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1、第第7章章面向对象分析面向对象分析面向对象分析(通常缩写为通常缩写为OOA)的关键，是的关键，是识别出问题域内的对象，并分析它们相互间识别出问题域内的对象，并分析它们相互间的关系，最终建立起问题域的简洁、精确、的关系，最终建立起问题域的简洁、精确、可理解的正确模型。可理解的正确模型。在用面向对象观点建立起的三种模型中，对在用面向对象观点建立起的三种模型中，对象模型是最基本、最重要、最核心的。象模型是最基本、最重要、最核心的。2 27.1 分析过程分析过程7.1.1 概述概述面向对象分析，就是抽取和整理用户需求并建立问题域精确模型的过程7.1.2 三个子模型与五个层次三个子模型与五个层次正如本书
2、6.4节所述，面向对象建模得到的模型包含系统的三个要素，即静态结构(对象模型)，交互次序(动态模型)和数据变换(功能模型)。解决的问题不同，这三个子模型的重要程度也不同：几乎解决任何一个问题，都需要从客观世界实体及实体间相互关系抽象出极有价值的对象模型；当问题涉及交互作用和时序时(例如，用户界面及过程控制等)，动态模型是重要的。复杂问题(大型系统)的对象模型由下述五个层次组成：主题层(也称为范畴层)、类&对象层、结构层、属性层和服务层，如图7.1所示。但是，分析不可能严格地按照预定顺序进行，大型、复杂系统的模型需要反复构造多遍才能建成。通常，先构造出模型的子集，然后再逐渐扩充，直到完全、充分地
3、理解了整个问题，才能最终把模型建立起来。3 37.2 需求陈述需求陈述7.2.1 书写要点书写要点通常，需求陈述的内容包括：问题范围，功能需求，性能通常，需求陈述的内容包括：问题范围，功能需求，性能需求，应用环境及假设条件等。总之，需求陈述应该阐明需求，应用环境及假设条件等。总之，需求陈述应该阐明“做什么做什么”而不是而不是“怎样做怎样做”。它应该描述用户的需求而不是提出解决问题的方法。应该它应该描述用户的需求而不是提出解决问题的方法。应该指出哪些是系统必要的性质，哪些是任选的性质。应该避指出哪些是系统必要的性质，哪些是任选的性质。应该避免对设计策略施加过多的约束，也不要描述系统的内部结免对设
4、计策略施加过多的约束，也不要描述系统的内部结构，因为这样做将限制实现的灵活性。构，因为这样做将限制实现的灵活性。对系统性能及系统与外界环境交互协议的描述，是合适的对系统性能及系统与外界环境交互协议的描述，是合适的需求。此外，对采用的软件工程标准、模块构造准则、将需求。此外，对采用的软件工程标准、模块构造准则、将来可能做的扩充以及可维护性要求等方面的描述，也都是来可能做的扩充以及可维护性要求等方面的描述，也都是适当的需求。适当的需求。4 47.2.2 例子例子图图7.2 所示的自动取款机所示的自动取款机(ATM)系统，是本书讲述面系统，是本书讲述面向对象分析和面向对象设计时使用的一个实例。向对象
5、分析和面向对象设计时使用的一个实例。图图7.2 ATM7.2 ATM系统系统5 5下面陈述对下面陈述对ATMATM系统的需求。系统的需求。某银行拟开发一个自动取款机系统，它是一个由自动取款机、中央计算机、分行计算机及柜员终端组成的网络系统。ATM和中央计算机由总行投资购买。总行拥有多台ATM，分别设在全市各主要街道上。分行负责提供分行计算机和柜员终端。柜员终端设在分行营业厅及分行下属的各个储蓄所内。该系统的软件开发成本由各个分行分摊。银行柜员使用柜员终端处理储户提交的储蓄事务。储户可以用现金或支票向自己拥有的某个账户内存款或开新账户。储户也可以从自己的账户中取款。通常，一个储户可能拥有多个账户
6、。柜员负责把储户提交的存款或取款事务输进柜员终端，接收储户交来的现金或支票，或付给储户现金。柜员终端与相应的分行计算机通信，分行计算机具体处理针对某个账户的事务并且维护账户。拥有银行账户的储户有权申请领取现金兑换卡。使用现金兑换卡可以通过ATM访问自己的账户。目前仅限于用现金兑换卡在ATM上提取现金(即取款)，或查询有关自己账户的信息(例如，某个指定账户上的余额)。将来可能还要求使用ATM办理转账、存款等事务。6 6所谓现金兑换卡就是一张特制的磁卡，上面有分行代码和卡号。分行代码唯一标识总行下属的一个分行，卡号确定了这张卡可以访问哪些账户。通常，一张卡可以访问储户的若干个账户，但是不一定能访问
7、这个储户的全部账户。每张现金兑换卡仅属于一个储户所有，但是，同一张卡可能有多个副本，因此，必须考虑同时在若干台ATM上使用同样的现金兑换卡的可能性。也就是说，系统应该能够处理并发的访问。当用户把现金兑换卡插入ATM之后，ATM就与用户交互，以获取有关这次事务的信息，并与中央计算机交换关于事务的信息。首先，ATM要求用户输入密码，接下来ATM把从这张卡上读到的信息以及用户输入的密码传给中央计算机，请求中央计算机核对这些信息并处理这次事务。中央计算机根据卡上的分行代码确定这次事务与分行的对应关系，并且委托相应的分行计算机验证用户密码。如果用户输入的密码是正确的，ATM就要求用户选择事务类型(取款、
8、查询等)。当用户选择取款时，ATM请求用户输入取款额。最后，ATM从现金出口吐出现金，并且打印出账单交给用户。7 77.3 建立对象模型建立对象模型面向对象分析首要的工作，是建立对象模型。这面向对象分析首要的工作，是建立对象模型。这个模型描述了现实世界中的个模型描述了现实世界中的“类与对象类与对象”以及它以及它们之间的关系，表示了目标系统的静态数据结构。们之间的关系，表示了目标系统的静态数据结构。静态数据结构对应用细节依赖较少，比较容易确静态数据结构对应用细节依赖较少，比较容易确定。定。 当用户的需求变化时，静态数据结构相对来说比当用户的需求变化时，静态数据结构相对来说比较稳定。因此，用面向对
9、象方法开发绝大多数软较稳定。因此，用面向对象方法开发绝大多数软件时，都首先建立对象模型，然后再建立另外两件时，都首先建立对象模型，然后再建立另外两个子模型。个子模型。需求陈述、应用领域的专业知识以及关于客观世需求陈述、应用领域的专业知识以及关于客观世界的常识，是建立对象模型时的主要信息来源。界的常识，是建立对象模型时的主要信息来源。8 87.3.1 确定类与对象确定类与对象1.找出候选对象找出候选对象类与对象是在问题域中客观存在的，系统分析员的主要任务，就是通类与对象是在问题域中客观存在的，系统分析员的主要任务，就是通过分析找出这些类与对象。首先，找出所有候选的类与对象；然后，过分析找出这些类
10、与对象。首先，找出所有候选的类与对象；然后，从候选的类与对象中筛选掉不正确的或不必要的。从候选的类与对象中筛选掉不正确的或不必要的。另一种更简单的分析方法，是所谓的非正式分析。这种分析方法以用另一种更简单的分析方法，是所谓的非正式分析。这种分析方法以用自然语言书写的需求陈述为依据，把陈述中的名词作为类与对象的候自然语言书写的需求陈述为依据，把陈述中的名词作为类与对象的候选者，用形容词作为确定属性的线索，把动词作为服务选者，用形容词作为确定属性的线索，把动词作为服务(操作操作)的候选者。的候选者。以以7.2.2给出的例子为例，可以找出陈述中的下列名词，作为候选对象给出的例子为例，可以找出陈述中的
11、下列名词，作为候选对象P178。银行、自动取款机、系统、中央计算机、分行计算机、柜员终端、网银行、自动取款机、系统、中央计算机、分行计算机、柜员终端、网络、总行络、总行2.筛选出正确的类和对象筛选出正确的类和对象筛选时主要依据下列标准，删除不正确或不必要的类与对象筛选时主要依据下列标准，删除不正确或不必要的类与对象： (1)冗余冗余 (2) 无关无关 (3) 笼统笼统 (4) 属性属性 (5) 操作操作 (6) 实现实现ATM系统中经系统中经筛选后的对象有ATM、中央计算机、分行计算机、柜员终端、总行、分行、柜员、储户、中央计算机、分行计算机、柜员终端、总行、分行、柜员、储户、账户、事务、现金
12、对换卡。账户、事务、现金对换卡。9 97.3.2 确定关联确定关联分析确定关联，能促使分析员考虑问题域的边缘情况，有助分析确定关联，能促使分析员考虑问题域的边缘情况，有助于发现那些尚未被发现的类与对象。于发现那些尚未被发现的类与对象。1. 初步确定关联初步确定关联在需求陈述中使用的描述性动词或动词词组，通常表示关联关系。在需求陈述中使用的描述性动词或动词词组，通常表示关联关系。因此，在初步确定关联时，大多数关联可以通过直接提取需求陈述因此，在初步确定关联时，大多数关联可以通过直接提取需求陈述中的动词词组而得出。中的动词词组而得出。2. 筛选筛选筛选时主要根据下述标准删除候选的关联。筛选时主要根
13、据下述标准删除候选的关联。(1)已删去的类之间的关联已删去的类之间的关联(2) 与问题无关的或应在实现阶段考虑的关联与问题无关的或应在实现阶段考虑的关联 1)冗余冗余 2) 无关无关3) 笼统笼统 4) 属性属性 5) 操作操作 6) 实现实现(3) 瞬时事件：瞬时事件： 关联应该描述问题域的静态结构，而不应该是一个瞬关联应该描述问题域的静态结构，而不应该是一个瞬时事件。时事件。(4) 三元关联：三个或三个以上对象之间的关联，大多可以分解为二三元关联：三个或三个以上对象之间的关联，大多可以分解为二元关联或用词组描述成限定的关联。元关联或用词组描述成限定的关联。 (5) 派生关联：应该去掉那些可
14、以用其他关联定义的冗余关联。派生关联：应该去掉那些可以用其他关联定义的冗余关联。10103.进一步完善进一步完善应该进一步完善经筛选后余下的关联，通常应该进一步完善经筛选后余下的关联，通常从下述几个方面进行改进：从下述几个方面进行改进： (1) 正名正名 (2) 分解分解 (3) 补充补充 (4) 标明重数标明重数11117.3.3 划分主题划分主题在开发大型、复杂系统的过程中，为了降低复在开发大型、复杂系统的过程中，为了降低复杂程度，人们习惯于把系统再进一步划分成几杂程度，人们习惯于把系统再进一步划分成几个不同的主题，也就是在概念上把系统包含的个不同的主题，也就是在概念上把系统包含的内容分解
15、成若干个范畴。内容分解成若干个范畴。7.3.4 确定属性：确定属性：一般说来，确定属性的过程包括分析和选择两一般说来，确定属性的过程包括分析和选择两个步骤。个步骤。1.分析：通常，在需求陈述中用名词词组表示分析：通常，在需求陈述中用名词词组表示属性。属性的确定既与问题域有关，也和目标属性。属性的确定既与问题域有关，也和目标系统的任务有关。系统的任务有关。2. 选择：认真考察经初步分析而确定下来的那选择：认真考察经初步分析而确定下来的那些属性，从中删掉不正确的或不必要的属性。些属性，从中删掉不正确的或不必要的属性。1212图图7.4 ATM7.4 ATM系统对象模型中的属性系统对象模型中的属性1
16、3137.3.5 识别继承关系识别继承关系一般说来，可以使用两种方式建立继承(即泛化)关系（1） 自底向上：抽象出现有类的共同性质泛化出父类，这个过程实质上模拟了人类归纳思维过程。（2） 自顶向下：把现有类细化成更具体的子类，这模拟了人类的演绎思维过程。 1414图图7.5 7.5 带有继承关系的带有继承关系的ATMATM对象模型对象模型15157.3.6 反复修改反复修改事实上，软件开发过程就是一个多次反复修改、逐步完善的过程。对于ATM系统，可作如下修改1.现金兑换卡即用于鉴别用户权限，又用来存放分行代号和卡号等数据。为了类的功能单一，可分解现金兑换卡类为卡权限和现金兑换卡。2.通常一个事务由若干次更新动作(取款、存款、查询)组成，由于更新有自己的属性(类型、金额等)，应作为类独立存在。3.对于ATM系统来说，区分分行与分行计算机的意义不大，因此可将分行与分行计算机合并为分行。同理，可将总行与总行计算机合并为总行。1616图图7.6 7.6 修改后的修改后的ATMATM对象模型对象模型17177.4 建立动态模型（略）建立动态模型（略）7.5 建立功能模型（略）建立功能模型（略）7.6 定定 义义 服服 务（略）务（略）7.7 面向对象分析实例（略）面向对象分析实例（略）1818
