UML的目标和应用范围。
3.初识UML（2学时）掌握UML构造块，分别是事物、关系、图；掌握UML的通用机制；了解“4+1”架构；了解常用的UML建模工具。
4.用例图（2学时）了解用例的概念、设计方法和注意事项理解用例图的组成元素，分别为参与者、用例、用例图中的关系；理解并掌握用例图中的关系，分别为参与者间的泛化关系、参与者与用例的关联关系、用例间的泛化关系、用例间的依赖关系；理解用例描述的概念；掌握用例说明文档的书写；掌握用例图建模，分别为对系统的语境建模和对系统的需求建模；了解用例图的使用环境。
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面向对象的基本概念
❖类
类是对象的抽象。一个类定义了大体上相似的一组对象。 类是对象的定义和描述。一个类所包含的方法和数据是 用来描述一组对象的共同行为和属性。通过类来抽象一 个个对象的共同特点、描述一个个对象的相似属性，存 贮一个个对象的一致行为，是面向对象技术最重要的特 征。从形式和定义说明上看，类很像传统程序设计中的 结构，但类同时包含了传统程序设计中数据定义和功能 实现的构造。
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面向对象的基本概念
❖ 消息
消息是对象之间的通信机制，是访问类中所 定义的行为的手段。当一个消息发送给某一 个对象时，即要求该对象产生某些行为。所 要求产生的行为包含在发送的消息中。对象 接收到消息后，给予解释并产生响应。这种 通信过程叫消息传递（Message Passing）。
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面向对象的基本概念
❖ 继承性
当两个类产生继承关系后，原有的类被称为
父类(Parent Class)，新定义的类被称作子 类(Children Class)。若子类只继承一个父类， 则称为“单重继承”(Single Inheritance)； 若一个子类从继承多个父类，则称为“多重 继承”(Multiple Inheritance)。继承性是面 向对象语言区别于与其它语言最主要的特点。
的开发过程中，往往采用统一过程（RUP）
2020作/7/11为过程管理的模型。
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面向对象分析的任务
面向对象分析（Object-Oriented Analysis， OOA）是在系统开发过程中完成了系统业务 调查以后，按照面向对象的思想来分析问题。 面向对象的分析是面向对象的系统开发的重 要环节。
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面向对象分析的方法
❖ Grady Booch是面向对象方法最早的倡导者 之一，他提出了面向对象软件工程的概念。 1993年，Booch将面向Ada的工作扩展到面 向对象设计领域。Booch 1993比较适合于系 统的设计和构造。
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面向对象的基本概念
❖ 封装 封装是指对象可以拥有内部变量和处理，并将内部实现细节 隐藏起来的能力。封装将对象封闭起来，管理着对象的内部 状态。因而封装的实质是信息隐藏，它的基本单位是对象。 它和抽象是处理对象的两个相反的方面。抽象一般用来描述 对象所具有的外部特征，包括对象的外部接口和外部功能等。 外部接口将对象的封装与抽象联系起来。在一般的面向对象 系统中，封装是通过类的定义说明来实现的。
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面向对象的基本概念
❖ 继承性 继承性是不同类层次之间共享数据和方法的手段，是软件重 用的一种机制。继承性使软件开发不必都从头开始。对一个 新的类的定义和实现，可以建立在已有类的基础上。把已经 存在类中的数据和方法作为自己的内容，并加入自己特有的 新内容。类的层次结构在概念分析上源于对事物不同层次的 抽象，而在具体实现上却依赖继承机制。
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面向对象分析的原则
❖ (1) 抽象 ❖ (2) 封装 ❖ (3) 继承 ❖ (4) 分类 ❖ (5) 聚合
(6) 关联 (7) 消息传递 (8) 粒度控制 (9) 行为分析
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面向对象分析的方法
❖ 20世纪80年代末至90年代中期，面向对象分 析和设计方法出现了一个蓬勃发展的时期， 主要的面向对象分析和设计建模语言都出现 在这个时期。在10年左右的时间内，其数量 达到50多种。其中最引人注目的是Booch 1993、OOSE和OMT-2等。
OOA的主要任务是：通过对问题空间的分析， 识别并确定其中（问题空间）的对象和属性， 建立其中对象之间的类别联系和层次关系。
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面向对象分析的任务
❖ 面向对象的分析方法进行分析大致应完成如 下五个方面的基本内容
(1) 确定对象和类 (2) 确定结构 (3) 确定主题 (4) 确定属性 (5) 确定方法和消息关联
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面向对象的基本概念
❖ 多态 多态是指具有多种形式。不同对象在收到同 一消息后产生不同的结果，这一现象叫多态。 在使用多态时，系统发出一个通用消息，而 实现的细节由收到消息的对象自行决定。这 样，同一消息就可产生不同的调用方法。
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面向对象的基本概念
❖ 多态 多态的实现受到继承性和动态联编的支持， 利用类继承的层次关系，把具有通用功能的 消息放在高层次，而不同的实现这一功能行 为放在较低的层次，在这些层次上生成的对 象能够给通用消息以不同的响应。
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面向对象的系统开发过程
❖ 面向对象的软件系统开发及生命周期与传统 软件生命周期基本上一致，也可分为分析、 设计、实现、测试和维护几个过程。
❖ 各阶段的工作以类核心，对对象、类进行
分析和设计，各阶段的区别就在于对类的细
化程度不同，从最开始分析阶段的类，到最
后设计和实现阶段的类。同时，在面向对象
面向对象分析
❖ 对象 所谓对象，即客观世界中所存在的实体。一 张桌子，一个人或一本书都可被认为是一个 对象。为用计算机解决客观世界中的问题， 软件系统将它们映射为程序中的部件，并继 续称之为对象。
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面向对象分析
❖ 对象
对象在面向对象系统中具有双重含义。对象首先是构成
程序的基本要素，即程序系统中一个模块，它包括所解
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面向对象分析
❖ 对象
从另一层含义来看，对象是类的实例 （Instance），即是一个有特定状态的具体 化的类，它可以被理解为程序运行时内存空 间的一个基本运行实体，即按相应定义所占 用的一块内存空间，就像传统程序设计中变 量被定义后在内存中占据相应的空间一样。
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决问题的数据类型（数据的属性和数据结构）和这些数
据所具有的行为（对这些数据的施加的操作）。对象是
所求解的问题空间中某个事物的化身（即抽象），对象
中的数据部分用以刻画该事物的静态属性，对象中的行
为部分用以描述该事物的动态特征，即对问题的处理过
程。对象的行为特征（即操作过程）在面向对象程序设
计中被称作方法（Method），通过对象，一个事物的 属性和行为被封装成一个整体，形成一个构造部件。