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1、2018/9/10,1,第九章 面向对象方法学引论 (Object - Oriented Methodology),1面向对象方法学概述 一、传统方法学的缺点 1、瀑布模型的缺点：僵化 瀑布模型要求：生命周期各阶段间遵守严格的顺序。 实际情况是：软件开发往往在反复实践中完成。 瀑布模型要求：预先定义并“冻结”软件需求。 实际情况是：某些系统的需求是一个逐渐明确的过程，且预先定义的需求到软件完成时可能已经过时。,2018/9/10,2,1面向对象方法学概述,本质上是功能分解，以实现功能的过程为中心， 而用户的需求变化主要是针对功能的。 这就使基于过程的设计不易被理解；且功能变化往往引起结构变化较
2、大，稳定性不好。 系统有明确的边界定义，且系统结构依赖于系统边界的定义。这样的系统不易扩充和修改。 数据与操作分开处理，可能造成软构件对具体应用环境的依赖。 可重用性(reusability)较差.,2、SA - SD - SP (结构分析、设计、程序)技术的缺点：,2018/9/10,3,二、软件工程的新途径,1、快速原型法(Prototyping) 适用于用户驱动的系统（即需求模糊或随时间变化的系统）,Prototype,Feedback,Modification,1面向对象方法学概述,2018/9/10,4, 抛弃原型法(throw - away prototype) 1 : 建立原型系
3、统，评价目标系统的某个特性，以便更正确地确定需求. 2 : 使用完之后，抛弃掉原型系统，然后再重建目标系统. 本质上是瀑布模型。, 演化原型法(evolutionary prototype) 螺旋模型(the spiral model) : Boehm (1988),1面向对象方法学概述,2018/9/10,5,1面向对象方法学概述,2018/9/10,6, 渐增模型(the incremental model) : Gilb (1988)The waterfall model is still followed , but for each separate increment .,注：演化
4、原型法与传统方法最大的不同，在于它是一种高度迭代的动态方法，系统的初始版本很早就交付用户试用。,1面向对象方法学概述,2018/9/10,7,杭 州,北 京,Message,Send by method,对象Object,Object,= 数据Attribute,Attributes:location;employee;,+ 操作Method,Methods:send;sell;,注意：Object内部的attributes不允许外部用户直接改动，只有当它提供了相应的服务method时，用户才能通过发送message来提请它执行。,我想把邮局搬到 我家门口，多加几个 邮递员，24小时都开门 ,
5、对不起， 本邮局不提供 此类服务,唉，那就先送束花吧 Post_office.Send (request, payment),2、面向对象方法学(OOM) 例：,1面向对象方法学概述,2018/9/10,8, 特点：尽可能模拟人类习惯的思维方式，即问题域与求解域在结构上尽可能一致。与传统方法相反，OOM以数据或信息为主线，把数据和处理结合构成统一体 对象。程序不再是一系列工作在数据上的函数集合，而是相互协作又彼此独立的对象的集合。, OOM的四要素：,对象(object)：世界由对象组成。(软件也由对象组成), 类 (class) ：对象可划分为类；单个对象可视为某一类的实例 (instanc
6、e)。,1面向对象方法学概述,2018/9/10,9,例: class Post_office private :loc_type location ;emp_type employee ;public :void send (req_type request, money_type payment);void sell (int goods, money_type payment) ; ;,main ( ) Post_office My_PO ;req_type My_request ;money_type My_payment ;My_PO.Send ( My_request, My_pa
7、yment) ;,1面向对象方法学概述,2018/9/10,10, 继承(inheritance)：类可分层，下层子类与上层父类有相同特征，称为继承。, 消息(message)：对象间只能通过发送消息进行联系.外界不能处理对象的内部数据，只能通过消息请求它进行处理（如果它提供相应消息的话）。,1面向对象方法学概述,23:34,11,OOM：以object 为核心，强调对现实概念的模拟而不强调算法。“面向对象方法学的基本原则，是按照人们习惯的思维方式建立问题域的模型，开发出尽可能直观、自然地表现求解方法的软件系统”。 Class：由特殊到一般的归纳(induction) Inheritance：
8、由一般到特殊的演绎(deduction),OOM = Object+Class+Inheritance+Communication with messages, OOM的优点：, 传统方法：面向过程设计，以计算为核心;数据与操作分离，不易理解。,1面向对象方法学概述,2018/9/10,12,OOM：以object模拟实体，需求变化不会引起结构的整体变化，因为实体相对稳定，故系统也相应稳定。, 传统方法：结构依赖于功能，不稳定。, 传统方法：通过建立标准函数库来重用软构件。但标准函数缺少必要的“柔性”，难以适应不同场合的不同需要。,OOM：一个class所有的实例(instances)都可重用
9、它的代码；由继承性(inheritance) 派生出的新的 class 可重用其父类的代码，并且可以修改、扩充而不影响其父类的使用。,1面向对象方法学概述,2018/9/10,13,稳定性好：软件功能需求的变化不牵动全局，只需局部修改； Class 独立性强：只要修改不涉及class的对外接口，则内部修改完全不影响外部调用； 继承性(Inheritance)和多态性(polymorphism)使其很容易被修改和扩充； 容易理解；, 传统方法：可维护性是最令人头痛的问题。OOM：从以下几方面改善了可维护性 , 容易测试、调试。,1面向对象方法学概述,2018/9/10,14,注：OOM并不是减少
10、了开发时间，而是通过提高可重用性、可维护性，进行扩充和修改的容易程度等，从长远角度改进了软件的质量。OOM与Prototyping结合使用效果更好。,1面向对象方法学概述,2018/9/10,15,3、适于采用上述三种开发模型的软件的特点, 瀑布模型(Waterfall)需求稳定少变化对环境熟悉（低风险）用户很少参与开发面向过程编程, 螺旋模型(Spiral)需求可能在开发早期有变化对环境较熟悉（中风险）用户不同程度地参与整个过程OOP,1面向对象方法学概述,2018/9/10,16, 渐增模型(Incremental)需求随时可能变化对环境不熟悉（高风险）用户完全参与开发OOP,SA-SD-
11、SP与Waterfall model 有本质上的密切联系； OOP可用于任何模型。OOM的工作重点在分析阶段，确定objects，此外，生命周期的各阶段可以“无缝”连接。,1面向对象方法学概述,2018/9/10,17,f1,f2,f3,fi,fn,fi(X),S,gi(X,S),S,输出,输出,2.基本概念,1、对象Object : = ID + Method + Attribute + Message,2018/9/10,18,2.基本概念,特点： 以数据为中心，不设与数据无关的操作； Object主动处理而不 被动地等待被处理，外部只能通过message请求操作； 具有黑盒性：外部操作时
12、，无须知道该object内部的数据结构及算法； 具有并行性：不同object各自独立地处理自身数据，彼此间仅通过传递message完成通信； 模块独立性好：内聚强（ ）、耦合松（ ）,2018/9/10,19,3、实例(Instance)：某个class描述的具体对象； 4、消息(Message) Message : = object_ID. method_ID (parameter(s)； 5、方法(Method): object能做的操作，亦称为service 、responsibility, 在 class 中须定义相应的代码； 6、属性(Attribute) ：object 的固有数据
13、；,2.基本概念,7、继承性(Inheritance)：子类自动共享父类的 attributes 和methods ，而不必重复定义。,2、类(Class)：具有相同数据和相同操作的一组对象(抽象)；,2018/9/10,20,2.基本概念,例：,2018/9/10,21,特点： 若杭州人的 methods中有与中国人的同名，则李士执行该 method 时以杭州人为准，不执行中国人中定义的同名 method。,2.基本概念,讲官话，这叫做“低层性质override高层性质” 讲土话，这叫做“县官不如现管”, 传递性(transitivity)：AB、BC AC一个 class 继承了上层全部
14、classes 的一切性质。, 一个子类只 有 一 个父类称为单 继 承 (single inheritance), 一个子类可有多个父类称为多重继承（multiple inheritance).,2018/9/10,22,注意：multiple inheritance 在定义中应避免二义性(ambiguity)，即二个父类中定义重名，但各具不同性质。,2.基本概念,例：,CardDeck,GraphicalObject,GraphicalDeck,Method: Draw := takea card froma deck,Method: Draw := display a graphical
15、 object,Method: Draw := ?,例：,2018/9/10,23, 修改与扩充可以很容易地通过派生子类来完成。,2.基本概念,8、多态性(Polymorphism)：不同层次的 classes 可共享一个method名，但按各自的方式来实现这种 method。,C+ 中定义了虚函数(virtual function)来实现这一功能。即一个method有多个版本，运 行时才决定执行哪一个。故亦称为动态联编(dynamic binding)或滞后联编(late binding),2018/9/10,24,double avg (const double a , int size)
16、 ; double avg (const int a , int size) ;double avg (const double a , int size) ; double sum = 0.0 ;for ( int i = 0; i size; +i )sum += ai ;return ( sum / size ) ;double avg (const int a , int size) ; int sum = 0 ;for ( int i = 0; i size; +i )sum += ai ;return ( (double) sum / size ) ;main() int k3 = 1, 2, 3 ;double x3 = 1.1, 2.2, 3.3 ;cout avg(k, 3) “ int average n” ;cout avg(x, 3) “ double average n” ; ,
