第六章-面向?qū)ο蟮男枨蠓治稣n件

1、面向?qū)ο蟮母拍钆c思想

2、面向?qū)ο蠓治龅拿枋龉ぞ?/p>

3、面向?qū)ο蠓治龇椒?/p>

4、基于UML的建模方法

第六章面向?qū)ο蟮男枨蠓治?面向?qū)ο蟮母拍钆c思想什么是面向?qū)ο髮?duì)象類消息繼承面向?qū)ο蠓椒ǖ拈_發(fā)過程復(fù)用概念的封裝和實(shí)現(xiàn)的隱蔽2、面向?qū)ο蠓治龅拿枋龉ぞ?、用例圖：顯示用例（表示系統(tǒng)功能）與角色（表示提供或者接收系統(tǒng)信息的人或系統(tǒng)）之間的交互2、對(duì)象－關(guān)系圖：描述對(duì)象的靜態(tài)關(guān)系3、對(duì)象－行為圖：描述對(duì)象的動(dòng)態(tài)行為。2.1、用例圖(usecasediagram)用例圖：展示系統(tǒng)外部的各類執(zhí)行者與系統(tǒng)提供的各種用例之間的關(guān)系。執(zhí)行者：不是系統(tǒng)的一部分可以是用戶（人），也可以是一個(gè)在執(zhí)行過程中要調(diào)用本系統(tǒng)的另一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)用例：表示的是不同的執(zhí)行者對(duì)系統(tǒng)的應(yīng)用方式2.2、對(duì)象－關(guān)系圖對(duì)象－關(guān)系圖是由E－R圖演變而來，對(duì)象通過指定的關(guān)系和其它對(duì)象連接。規(guī)定連接的基數(shù)并建立整體的對(duì)象－關(guān)系網(wǎng)絡(luò)如：類關(guān)系模型2.3、對(duì)象-行為圖對(duì)象行為模型通常由對(duì)象狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、事件軌跡圖和事件流圖來描述。對(duì)象狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖描述對(duì)象可能具有的狀態(tài)以及引起狀態(tài)變化的事件事件軌跡圖描述一個(gè)事件如何引起從一個(gè)對(duì)象到另一個(gè)對(duì)象的轉(zhuǎn)變的事件軌跡。事件流圖用于標(biāo)記所有流入和流出某對(duì)象的事件。打印機(jī)對(duì)象－行為模型示例打印機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖部分事件軌跡圖部分事件流圖3、面向?qū)ο蠓治龇椒嫦驅(qū)ο蠓治龇椒?、定義用例2、建立問題域的類-對(duì)象模型3、建立對(duì)象關(guān)系-關(guān)系模型4、建立對(duì)象-行為模型3.1、定義用例1、識(shí)別角色角色是存在于系統(tǒng)之外和系統(tǒng)或產(chǎn)品通信的任何事物，包括人和設(shè)備2、通過角色的動(dòng)作，繪出系統(tǒng)的用例圖。角色需要從系統(tǒng)獲得哪種功能？需要角色做什么？角色需要讀取、產(chǎn)生、刪除、修改或存儲(chǔ)系統(tǒng)中的某種信息么？系統(tǒng)中發(fā)生的事件需要通知角色么？角色需要通知系統(tǒng)某事件么？這些事件能干什么？系統(tǒng)需要輸入/輸出的是什么？這些輸入/輸入的信息從哪兒來？到哪兒去？系統(tǒng)當(dāng)前的實(shí)現(xiàn)要解決的問題是什么？3.2、建立問題域的類-對(duì)象模型1、確定分析模型中的類和對(duì)象2、定義類的結(jié)構(gòu)和層次3、定義主題或子系統(tǒng)3.2.1、確定分析模型中的類和對(duì)象

對(duì)象的6項(xiàng)選擇特征（1）必要的信息（2）需要的服務(wù)（3）多個(gè)屬性（4）公共的屬性（5）公共的操作（6）必要的需求如何抽取對(duì)象和類1、從系統(tǒng)中抽取部分名詞或名詞短語可以得到候選對(duì)象2、參考用例圖，考察候選對(duì)象的特征，確定正式對(duì)象3、確定對(duì)象的屬性，操作，并抽象類，用類/對(duì)象圖表示3.2.2、定義類的結(jié)構(gòu)和層次常見的類的層次：一般-特殊整體-部分例：一般-特殊結(jié)構(gòu)例：整體-部分結(jié)構(gòu)3.2.3、定義主題或子系統(tǒng)當(dāng)類模型的某個(gè)子集可相互協(xié)作共同完成一組內(nèi)聚的功能時(shí)，可以將它們定義為主題或子系統(tǒng)。主題引用可提供指向分析模型中更詳細(xì)內(nèi)容的引用。3.3.1、建立對(duì)象關(guān)系-關(guān)系模型類的關(guān)系存在于任意兩個(gè)相關(guān)聯(lián)的類之間，可以通過檢查對(duì)系統(tǒng)的范圍或用例的陳述中的動(dòng)詞或動(dòng)詞短語而導(dǎo)出。表示關(guān)系的動(dòng)詞：包含、臨近（表位置的）傳到、來自（表通訊的）組成（表所有權(quán)）管理、控制（表?xiàng)l件滿足的）3.6.3、建立對(duì)象關(guān)系-關(guān)系模型建立對(duì)象關(guān)系-關(guān)系模型的步驟（1）復(fù)審需求和用例，標(biāo)識(shí)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，指明關(guān)系方向（2）對(duì)每一個(gè)命名關(guān)系，在連線兩端標(biāo)上基數(shù)3.6.4、建立對(duì)象-行為模型建立對(duì)象行為模型的過程：1）評(píng)估所有的用例來理解系統(tǒng)中的交互序列2）找出驅(qū)動(dòng)交互序列的事件3）為每一個(gè)用例創(chuàng)建事件軌跡圖4）為對(duì)象創(chuàng)建狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖以顯像管生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為例實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖光電管實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集部分事件軌跡圖6.2UML是一種基于面向?qū)ο蟮目梢暬ＵZ言

UML代表了面向?qū)ο蠓椒ǖ能浖夹g(shù)的發(fā)展方向。1999年，UML已占面向?qū)ο笫袌?chǎng)的90%它提供了豐富的用圖形符號(hào)表示的模型元素，這些標(biāo)準(zhǔn)的圖形符號(hào)隱含了UML的語法。由這些圖形符號(hào)組成的各種模型，則給出了UML的語義。它的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、一致、通用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)面向?qū)ο蟊磉_(dá)能力強(qiáng)大，可視化

UML中

的組成UML中

的組成UML模型UML中包括兩類圖和5種視圖圖（共9種圖）1）靜態(tài)圖：用例圖、類圖、對(duì)象圖和構(gòu)件圖和部署圖2）動(dòng)態(tài)圖：狀態(tài)圖、時(shí)序圖、協(xié)作圖和活動(dòng)圖視圖（5種視圖）1）用例視圖（用戶模型視圖）描述：用例圖、活動(dòng)圖2）邏輯視圖（結(jié)構(gòu)模型視圖）描述：狀態(tài)圖、時(shí)序圖、協(xié)作圖和活動(dòng)圖3）并發(fā)視圖（行為模型視圖）描述：狀態(tài)圖、時(shí)序圖、協(xié)作圖、部署圖4）構(gòu)件視圖（實(shí)現(xiàn)模型視圖）描述：構(gòu)件視圖5）部署視圖描述：部署圖來描述

UML中的組成1、UML的模型元素UML中的關(guān)系

關(guān)聯(lián)依賴泛化實(shí)現(xiàn)聚合7.1.1UML中的組成利用執(zhí)行者（actor）和用例（usecase）來描述系統(tǒng)的邊界和它的主要功能通過各種活動(dòng)圖來描述usecase的實(shí)現(xiàn)用類圖來描述系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和特性用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖來描述對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性通過構(gòu)件圖和部署圖來描述系統(tǒng)物理特性的體系結(jié)構(gòu)通過自定義類型，擴(kuò)展系統(tǒng)功能UML的應(yīng)用6.2.1靜態(tài)建模

1用例模型(usecase)

用例模型作用：確定系統(tǒng)應(yīng)具備的功能為系統(tǒng)的功能提供清晰一致的描述為系統(tǒng)的驗(yàn)證工作打下基礎(chǔ)2、用例模型對(duì)語境建模識(shí)別系統(tǒng)外部的參與者。將類似參與者組織成泛化的結(jié)構(gòu)層次。在需要加深理解的地方，為每個(gè)參與者提供一個(gè)構(gòu)造型。將參與者放入到用例圖中，并說明參與者與用例之間的通信路徑。3、用例模型對(duì)需求建模

識(shí)別系統(tǒng)的外部參與者來建立系統(tǒng)的語境。考慮每一個(gè)參與者期望的行為或需要系統(tǒng)提供的行為。把這些公共的行為命名為用例。確定提供者用例和擴(kuò)展用例。對(duì)這些用例、參與者和它們之間的關(guān)系建模。用注釋修飾用例。實(shí)例——圖書館管理系統(tǒng)的用例圖

1）確定系統(tǒng)涉及的總體信息2）確定系統(tǒng)的參與者3）確定系統(tǒng)的用例4）使用RationalRose繪制用例圖的步驟5）圖書館管理系統(tǒng)的用例圖

1）確定系統(tǒng)涉及的總體信息讀者：借書還書書籍預(yù)定

圖書館管理員：書籍借出處理書籍歸還處理預(yù)定信息處理

系統(tǒng)管理員：增加書目刪除或更新書目增加書籍減少書籍增加讀者帳戶信息刪除或更新讀者帳戶信息書籍信息查詢讀者信息查詢

2）確定系統(tǒng)的參與者首先分析系統(tǒng)所涉及的問題領(lǐng)域和系統(tǒng)運(yùn)行的主要任務(wù)：分析使用該系統(tǒng)主要功能部分的是哪些人。誰將需要該系統(tǒng)的支持以完成其工作。系統(tǒng)的管理者與維護(hù)者。圖書館管理系統(tǒng)的參與者：讀者（借閱者）圖書館管理員圖書館管理系統(tǒng)維護(hù)者3）確定系統(tǒng)的用例1.借閱者請(qǐng)求服務(wù)的用例2.圖書館管理員處理借書、還書等的用例3.系統(tǒng)管理員進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)的用例a借閱者請(qǐng)求服務(wù)的用例登錄系統(tǒng)查詢自己的借閱信息查詢書籍信息預(yù)定書籍借閱書籍歸還書籍b圖書館管理員處理借書、還書的用例處理書籍借閱處理書籍歸還刪除預(yù)定信息c系統(tǒng)管理員進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)的用例查詢借閱者信息查詢書籍信息增加書目刪除或更新書目增加書籍 刪除書籍添加借閱者帳戶刪除或更新借閱者帳戶4)使用RationalRose繪制用例圖的步驟

1.創(chuàng)建用例圖2.用例圖工具欄按鈕簡(jiǎn)介3.工具欄的定制4.添加參與者與用例5.添加參與者與用例之間的關(guān)系6.添加用例之間的關(guān)系

圖書館管理系統(tǒng)的用例圖1.借閱者請(qǐng)求服務(wù)的用例圖2.圖書館管理員處理借書、還書的用例圖3.系統(tǒng)管理員進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)的用例圖(a)借閱者請(qǐng)求服務(wù)的用例圖(b)圖書館管理員處理借書、還書的用例圖

(c)系統(tǒng)管理員進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)的用例圖

類和對(duì)象模型

1類圖的概念(class)描述類、接口、協(xié)作及它們之間關(guān)系的圖。顯示系統(tǒng)中各個(gè)類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。類圖的元素：類（Class）接口（Interface）協(xié)作（Collaboration）依賴關(guān)系（Dependency）泛化關(guān)系（Generalization）關(guān)聯(lián)關(guān)系（Association）實(shí)現(xiàn)關(guān)系（Realization）

2類面向?qū)ο笙到y(tǒng)組織結(jié)構(gòu)的核心。對(duì)一組具有相同屬性、操作、關(guān)系和語義的對(duì)象的抽象。包括名稱部分（Name）、屬性部分（Attribute）和操作部分（Operation）。（一）名稱

應(yīng)該來自系統(tǒng)的問題域。應(yīng)該是一個(gè)名詞，且不應(yīng)該有前綴或后綴。分為簡(jiǎn)單名稱和路徑名稱。（二）屬性描述了類在軟件系統(tǒng)中代表的事物（即對(duì)象）所具備的特性。類可以有任意數(shù)目的屬性，也可以沒有屬性。在UML中，類屬性的語法為：可見性類型：公有（Public）“＋”私有（Private）“－”受保護(hù)（Protected）“?！保ㄈ┎僮鲗?duì)類的對(duì)象所能做的事務(wù)的抽象。一個(gè)類可以有任意數(shù)量的操作或者根本沒有操作。返回類型、名稱和參數(shù)一起被稱為操作簽名。在UML中，類操作的語法為：類帶職責(zé)的類帶約束的類帶注釋的類2、類之間的關(guān)系

（一）依賴關(guān)系(Dependency)表示兩個(gè)或多個(gè)模型元素之間語義上的關(guān)系。客戶以某種形式依賴于提供者。關(guān)聯(lián)、實(shí)現(xiàn)和泛化都是依賴關(guān)系。2、類之間的關(guān)系

（二）泛化關(guān)系(Generalization)存在于一般元素和特殊元素間的分類關(guān)系?？梢杂糜陬?、用例以及其他模型元素。描述了一種“isakindof”的關(guān)系。泛化主要用途：（1）多態(tài)（2）繼承（單繼承、多重繼承）2、類之間的關(guān)系

（三）關(guān)聯(lián)關(guān)系(Association)一種結(jié)構(gòu)關(guān)系。指明事物的對(duì)象之間的聯(lián)系。員工1..*工人老板1..*管理機(jī)器工人產(chǎn)品目錄文件機(jī)器機(jī)器0..*{order}文件名（1）普通關(guān)聯(lián)（2）遞歸關(guān)聯(lián)（3）三重關(guān)聯(lián)（4）有序關(guān)聯(lián)（5）限制關(guān)聯(lián)2、類之間的關(guān)系

（四）聚集關(guān)系

(Aggregation)一種特殊類型的關(guān)聯(lián)。表示整體與部分關(guān)系的關(guān)聯(lián)。描述了“hasa”的關(guān)系。

（1）共享聚集（2）組合聚集

包圖(package)包是對(duì)多種模型元素（如用例、類）進(jìn)行分組的一種機(jī)制包的劃分是實(shí)現(xiàn)“分而治之”的重要手段將關(guān)系比較密切的關(guān)聯(lián)類分在一個(gè)包中例：圖書館管理系統(tǒng)的包圖

UML包圖包與包的關(guān)系依賴:如果一個(gè)包要訪問或?qū)肓硗庖粋€(gè)包中的元素，則兩個(gè)包之間存在依賴關(guān)系。包的依賴關(guān)系用UML中的虛線箭頭來表示,由源包指向被依賴的獨(dú)立包。構(gòu)成：包的嵌套關(guān)系用連接器來表示包與包交換信息需要綜合考慮的因素包的數(shù)量包之間的耦合度軟件元素的穩(wěn)定性軟件元素的必然性軟件系統(tǒng)運(yùn)行的物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)滠浖氐陌踩_發(fā)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)頂層架構(gòu)是對(duì)軟件系統(tǒng)建立結(jié)構(gòu)和分劃UML包圖是表示頂層架構(gòu)的適當(dāng)機(jī)制架構(gòu)模式流程處理模式客戶/服務(wù)器模式模型－視圖－控制器模式分層模式6.2.2動(dòng)態(tài)建模1消息當(dāng)一個(gè)對(duì)象調(diào)用另一個(gè)對(duì)象中的操作時(shí)，即完成一次消息傳遞3種消息同步消息異步消息簡(jiǎn)單消息2狀態(tài)圖(StateDiagram)狀態(tài)圖表示特定對(duì)象的所有可能狀及引起其狀態(tài)轉(zhuǎn)移的事件。狀態(tài)圖由表示狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)和表示狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的帶箭頭的直線組成。(1)狀態(tài)組成：狀態(tài)名（Name）狀態(tài)變量活動(dòng)（Activity）入口動(dòng)作（EntryAction）出口動(dòng)作（ExitAction）執(zhí)行動(dòng)作(doAction)2狀態(tài)圖(2)狀態(tài)轉(zhuǎn)移一個(gè)對(duì)象從一個(gè)狀態(tài)改變成另一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移狀態(tài)轉(zhuǎn)移的表示格式：事件說明‘[’守衛(wèi)條件‘]’‘/’動(dòng)作表達(dá)式‘^’發(fā)送子句

2狀態(tài)圖

（3）事件事件表示在某一特定的時(shí)間或空間出現(xiàn)的能夠引發(fā)狀態(tài)改變的一種運(yùn)動(dòng)變化。事件是一個(gè)激勵(lì)的出現(xiàn)，它定義一個(gè)觸發(fā)子以觸發(fā)對(duì)象改變其狀態(tài)，任何影響對(duì)象的事物都可以是事件。UML的4類事件條件變真收到另一個(gè)對(duì)象的信號(hào)收到其他對(duì)象（或?qū)ο蟊旧恚┑牟僮髡{(diào)用經(jīng)過指定的時(shí)間間隔

2狀態(tài)圖

狀態(tài)圖建模步驟：找出適合用模型描述其行為的類。確定對(duì)象可能存在的狀態(tài)。確定引起狀態(tài)轉(zhuǎn)換的事件。確定轉(zhuǎn)換進(jìn)行時(shí)對(duì)象執(zhí)行的相應(yīng)動(dòng)作。對(duì)建模的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的精化和細(xì)化。圖書館管理系統(tǒng)的狀態(tài)圖1.書的狀態(tài)圖圖書館管理系統(tǒng)的狀態(tài)圖

2.借閱憑證的狀態(tài)圖3時(shí)序圖（SequenceDiagram)

時(shí)序圖是強(qiáng)調(diào)消息時(shí)間順序的交互圖。時(shí)序圖描述了對(duì)象之間傳送消息的時(shí)間順序，用來表示用例中的行為順序。時(shí)序圖將交互關(guān)系表示為一個(gè)二維圖。其中，縱軸是時(shí)間軸，時(shí)間沿豎線向下延伸。橫軸代表了在協(xié)作中各獨(dú)立的對(duì)象。時(shí)序圖示例：時(shí)序圖中對(duì)象的創(chuàng)建和撤銷對(duì)象的創(chuàng)建對(duì)象的撤銷時(shí)序圖建模技術(shù)設(shè)置交互的語境。通過識(shí)別對(duì)象在交互中扮演的角色，設(shè)置交互的場(chǎng)景。為每個(gè)對(duì)象設(shè)置生命線。從引發(fā)某個(gè)消息的信息開始，在生命線之間畫出從頂?shù)降滓来握归_的消息，顯示每個(gè)消息的特性（如參數(shù)）。如果需要可視化消息的嵌套或?qū)嶋H計(jì)算發(fā)生時(shí)的時(shí)間點(diǎn)，可以用激活修飾每個(gè)對(duì)象的生命期。如果需要說明時(shí)間或空間的約束，可以用時(shí)間標(biāo)記修飾每個(gè)消息，并附上合適的時(shí)間和空間約束。如果需要更形式化的說明某控制流，可以為每個(gè)消息附上前置和后置條件。

圖書館管理系統(tǒng)的時(shí)序圖1）

系統(tǒng)管理員添加書籍的時(shí)序圖2）圖書管理員處理借書的時(shí)序圖（不包括 預(yù)留書籍的情況）3）系統(tǒng)管理員刪除書目的時(shí)序圖4）借閱者預(yù)留書籍的時(shí)序圖1）系統(tǒng)管理員添加書籍的時(shí)序圖2）圖書管理員處理借書的時(shí)序圖

（不包括預(yù)留書籍的情況）3）系統(tǒng)管理員刪除書目的時(shí)序圖

4)借閱者預(yù)留書籍的時(shí)序圖4、協(xié)作圖（CollaborationDiagram)協(xié)作圖示例協(xié)作圖用于描述相互協(xié)作的對(duì)象間的交互關(guān)系和鏈接關(guān)系協(xié)作圖包含了3個(gè)元素：對(duì)象（Object）鏈（Link）消息（Message）協(xié)作圖和時(shí)序圖的比較時(shí)序圖著重體現(xiàn)交互的時(shí)間順序協(xié)作圖著重體現(xiàn)交互對(duì)象間的靜態(tài)鏈接關(guān)系協(xié)作圖中的消息類型與時(shí)序圖中的相同，只不過為了說明交互過程中消息的時(shí)間順序，需要給消息添加順序號(hào)。順序號(hào)是消息的一個(gè)數(shù)字前綴，是一個(gè)整數(shù)，由1開始遞增，每個(gè)消息都必須由唯一的順序號(hào)。可以通過點(diǎn)表示法代表控制的嵌套關(guān)系。嵌套可以具有任意深度。與時(shí)序圖相比，協(xié)作圖可以顯示更為復(fù)雜的分支4、協(xié)作圖（1）鏈接協(xié)作圖中鏈的符號(hào)和對(duì)象圖中鏈所用的符號(hào)是一樣的，即一條連接兩個(gè)類角色的實(shí)線。為了說明一個(gè)對(duì)象如何與另一個(gè)對(duì)象連接，可以在鏈的末路上附上一個(gè)路徑構(gòu)造型。鏈接上可附加約束（2）消息協(xié)作圖中的消息類型與時(shí)序圖中的相同，只不過為了說明交互過程中消息的時(shí)間順序，需要給消息添加順序號(hào)。用帶有消息串的消息來描述對(duì)象間的交互。消息的箭頭指消息的流動(dòng)方向。消息串說明要發(fā)送的消息、消息的參數(shù)、消息的返回值以及消息的序列協(xié)作圖建模技術(shù)設(shè)置交互的語境。通過識(shí)別對(duì)象在交互中扮演的角色，設(shè)置交互的場(chǎng)景。對(duì)每個(gè)對(duì)象設(shè)置初始特性。描述對(duì)象之間可能有信息沿著它傳遞的鏈。從引起交互的消息開始，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置其順序號(hào)，然后將隨后的每個(gè)消息附到適當(dāng)?shù)逆溕稀Ｈ绻枰f明時(shí)間或空間約束，可以用時(shí)間標(biāo)記修飾這個(gè)消息，并附上合適的時(shí)間和空間約束。如果需要更形式化地說明這個(gè)控制流，可以為每個(gè)消息附上前置和后置條件。

1）系統(tǒng)管理員添加書籍的協(xié)作圖

2）圖書管理員處理借書的協(xié)作圖3）