面向对象实现课件

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1、软件工程软件工程导论（第五版）,第十二章 面向对象实现,教学目标,理解：面向对象语言的优点和技术特点 了解：面向对象程序设计遵循的新准则；测试策略和用例设计。,重点难点,重点：面向对象程序设计语言的特点,目录,程序设计语言 程序设计风格 测试策略 设计测试用例 总结 课后作业,程序设计语言,面向对象语言的优点 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（OOP），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。,程序设计语言,面向对

2、象语言的优点 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。,程序设计语言,面向对象语言的优点 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。,程序设计语言,面向对象语言的技术特点P290 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。这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

3、要的对象所占用的内存，动态存储分配就有可能耗尽内存。 实现整体-部分（即聚集）结构的机制 一般通过使用指针和独立的关联对象实现整体-部分结构。,程序设计语言,面向对象语言的技术特点 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。 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。 动态联编：应用系统在运行过程中，当需要执行一个特定服务时，选择实现该服务的算法的能力。,程序设计语言,面向对象语言的

4、技术特点 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。,程序设计语言,面向对象语言的技术特点 类库 大多数面向对象语言都提供一个实用的类库。类库使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。 效率 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。 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

5、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。,程序设计语言,面向对象语言的技术特点 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。 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。,程序设计语言,选择面向对象语言 应该考虑的实际因素。 将来能否占主导地位 可

6、重用性 类库和开发环境 其他因素。如，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。,目录,程序设计语言 程序设计风格 测试策略 设计测试用例 总结 课后作业,程序设计风格,前言 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。,程序设计风格,提高可重用性 主要准则有 提高方法的内聚 减小方法的规模 保持方法的一致性 把策略与实现分开 全面覆盖 尽量不使用全局信息 利用

7、继承机制,程序设计风格,提高可扩充性 主要准则有 封装实现策略 不要用一个方法遍历多条关联链 避免使用多分支语句 精心确定公有方法,程序设计风格,提高健壮性 主要准则有 预防用户的操作错误 检查参数的合法性 不要预先确定限制条件 先测试后优化,目录,程序设计语言 程序设计风格 测试策略 设计测试用例 总结 课后作业,测试策略,概述 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。,测试策略,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

8、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。,测试策略,面向对象的集成测试 主要有下述两种不同的策略 基于线程的测试（thread based testing）。 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。 基于使用的测试（use based testing）。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）。,测试策略,面向对象的确认测试 对于面向对

9、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。,目录,程序设计语言 程序设计风格 测试策略 设计测试用例 总结 课后作业,设计测试用例,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。 随机测试 例：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），withdraw（取款），balance（余额），summarize（清单），creditLimit(透支限额）和close(关闭） 分析： 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

10、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。,设计测试用例,测试类的方法 随机测试 结果： 一个account类实例的最小行为历史包括下列操作：opensetupdepositwithdrawclose 这就是对account类的最小测试序列。但是，在下面的序列中可能发生许多其他行为： opensetupdepositdeposit|withdraw|balance|summarize|creditLimitnwithdrawclose 从上列序列可以随机地产生一系列不同的操作序列

11、，例如：测试用例 #r1:opensetupdepositdepositbalancesummarizewithdraw close测试用例 #r2:opensetupdepositwithdrawdepositbalancecreditLimitwithdrawclose,设计测试用例,测试类的方法 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 基于状态的划分 基于属性的划分 基于功能的划分,设计测试用例,测试类的方法 基于故障的测试 基于故障的测试（fault based te

12、sting）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。,设计测试用例,集成测试方法 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。,设计测试用例,集成测试方法 从动态模型导出测试用例 例：account类的状态

13、转换图,设计测试用例,集成测试方法 从动态模型导出测试用例 下图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 acct这两个状态，而类实例的大多数行为发生在working acct状态中，最终的withdraw和close使得account类分别向nonworking acct状态和dead acct状态转换。,设计测试用例,集成测试方法 从动态模型导出测试用例 测试用例 设计出的测试用例应该覆盖所有状态，即操作序列应该使得account类实例遍历所有允许的状态转换 测试用例 #s1:opensetupAccntdeposit(initi

14、al)withdraw(final)close 向最小序列中加入附加的测试序列，可得出其他测试用例 测试用例 #s2:opensetupAccntdeposit(initial)depositbalancecre ditwithdraw(final)close 测试用例 #s3:opensetupAccntdeposit(initial)depositwithdrawac cntInfowithdraw(final)close,目录,程序设计语言 程序设计风格 测试策略 设计测试用例 总结 课后作业,目录,程序设计语言 程序设计风格 测试策略 设计测试用例 总结 课后作业,课后作业,教材课后习题,本章结束,Thank you!,