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1、面对对象系统的分析与设计学习报告面对对象系统的分析与设计课程是本专业的一门重要的专业课。通过本课程的学习，使我在已有的计算机软硬件基础学问、程序设计学问、数据库和网络通信学问的基础上系统驾驭了面对对象系统的分析与设计方法和技术，并初步具备了针对特定环境下的应用问题进行信息系统开发（包括系统分析、设计与实现）的实力。现将学习状况作以下汇报。一、面对对象概述在20世纪60年头以前，软件开发者构造的软件系统大多都是较小的，且相对简洁。编程语言及编程环境也相对简洁，随着软件困难性的增长，为了更好地维护代码，软件开发也须要方法来进行约束。传统的方法中，结构化方法和基于建模方法是典型的软件开发方法。结构化
2、方法是结构化分析、结构化设计和结构化编程的总称。结构化方法的思想萌发于20世纪60年头，是在70年头由Tom De Macro和Ed Yourdon等人被系统地进出来。其目的在于，供应一个有序的机制，通过抽象来理解待开发的系统，试图产生结构良好的软件系统。但对于较困难的系统而言，简洁导致模块的低内聚和模块间的高耦合，从面使得系统缺乏敏捷性和可维护性。基于建模方法在20世纪70年头末提出，即Peter Chen的实体关系法与Ed Codd的关系数据库理论相结合提出的一种新的软件开发方法。其强调对信息实体建模，而不是对象建模。结构化方法和基于建模方法都没有较强地描述系统的动态行为的实力。随着计算机
3、技术的飞速发展，计算机管理系统应用的普及，企业信息化势在必行。传统开发方法结构化开发的软件存在很多问题，其有稳定性、可修改性和可重用性都比较差，生产效率低等缺陷，这是因为传统的软件开发是面对过程的。然而，用户需求的变更大部分是针对功能的，采纳面对对象方法开发可以满意用户的需求，因为面对对象有以下优点：能够比较自然地反映现实事物，可重用性、可维护性和可扩展性比较强。什么是面对对象呢？“面对对象”本身没有任何意义。“对象”也许是英语中最一般的一个单词。它在字典中的定义是这样的。对象：能感觉到或能够被感觉到的东西。换句话说，对象可以是任何东西！“面对”也没有任何特殊的含义，它的定义是“指向”。在这种
4、定义下，“面对对象”被理解为形容词。因此，面对对象可以定义成这样，面对对象：指向你可以想到的任何东西。毫无疑问，软件工业无法为“面对对象”下一个统一的定义。这种模糊性使得任何一个软件零售商都声称他们的商品是“面对对象”的。1面对对象的基本概念尽管权威人士对面对对象的概念没有达成一样的看法，但从程序设计方法的角度来看，面对对象是一种新的程序设计范型。其基本思想是运用对象、类、封装、继承、关联、聚合、消息、多态性等基本概念来进行程序设计。1.1对象(Object)对象是人们要进行探讨的任何事物，它可以是有形的(比如一辆汽车)，也可以是无形的(比如一项安排)。对象是构成世界的一个独立单位，它具有自己
5、的静态特征和动态特征。对象是系统中用来描述客观事物的一个实体，它是构成系统的一个基本单位。一个对象由一组属性和对这组属性进行操作的一组服务构成。1.2类(Class)具有相同或相像性质的对象的抽象就是类。因此，对象的抽象是类，类的详细化就是对象，也可以说类的实例是对象。类的确定主要是确定该类的全部对象有哪些属性和哪些行为。这些属性和行为必需覆盖该类中的全部对象。例如在一个学生类中，它的属性有姓名、学号、性别、所在院系，它的行为有选课、注册等。抽象是指忽视事物的非本质特征，只留意那些与当前目标有拳本质特征，从而找出事物的共性;而分类是把具有共同性质的事物划分为一类，得出一个抽象的概念。另外，每一
6、个属性与行为都被封装后，只能在类的内部起作用。1.3封装（Encapsulation）为了实现信息的隐藏，又提出了封装，就是把对象的属性和行为结合成一个独立的单位，并尽可能隐藏对象的内部细微环节。1.4继承（Inheritance）任何一个子类都具有其父类全部的属性、方法、事务。这一特性叫做类的继承。假如父类的特性发生变更，其子类也相应变更。面对对象的编程技术强调了代码的重用性，而可重用性即是能过继承来实现的。简化了人们对事物的相识和描述，也简化了系统的构造强度及其文档，特别有益于软件复用。1.5关联类之间的静态联系称为关联。关联表示了类与类之间的关系，在实现这种关系时，可以通过对象的属性表达
7、出来。例如“，学生”与“课程”类之间存在着关联“选课”，用类“学生”的对象的属性来记录该对象详细选课的课程对象(由“课程”类创建)。1.6聚合是关联的一种，只是关联的语义没有聚合那么明显。聚合是具有整体一部分关系语义的关联。1.7消息（Message）在面对对象方法中，把向对象发出的操作恳求称为消息。对象之间通过消息进行通信，实现了对象之间的动态联系。1.8多态性面对对象设计借鉴了客观世界的多态性，体现在不同的对象收到相同的消息时产生多种不同的行为方式。例如，在一般类“几何图形”中定义了一个行为“绘图”，但并不确定执行时究竟画一个什么图形。特殊类“椭圆”和“多边形”都继承了几何图形类的绘图行为
8、，但其功能却不同，一个是要画出一个椭圆，另一个是要画出一个多边形。这样一个绘图的消息发出后，椭圆、多边形等类的对象接收到这个消息后各自执行不同的绘图函数。面对对象方法是一种运用对象、类、封装、继承、关联、聚合、消息、多态性等概念来构造系统的软件开发方法。2面对对象的特征面对对象技术强调在软件开发过程中面对客观世界或问题域中的事物，采纳人类在相识客观世界的过程中普遍运用的思维方法，直观、自然地描述客观世界中的有关事物。面对对象技术的基本特征主要有对象唯一性、分类性、继承性和多态性。2.1对象唯一性每个对象都有自身唯一的标识，通过这种标识，可找到相应的对象。在对象的整个生命期中，它的标识都不变更，
9、不同的对象不能有相同的标识。2.2分类性分类性是指将具有一样的数据结构(属性)和行为(操作)的对象抽象成类。一个类就是这样一种抽象，它反映了与应用有关的重要性质，而忽视其他一些无关内容。任何类的划分都是主观的，但必需与详细的应用有关。2.3继承性继承性是子类自动共享父类数据结构和方法的机制，这是类之间的一种关系。在定义和实现一个类的时候，可以在一个已经存在的类的基础之上来进行，把这个已经存在的类所定义的内容作为自己的内容，并加入若干新的内容。继承性是面对对象程序设计语言不同于其它语言的最重要的特点，是其他语言所没有的。采纳继承性，供应了类的规范的等级结构。通过类的继承关系，使公共的特性能够共享
10、，提高了软件的重用性。2.4多态性(多形性)多态性使指相同的操作或函数、过程可作用于多种类型的对象上并获得不同的结果。不同的对象，收到同一消息可以产生不同的结果，这种现象称为多态性。多态性允许每个对象以适合自身的方式去响应共同的消息。多态性增加了软件的敏捷性和重用性。3面对对象开发的工作过程面对对象开发的过程一般包括：系统调查和需求分析、分析问题的性质和求解问题、整理问题、程序实现。3.1系统调查和需求分析对系统将要面临的详细管理问题以及用户对系统开发的需求进行调查探讨，即先弄清要干什么的问题。3.2分析问题的性质和求解问题面对对象系统分析(ObjectOrientedAnalysisOOA)
11、，在繁杂的问题域中抽象地识别出对象以及其行为、结构、属性、方法等。3.3整理问题面对对象系统设计(ObjectOrientedDesignOOD)即对分析的结果作进一步地抽象、归类、整理，并最终以范式的形式将它们确定下来。3.4程序实现面对对象的程序设计(ObjectOrientedProgramming)即用面对对象的程序设计语言将上一步整理的范式干脆映射（干脆用程序语言来取代）为应用程序软件。4面对对象开发的常用方法目前，面对对象开发方法的探讨已日趋成熟，国际上已有不少面对对象产品出现。面对对象开发方法有Coad方法、Booch方法、OMT方法和UML(UnifiedModelingLan
12、guage)语言等。4.1Booch方法Booch最先描述了面对对象的软件开发方法的基础问题，指出面对对象开发是一种根本不同于传统的功能分解的设计方法。面对对象的软件分解更接近人对客观事务的理解，而功能分解只通过问题空间的转换来获得。4.2Coad方法Coad方法是1989年Coad和Yourdon提出的面对对象开发方法。该方法的主要优点是通过多年来大系统开发的阅历与面对对象概念的有机结合，在对象、结构、属性和操作的认定方面，提出了一套系统的原则。该方法完成了从需求角度进一步进行类和类层次结构的认定。尽管Coad方法没有引入类和类层次结构的术语，但事实上已经在分类结构、属性、操作、消息关联等概
13、念中体现了类和类层次结构的特征。4.3OMT方法OMT方法是1991年由JamesRumbaugh等5人提出来的，其经典著作为“面对对象的建模与设计”。该方法是一种新兴的面对对象的开发方法，开发工作的基础是对真实世界的对象建模，然后围绕这些对象运用分析模型来进行独立于语言的设计，面对对象的建模和设计促进了对需求的理解，有利于开发得更清楚、更简洁维护的软件系统。该方法为大多数应用领域的软件开发供应了一种实际的、高效的保证，努力寻求一种问题求解的实际方法。4.4UML(UnifiedModelingLanguage)语言软件工程领域在1995年1997年取得了前所未有的进展，其成果超过软件工程领域
14、过去15年的成就总和，其中最重要的成果之一就是统一建模语言（UML)的出现。UML将是面对对象技术领域内占主导地位的标准建模语言。UML不仅统一了Booch方法、OMT方法、OOSE方法的表示方法，而且对其作了进一步的发展，最终统一为大众接受的标准建模语言。UML是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。它融入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。它的作用域不限于支持面对对象的分析与设计，还支持从需求分析起先的软件开发全过程。二、面对对象系统的分析在进行了需求分析和业务流程分析并得到客户的认可之后，对项目进行系统分析是极其重要的。系统分析是能体现整个系统的灵魂的文档，将客户的需
15、求从详细到抽象的一个过程，并制定编码人员可实施的规范和标准。在系统分析的过程中须要对需求分析进行进一步的深化和分析，通常客户及业务人员在需求分析和流程分析的过程中比较留意功能上的表现和定义，即使是做出正规的用户界面原型，对系统的需求也是不完整的，处于非技术人员的原因，很难苛求能提出完整清楚专业的性能需求，但不意味着这需求不存在，而且这隐藏的需求对编码人员来说是极其重要的。假如眼光仅仅放在满意客户眼下的需求，当问题不断出现时再不断修补，头痛医头，脚痛医脚，甚至系统构架须要不断调整或重新设计，那么，很快就会陷入代码泥潭或坠入系统重复开发的无底深渊，当时项目完成时的成就感将被无止境的懊丧所代替。因此
16、，客户的需求能否在系统中得到真正的体现和实施，系统分析是至关重要的。1.对象的特性基本上，软件对象本身具有三项特性，分别是继承、封装、动态连结(即多态)。“继承”特在面对对象设计上，是特别重要的一项观念，同样的数据和程序代码，不必在每个须要的地方在重写一遍。只要归纳整理成一个class，须要时再重制出所须要的instance即可。简洁的说，继承性是class之间的一种再分类关系，它会让几个class之间会具有相同的数据结构或操作程序，削减重复的程序代码，达到对象重复运用的目的。封装性的意思是整个对象的数据和处理程序包在一起，透过一个标准、简洁的接口才能存取对象内的数据及运用对象供应的功能，这里所谓的接口就是指对象的属性properity和方法method由于软件的开发功能越强，相对的也使得系统变得更困难，为了降低
