面向?qū)ο蟮幕靖拍?/h2>

面向?qū)ο蟮母拍?/span>和應(yīng)用已超越了程序設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā)，擴(kuò)展到如數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，交互式界面，分布式系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)構(gòu)和人工智能等領(lǐng)域。面向?qū)ο蟮募夹g(shù)已成為軟件開(kāi)發(fā)的一種新方法，新技術(shù)。

1.什么是面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)方法

面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)方法——OOSD法是一種把面向?qū)ο蟮乃枷霊?yīng)用于軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程，指導(dǎo)開(kāi)發(fā)活動(dòng)的系統(tǒng)方法。

問(wèn)題空間——軟件系統(tǒng)所涉及到的應(yīng)用領(lǐng)域和業(yè)務(wù)范圍(現(xiàn)實(shí)世界)。

解空間——用于解決某些問(wèn)題的軟件系統(tǒng)。

(1)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程

(2)傳統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)方法存在的問(wèn)題

1)傳統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)從問(wèn)題空間到解空間的直接映射。

2)傳統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)高效的軟件復(fù)用。

原因是：傳統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)方法數(shù)據(jù)與代碼(操作)分離。

3)傳統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)方法難以實(shí)現(xiàn)從分析到設(shè)計(jì)的直接過(guò)渡。

(3)面向?qū)ο蠹夹g(shù)的特點(diǎn)

1)對(duì)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程所有階段進(jìn)行綜合考慮。使問(wèn)題空間與解空間具有一致性，降低復(fù)雜性。

2)軟件生存期各階段所使用的方法、技術(shù)具有高度的連續(xù)性，用符合人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界的思維方式來(lái)分析、解決問(wèn)題。

3)將OOA(面向?qū)ο蠓治?、OOD(面向?qū)ο笤O(shè)計(jì))、OOP(面向?qū)ο缶幊?有機(jī)地集成在一起。有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

以對(duì)象為中心各種構(gòu)造系統(tǒng)，而不是以功能為中心，能很好地適應(yīng)需求變化。

4)具有良好的可重用性

由于對(duì)象所具有的封裝性和信息隱蔽，具有很強(qiáng)的獨(dú)立性。

2.面向?qū)ο蟮幕靖拍?/h3>

理解面向?qū)ο蟮幕靖拍顚?duì)于學(xué)習(xí)和掌握面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)方法十分重要。

(1)對(duì)象

對(duì)象(Object)是客觀事物或概念的抽象表述，即對(duì)客觀存在的事物的描述統(tǒng)稱(chēng)為對(duì)象。

對(duì)象可以是事、物、或抽象概念 ，是將一組數(shù)據(jù)和使用該數(shù)據(jù)的一組基本操作或過(guò)程封裝在一起的實(shí)體。

屬性(attribute)—對(duì)象本身的性質(zhì)。

操作(operation)—給對(duì)象定義一組運(yùn)算。

對(duì)象將它自身的屬性及運(yùn)算“包裝起來(lái)”，稱(chēng)為“封裝”(encapsulation)。

對(duì)象的最基本的特征是封裝性和繼承性。

(2)類(lèi)

類(lèi)又稱(chēng)對(duì)象類(lèi)(Object Class)，是一組具有相同屬性和相同操作的對(duì)象的集合。

在一個(gè)類(lèi)中，每個(gè)對(duì)象都是類(lèi)的實(shí)例(instance) ，它們都可以使用類(lèi)中提供的函數(shù)。

類(lèi)具有屬性，用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)描述類(lèi)的屬性，

類(lèi)具有操作，它是對(duì)象的行為的抽象，操作實(shí)現(xiàn)的過(guò)程稱(chēng)為方法(method)，方法有方法名，方法體和參數(shù)。

由于對(duì)象是類(lèi)的實(shí)例，在進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)時(shí)，通常把注意力集中在類(lèi)上，而不是具體的對(duì)象上。

對(duì)象和類(lèi)的描述：類(lèi)和對(duì)象一般采用“**名字”、“屬性”和“運(yùn)算”**來(lái)描述。

(3)繼承

繼承是使用現(xiàn)存的定義作為基礎(chǔ)，建立新定義的技術(shù)。是父類(lèi)和子類(lèi)之間共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和方法的機(jī)制，這是類(lèi)之間的一種關(guān)系。

繼承性分：

單重繼承：一個(gè)子類(lèi)只有一個(gè)父類(lèi)。即子類(lèi)只繼承一個(gè)父類(lèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和方法。

多重繼承：一個(gè)子類(lèi)可有多個(gè)父類(lèi)。繼承多個(gè)父類(lèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和方法。

(4)消息

消息就是向?qū)ο蟀l(fā)出的服務(wù)請(qǐng)求(互相聯(lián)系、協(xié)同工作等)。對(duì)象之間的聯(lián)系可表示為對(duì)象間的消息傳遞，即對(duì)象間的通訊機(jī)制。

一個(gè)消息應(yīng)該包含以下信息：消息名、接收消息對(duì)象的標(biāo)識(shí)、服務(wù)標(biāo)識(shí) 、消息和方法、輸入信息、回答信息。

在對(duì)象的操作中當(dāng)一個(gè)消息發(fā)送給某個(gè)對(duì)象時(shí)，消息包含接收對(duì)象去執(zhí)行某種操作的消息。

(5)多態(tài)性和動(dòng)態(tài)綁定

多態(tài)性(Polymorphism)是指相同的操作或函數(shù)、過(guò)程作用于不同的對(duì)象上并獲得不同的結(jié)果。

動(dòng)態(tài)綁定(dynamic binding)是在運(yùn)行時(shí)根據(jù)對(duì)象接收的消息動(dòng)態(tài)地確定要連接的服務(wù)代碼。

使用虛函數(shù)可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)聯(lián)編，不同聯(lián)編可以選擇不同的實(shí)現(xiàn)，這便是多態(tài)性。

繼承是動(dòng)態(tài)聯(lián)編的基礎(chǔ)，虛函數(shù)是動(dòng)態(tài)聯(lián)編的關(guān)鍵。

實(shí)現(xiàn)多態(tài)性的基本步驟：

1)在基類(lèi)中，定義成員函數(shù)為虛函數(shù)(virtual);

2)定義基類(lèi)的公有(public)派生類(lèi);

3)在基類(lèi)的公有派生類(lèi)中“重載”該虛函數(shù);

4)定義指向基類(lèi)的指針變量，它指向基類(lèi)的公有派生類(lèi)的對(duì)象。

注意：重載虛函數(shù)不是一般的重載函數(shù)，它要求函數(shù)名、返回類(lèi)型、參數(shù)個(gè)數(shù)、參數(shù)類(lèi)型和順序完全相同

(6)永久對(duì)象

永久對(duì)象是指生存期可以超越程序的執(zhí)行時(shí)間而長(zhǎng)期存在的對(duì)象。

大多數(shù) OOPL(面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言)不支持永久對(duì)象，如果一個(gè)對(duì)象要長(zhǎng)期保存，必須依靠于文件系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，程序員需要作對(duì)象與文件系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫(kù)之間數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，以及保存和恢復(fù)所需的操作等煩瑣的工作。(需要有許多額外的工作)

為了實(shí)現(xiàn)永久對(duì)象，使上述煩瑣工作由系統(tǒng)自動(dòng)完成，需要較強(qiáng)的技術(shù)支持;需要一個(gè)基于永久對(duì)象管理系統(tǒng)OMS(object management system)，能夠描述和處理永久對(duì)象的編程語(yǔ)言。

面向?qū)ο蟮姆治?/h2>

OOA的目標(biāo)是完成對(duì)所求解問(wèn)題的分析，確定系統(tǒng)“做什么”，并建立系統(tǒng)的模型。

基本概念：

問(wèn)題域：被開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。

系統(tǒng)責(zé)任：所開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)應(yīng)具備的職能。

1.面向?qū)ο蠓治龅奶攸c(diǎn)

(1)需求中存在的問(wèn)題

1)確定問(wèn)題域和系統(tǒng)責(zé)任困難

2)充分交流的問(wèn)題解決得不好

3)很難適應(yīng)需求的不斷變化

4)難以滿足復(fù)用要求

(2)OOA的特點(diǎn)

1)有利于對(duì)問(wèn)題及系統(tǒng)責(zé)任的理解;

2)有利于人員之間的交流;

3)對(duì)需求變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性;

4)支持軟件復(fù)用。

2.OOA的基本任務(wù)

運(yùn)用面向?qū)ο蟮姆椒ǎ瑢?duì)問(wèn)題域和系統(tǒng)責(zé)任進(jìn)行分析和理解，建立分析模型。

(1)分析問(wèn)題域，確定類(lèi)和對(duì)象;

(2)定義類(lèi)或?qū)ο髮傩院筒僮鳎_定其結(jié)構(gòu);

(3)建立系統(tǒng)中類(lèi)或?qū)ο笾g的靜態(tài)聯(lián)系和動(dòng)態(tài)聯(lián)系。

3.OOA的分析過(guò)程

4.OOA模型

基本模型：是一個(gè)類(lèi)圖，以直觀的方式表達(dá)系統(tǒng)最重要的信息。OOA基本模型的三個(gè)層次分別描述：對(duì)象(哪幾類(lèi))、屬性(內(nèi)部構(gòu)成)、運(yùn)算(對(duì)象與外部的關(guān)系)。

主題：又稱(chēng)為子系統(tǒng)，是將一些聯(lián)系密切的類(lèi)組織在一起的類(lèi)的集合。按照粒度控制原則，將系統(tǒng)組成幾個(gè)主題，便于理解。

交互圖：Use case與系統(tǒng)成分之間的對(duì)照?qǐng)D。

主題圖和交互圖又稱(chēng)為補(bǔ)充模型。

詳細(xì)說(shuō)明：按照分析方法所要求的格式，對(duì)分析模型進(jìn)行說(shuō)明和解釋。主要以文字為主。

面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)

OOD是面向?qū)ο蠓椒ㄔ谲浖O(shè)計(jì)階段應(yīng)用與擴(kuò)展的結(jié)果。

將OOA所創(chuàng)建的分析模型轉(zhuǎn)換為設(shè)計(jì)模型，解決如何作的問(wèn)題。OOD與OOA沒(méi)有明顯的分界，采用相同的符號(hào)。

1.OOD基本任務(wù)

(1)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

將分析模型劃分為若干子系統(tǒng)，子系統(tǒng)應(yīng)該具有良好的接口，子系統(tǒng)內(nèi)的類(lèi)相互協(xié)作。標(biāo)識(shí)問(wèn)題本身的并發(fā)性，為子系統(tǒng)分配處理器。

子系統(tǒng)的分解是關(guān)鍵，可以有分層和分塊：

分層：將軟件系統(tǒng)組織為層次結(jié)構(gòu)，每層是一個(gè)子系統(tǒng)。分層結(jié)構(gòu)又分為封閉式和開(kāi)放式。

分塊：垂直分塊是將系統(tǒng)分解為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的、弱耦合的子系統(tǒng)。每個(gè)子系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)塊，每塊實(shí)現(xiàn)一類(lèi)服務(wù)。

常常使用分層和分塊的混合結(jié)構(gòu)。

(2)對(duì)象設(shè)計(jì)

在面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)中，模塊、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及接口等都集中體現(xiàn)在對(duì)象和對(duì)象層次結(jié)構(gòu)中。

對(duì)象設(shè)計(jì)是為每個(gè)類(lèi)的屬性和操作進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括屬性和操作，它們的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)算法。

(3)消息設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)連接類(lèi)與它的協(xié)作者之間的消息規(guī)約。

(4)優(yōu)化及復(fù)審

主要考慮提高效率和建立良好的繼承結(jié)構(gòu)。

2.OOD模型

面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)準(zhǔn)則：

(1)模塊化

(2)抽象

(3)信息隱藏

(4)弱耦合

(5)強(qiáng)內(nèi)聚

(6)可重用

幾種典型的面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)方法：Coda方法,，Booch方法和 OMT方法。

幾種典型的面向?qū)ο蟮姆椒?/h2>

隨著面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)方法的發(fā)展，逐漸形成了幾種主要的流派：

Coda方法

Booch方法

OMT方法

OOSE方法

1.Coda方法

Coda/Yourdon方法 — 由OOA，OOD構(gòu)成

建立問(wèn)題域的分析模型。該模型由5個(gè)層次組成：即主題層、對(duì)象層、結(jié)構(gòu)層、屬性層和服務(wù)層。

要建立4個(gè)組元的設(shè)計(jì)模型：?jiǎn)栴}域組元、人機(jī)交互組元、任務(wù)管理組元和數(shù)據(jù)管理組元。

該方法的特點(diǎn)是：簡(jiǎn)單、易學(xué)，對(duì)于對(duì)象、結(jié)構(gòu)、服務(wù)的認(rèn)定較系統(tǒng)、完整、可操作性強(qiáng)。

(1)Coda方法的OOA

在Coda方法中，構(gòu)造和評(píng)審OOA概念模型的順序由五個(gè)層次組成：類(lèi)與對(duì)象、屬性、服務(wù)、結(jié)構(gòu)和主題。(這五個(gè)層次表示分析的不同側(cè)面。)

(2)Coda方法的OOD

Coda方法的OOD模型是在OOA模型5個(gè)層次基礎(chǔ)上，建立系統(tǒng)的4類(lèi)組元。

2.Booch方法

Booch方法的開(kāi)發(fā)模型包括靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型，靜態(tài)模型分為邏輯模型和物理模型，描述了系統(tǒng)的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)，動(dòng)態(tài)模型分為狀態(tài)圖和時(shí)序圖。

(1)Booch方法的基本模型

1)類(lèi)圖

類(lèi)圖

2)對(duì)象圖

對(duì)象圖由對(duì)象和消息組成。

3)狀態(tài)圖

狀態(tài)圖

4)時(shí)序圖

時(shí)序圖

5)模塊圖

模塊圖

6)進(jìn)程圖

進(jìn)程圖

(2)面向?qū)ο蟮慕＜夹g(shù)(OMT)

面向?qū)ο蟮姆椒▽W(xué)又稱(chēng)對(duì)象模型技術(shù)。OMT是一種軟件工程方法學(xué)，支持整個(gè)軟件生存周期，覆蓋問(wèn)題構(gòu)成、分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)等階段。

OMT方法使用了建模的思想，討論如何建立一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用模型。從3個(gè)不同而又相關(guān)的角度建立了三類(lèi)模型：對(duì)象模型、動(dòng)態(tài)模型和函數(shù)模型，OMT為每一個(gè)模型提供了圖形表示。

1)對(duì)象模型技術(shù)的基本概念

OMT方法討論的核心就是建立三類(lèi)模型：

對(duì)象模型描述了由對(duì)象和相應(yīng)實(shí)體構(gòu)成的系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)，描述了系統(tǒng)中對(duì)象的標(biāo)識(shí)、屬性、操作及對(duì)象的相互關(guān)系。

動(dòng)態(tài)模型根據(jù)事件和狀態(tài)描述了系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)中與時(shí)間和操作順序有關(guān)的內(nèi)容。

函數(shù)模型描述系統(tǒng)中與值的轉(zhuǎn)換有關(guān)的問(wèn)題，如函數(shù)、映射、約束和函數(shù)作用等。

三類(lèi)模型描述角度不同，卻又相互聯(lián)系。

2)建立對(duì)象模型

對(duì)象模型描述系統(tǒng)的靜態(tài)模型。

構(gòu)成對(duì)象模型的基本元素有：對(duì)象(類(lèi))、他們之間的關(guān)系。

類(lèi)之間、對(duì)象之間的關(guān)系

關(guān)聯(lián)與鏈

①二元關(guān)聯(lián)、三元關(guān)聯(lián)

②受限關(guān)聯(lián)

③鏈屬性和角色進(jìn)一步描述。

繼承性

繼承性通常又稱(chēng)為概括，表示基類(lèi)與子類(lèi)的關(guān)系。

聚集

表整體與部分的關(guān)系。

(3)建立動(dòng)態(tài)模型

動(dòng)態(tài)模型著重于系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu);描述某時(shí)刻對(duì)象及其聯(lián)系的改變。包括狀態(tài)圖和事件追綜圖。

1)事件和狀態(tài)

狀態(tài)—對(duì)象所具有的屬性值，具有時(shí)間性和持續(xù)性。

事件—對(duì)于對(duì)象的觸發(fā)行為，指從一個(gè)對(duì)象到另一個(gè)對(duì)象的信息的單向傳遞。

腳本—在系統(tǒng)的某一執(zhí)行期間內(nèi)的一系列事件。

在系統(tǒng)中具有屬性值、鏈路的對(duì)象，可能相互激發(fā)，引起狀態(tài)的一系列變化。

有的事件傳遞的是簡(jiǎn)單信號(hào)，有的事件則傳遞的是數(shù)據(jù)值。由事件傳送的數(shù)據(jù)值稱(chēng)為“屬性”。

狀態(tài)圖

狀態(tài)圖是一個(gè)狀態(tài)和事件的網(wǎng)絡(luò)，側(cè)重于描述每一類(lèi)對(duì)象的動(dòng)態(tài)行為，狀態(tài)的遷移。

動(dòng)態(tài)模型由多個(gè)狀態(tài)圖組成，每個(gè)有重要行為的類(lèi)都有一個(gè)狀態(tài)圖。各狀態(tài)圖可并發(fā)地執(zhí)行及獨(dú)立改變狀態(tài)。

2)事件追蹤圖

事件追蹤圖側(cè)重描述系統(tǒng)執(zhí)行過(guò)程中的一個(gè)特定的“場(chǎng)景(Scenarios)”。場(chǎng)景有時(shí)也叫“腳本”，是完成系統(tǒng)某個(gè)功能的一個(gè)事件序列。即是描述多個(gè)對(duì)象的集體行為。

腳本—系統(tǒng)某一次特定運(yùn)行時(shí)期內(nèi)發(fā)生的事件序列。

3)建立功能模型

功能模型著重于系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的傳遞與處理。定義“做什么?”的問(wèn)題，表明值之間的依賴關(guān)系及其相關(guān)的功能。

描述手段為分層數(shù)據(jù)流圖，DFD圖有助于表示功能的依賴關(guān)系，其中的處理對(duì)應(yīng)于狀態(tài)圖的活動(dòng)和動(dòng)作，數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)于對(duì)象圖中的對(duì)象或?qū)傩浴＝⒐δ苣Ｐ偷牟襟E為：

確定輸入、輸出值

先列出輸入、輸出值，輸入輸出值是系統(tǒng)與外部世界之間的事件的參數(shù)。

建立數(shù)據(jù)流圖

通常按層次組織

描述處理

當(dāng)數(shù)據(jù)流圖已細(xì)化到一定程度后，對(duì)各處理進(jìn)行描述，描述方法用自然語(yǔ)言、偽碼及判定樹(shù)等。

(4)面向?qū)ο蟮能浖こ?OOSE)

OOSE將面向?qū)ο蟮乃枷霊?yīng)用于軟件工程中，建立五類(lèi)模型：

OOSE的開(kāi)發(fā)活動(dòng)主要分為三類(lèi)：分析、構(gòu)造和測(cè)試。

OOSE的核心—最大貢獻(xiàn)，是建立了Use Case 模型。

用例(Use case)是OOSE中的重要概念，在開(kāi)發(fā)各種模型時(shí)，用例貫穿了OOSE活動(dòng)的核心，描述了系統(tǒng)的需求及功能。

分析模型：use case模型通過(guò)分析來(lái)構(gòu)造。

設(shè)計(jì)模型：use case模型通過(guò)設(shè)計(jì)來(lái)具體化。

實(shí)現(xiàn)模型：該模型依據(jù)具體化的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)use case模型。

測(cè)試模型：用來(lái)測(cè)試具體化的use case模型。

面向?qū)ο蠼?/h2>

模型是對(duì)系統(tǒng)的抽象表示，建模是在不同層次上對(duì)系統(tǒng)的描述。

鑒于軟件，尤其是大型軟件所具有的復(fù)雜性，以及人們對(duì)復(fù)雜問(wèn)題理解的局限性，建立一種共同的建模語(yǔ)言，推動(dòng)面向?qū)ο蠓椒ǖ陌l(fā)展是十分必要的。

以上就是關(guān)于“面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法概述”，如果大家想了解更多相關(guān)知識(shí)，不妨來(lái)關(guān)注一下動(dòng)力節(jié)點(diǎn)的Java在線學(xué)習(xí)，里面的課程內(nèi)容從入門(mén)到精通，細(xì)致全面，很適合沒(méi)有基礎(chǔ)的小伙伴學(xué)習(xí)，希望對(duì)大家能夠有所幫助。