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1、第第11章章 面向对象面向对象软件开发与软件开发与UML建模建模11.1 面向对象软件开发概述面向对象软件开发概述11.2 UML简介简介11.3 基于基于UML的面向对象分析与设计概要的面向对象分析与设计概要11.1 面向对象软件开发概述面向对象软件开发概述11.1.1 11.1.1 传统软件开发方法存在的不足传统软件开发方法存在的不足传统软件开发方法存在的不足传统软件开发方法存在的不足11.1.2 11.1.2 面向对象方法的主要概念面向对象方法的主要概念面向对象方法的主要概念面向对象方法的主要概念11.1.3 11.1.3 面向对象方法的优势面向对象方法的优势面向对象方法的优势面向对象方
2、法的优势11.1.4 11.1.4 面向对象软件开发的过程面向对象软件开发的过程面向对象软件开发的过程面向对象软件开发的过程11.1.5 11.1.5 典型面向对象软件开发方法典型面向对象软件开发方法典型面向对象软件开发方法典型面向对象软件开发方法 11.1.1 传统软件开发方法存在的不足传统软件开发方法存在的不足 互联网时代，用户为响应外部竞争环境的变化互联网时代，用户为响应外部竞争环境的变化互联网时代，用户为响应外部竞争环境的变化互联网时代，用户为响应外部竞争环境的变化对业务应用系统要求：对业务应用系统要求：对业务应用系统要求：对业务应用系统要求：快速交付快速交付快速交付快速交付 低成本维
3、护低成本维护低成本维护低成本维护 系统柔性扩充系统柔性扩充系统柔性扩充系统柔性扩充 同时，面向广域业务应用的大型分布式系统的同时，面向广域业务应用的大型分布式系统的同时，面向广域业务应用的大型分布式系统的同时，面向广域业务应用的大型分布式系统的规模和复杂性都显著提高。以结构化开发为代表规模和复杂性都显著提高。以结构化开发为代表规模和复杂性都显著提高。以结构化开发为代表规模和复杂性都显著提高。以结构化开发为代表传统软件开发方法确实存在难以逾越的鸿沟。传统软件开发方法确实存在难以逾越的鸿沟。传统软件开发方法确实存在难以逾越的鸿沟。传统软件开发方法确实存在难以逾越的鸿沟。传统开发方法主要的不足之处传
4、统开发方法主要的不足之处（1 1）软件重用性差）软件重用性差）软件重用性差）软件重用性差 传统的方法识别业务需求是在全局范围内以功传统的方法识别业务需求是在全局范围内以功传统的方法识别业务需求是在全局范围内以功传统的方法识别业务需求是在全局范围内以功能、数据或数据流为中心来进行分析。分析结果能、数据或数据流为中心来进行分析。分析结果能、数据或数据流为中心来进行分析。分析结果能、数据或数据流为中心来进行分析。分析结果不能直接地映射问题域，而是经过了不同程度的不能直接地映射问题域，而是经过了不同程度的不能直接地映射问题域，而是经过了不同程度的不能直接地映射问题域，而是经过了不同程度的转化和重新组合
5、。极大地限制了软件的可重用转化和重新组合。极大地限制了软件的可重用转化和重新组合。极大地限制了软件的可重用转化和重新组合。极大地限制了软件的可重用性，导致对不同用户同样业务对象大量的重复性性，导致对不同用户同样业务对象大量的重复性性，导致对不同用户同样业务对象大量的重复性性，导致对不同用户同样业务对象大量的重复性工作工作工作工作 。传统软件开发方法主要不足之处传统软件开发方法主要不足之处（2 2）可维护性差）可维护性差）可维护性差）可维护性差 传统方法开发的系统通常是围绕着如何实现传统方法开发的系统通常是围绕着如何实现传统方法开发的系统通常是围绕着如何实现传统方法开发的系统通常是围绕着如何实现
6、一定的功能行为来进行的，当系统功能易变，需一定的功能行为来进行的，当系统功能易变，需一定的功能行为来进行的，当系统功能易变，需一定的功能行为来进行的，当系统功能易变，需要常作修改时，实施修改很困难要常作修改时，实施修改很困难要常作修改时，实施修改很困难要常作修改时，实施修改很困难。传统软件开发方法主要不足之处传统软件开发方法主要不足之处（3 3）开发出的软件难以满足用户需要）开发出的软件难以满足用户需要）开发出的软件难以满足用户需要）开发出的软件难以满足用户需要 功能与数据分离的软件分析设计结构，分析、功能与数据分离的软件分析设计结构，分析、功能与数据分离的软件分析设计结构，分析、功能与数据分
7、离的软件分析设计结构，分析、设计阶段表示体系不一致，和人的自然思维很不设计阶段表示体系不一致，和人的自然思维很不设计阶段表示体系不一致，和人的自然思维很不设计阶段表示体系不一致，和人的自然思维很不一致。对于开发大型软件系统，从分析到设计容一致。对于开发大型软件系统，从分析到设计容一致。对于开发大型软件系统，从分析到设计容一致。对于开发大型软件系统，从分析到设计容易隐蔽一些对问题域的理解偏差，在开发需求模易隐蔽一些对问题域的理解偏差，在开发需求模易隐蔽一些对问题域的理解偏差，在开发需求模易隐蔽一些对问题域的理解偏差，在开发需求模糊或需求动态变化的系统时，往往容易造成最终糊或需求动态变化的系统时，
8、往往容易造成最终糊或需求动态变化的系统时，往往容易造成最终糊或需求动态变化的系统时，往往容易造成最终交付的系统不能真正满足用户的需要。交付的系统不能真正满足用户的需要。交付的系统不能真正满足用户的需要。交付的系统不能真正满足用户的需要。11.1.2 面向对象方法的主要概念面向对象方法的主要概念 面向对象软件开发方法不是从功能上，或是从面向对象软件开发方法不是从功能上，或是从面向对象软件开发方法不是从功能上，或是从面向对象软件开发方法不是从功能上，或是从处理问题的算法上来考虑，而是从系统的组成上处理问题的算法上来考虑，而是从系统的组成上处理问题的算法上来考虑，而是从系统的组成上处理问题的算法上来
9、考虑，而是从系统的组成上来进行分解，对问题进行自然分割，以更接近人来进行分解，对问题进行自然分割，以更接近人来进行分解，对问题进行自然分割，以更接近人来进行分解，对问题进行自然分割，以更接近人类思维的方式建立问题域模型，从而使设计出的类思维的方式建立问题域模型，从而使设计出的类思维的方式建立问题域模型，从而使设计出的类思维的方式建立问题域模型，从而使设计出的软件尽可能直接地描述现实世界，构造出模块化软件尽可能直接地描述现实世界，构造出模块化软件尽可能直接地描述现实世界，构造出模块化软件尽可能直接地描述现实世界，构造出模块化的、可重用的、可维护性好的软件，并能控制软的、可重用的、可维护性好的软件
10、，并能控制软的、可重用的、可维护性好的软件，并能控制软的、可重用的、可维护性好的软件，并能控制软件的复杂性和降低开发维护费用。件的复杂性和降低开发维护费用。件的复杂性和降低开发维护费用。件的复杂性和降低开发维护费用。面向对象方法主要应用的概念：面向对象方法主要应用的概念：1.1.对象对象对象对象（ObjectObject）从认知角度，对象是人们要进行研究的任何事物，从认知角度，对象是人们要进行研究的任何事物，从认知角度，对象是人们要进行研究的任何事物，从认知角度，对象是人们要进行研究的任何事物，从具体的事物到抽象的规则、计划或事件均可看作对从具体的事物到抽象的规则、计划或事件均可看作对从具体的
11、事物到抽象的规则、计划或事件均可看作对从具体的事物到抽象的规则、计划或事件均可看作对象。象。象。象。以系统开发角度，对象是系统中用来描述客观事物以系统开发角度，对象是系统中用来描述客观事物以系统开发角度，对象是系统中用来描述客观事物以系统开发角度，对象是系统中用来描述客观事物的一个实体，是构成系统的一个基本单位，它由一组的一个实体，是构成系统的一个基本单位，它由一组的一个实体，是构成系统的一个基本单位，它由一组的一个实体，是构成系统的一个基本单位，它由一组属性和对这组属性进行操作的一组服务组成。属性和对这组属性进行操作的一组服务组成。属性和对这组属性进行操作的一组服务组成。属性和对这组属性进行
12、操作的一组服务组成。属性和服务是构成对象的两个基本要素：属性和服务是构成对象的两个基本要素：属性和服务是构成对象的两个基本要素：属性和服务是构成对象的两个基本要素：u属性是用来描述对象静态特征的一个数据项。属性是用来描述对象静态特征的一个数据项。属性是用来描述对象静态特征的一个数据项。属性是用来描述对象静态特征的一个数据项。u服务是用来描述对象动态特征（行为）的一个操作服务是用来描述对象动态特征（行为）的一个操作服务是用来描述对象动态特征（行为）的一个操作服务是用来描述对象动态特征（行为）的一个操作序列序列序列序列 人员对象姓名年龄性别职务住址职务变迁改换住址对象类型对象的属性对象的服务2.2
13、.类类类类(Class)(Class)类又称对象类（类又称对象类（类又称对象类（类又称对象类（Object ClassObject Class），是一组具有相同），是一组具有相同），是一组具有相同），是一组具有相同属性和服务的对象的集合。它为属于该类的全部对属性和服务的对象的集合。它为属于该类的全部对属性和服务的对象的集合。它为属于该类的全部对属性和服务的对象的集合。它为属于该类的全部对象提供了统一的抽象描述。象提供了统一的抽象描述。象提供了统一的抽象描述。象提供了统一的抽象描述。类好比是一个对象模板，用它可以产生多个对象。类好比是一个对象模板，用它可以产生多个对象。类好比是一个对象模板，用它
14、可以产生多个对象。类好比是一个对象模板，用它可以产生多个对象。类所代表的是一个抽象的概念或事物，在客观世界中类所代表的是一个抽象的概念或事物，在客观世界中类所代表的是一个抽象的概念或事物，在客观世界中类所代表的是一个抽象的概念或事物，在客观世界中实际存在的是类的实例，即对象。实际存在的是类的实例，即对象。实际存在的是类的实例，即对象。实际存在的是类的实例，即对象。类具有属性，它是对象的状态的抽象，用数据结构类具有属性，它是对象的状态的抽象，用数据结构类具有属性，它是对象的状态的抽象，用数据结构类具有属性，它是对象的状态的抽象，用数据结构来描述类的属性；类具有服务，它是对象的行为的抽来描述类的属
15、性；类具有服务，它是对象的行为的抽来描述类的属性；类具有服务，它是对象的行为的抽来描述类的属性；类具有服务，它是对象的行为的抽象，用服务名和实现该服务的方法来描述。象，用服务名和实现该服务的方法来描述。象，用服务名和实现该服务的方法来描述。象，用服务名和实现该服务的方法来描述。几何对象几何对象颜色颜色位置位置移动（移动（delta：矢量）矢量）选择（选择（P:指针型）指针型）:布尔型布尔型旋转旋转(角度角度)图示图示 类的描述类的描述人人姓姓 名名:字符串字符串年年 龄龄:整整 型型职务变迁职务变迁改换地址改换地址文件文件文件名文件名文件大小文件大小最近更新日期最近更新日期打印打印(人人)李四
16、李四28绘图员绘图员人民路人民路8号号(人人)张三张三24程序员程序员无无图示图示 对象的描述对象的描述uu 对象和类的描述：对象和类的描述：对象和类的描述：对象和类的描述：对象和类一般采用对象和类一般采用对象和类一般采用对象和类一般采用“对象图对象图对象图对象图”和和和和 “类图类图类图类图”来描述。来描述。来描述。来描述。类名类名属性务 对象图对象图 类图类图 继承是以已有的定义为基础，建立新定义的技术。是父类继承是以已有的定义为基础，建立新定义的技术。是父类继承是以已有的定义为基础，建立新定义的技术。是父类继承是以已有的定义为基础，建立新定义的技术。是父类和子类之间共享数据结构和服务的机制，这是类之间的一种和子类之间共享数据结构和服务的机制，这是类之间的一种和子类之间共享数据结构和服务的机制，这是类之间的一种和子类之间共享数据结构和服务的机制，这是类之间的一种关系。关系。关系。关系。已有类定义已有类定义父类父类(基类基类)新类定义新类定义子类子类(派生类派生类)继承继承3.3.继承继承继承继承(Inheritance)(Inheritance)继承简化了人们对现实世界的
