面向对象的软件工程

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1、第2章面向对象的软件工程（时间：2次课，4学时）第2章面向对象的软件工程教学提示：上一章介绍的是软件工程概论，主要介绍传统的软件工程。本章介绍现代的软件工程——面向对象的软件工程的内容。重点介绍面向对象的基本概念、要素以及面向对象方法的基本原理和步骤，为本教材后面将要学习的全程一体化建模工具PlayCASE奠定理论基础。教学目标：掌握关于面向对象的几个重要概念，包括对象、消息、方法、属性、继承性、封装性、多态性等；掌握面向对象软件工程的内容；了解面向对象方法的出发点、原则；了解面向对象的软件工程与传统的软件工程的差别，以及面向对象的软

2、件工程中的三个模型和它们之间的关系。第2章面向对象的软件工程2.1引言2.2面向对象方法的基本思想2.3面向对象的基本概念与要素2.4三种形式的模型2.5面向对象的分析2.6面向对象的设计2.7面向对象的编程2.8面向对象的测试2.9面向对象的软件维护2.10习题2.1引言大量实践和研究表明，软件系统产生的错误有60%～80%都是需求定义不准确或错误导致的。造成需求定义不准确的主要原因是：在开发初期，用户缺乏计算机与信息系统方面的知识，常常难以清楚地给出所有需求，而开发人员缺乏用户方的业务知识，不易给出软件系统切合实际的描述。为了解决

3、上述问题，除了从软件过程模型中寻找适当的模型而外，也可以从考虑问题的方法上着手，也就是说尽可能地使分析、设计和实现一个系统的方法接近认识一个系统的方法，接近认识客观世界的渐进过程，这就是面向对象方法研究的课题。2.2面向对象方法的基本思想面向对象方法是基于如下思想来认识世界的：世界由对象构成；对象有各自的内部状态和运动规律；对象间联系和相互作用构成系统；对象组织成系统从而构成世界；追求解决问题的方法空间与客观世界问题结构空间一致。面向对象方法学的出发点和基本原则是：尽可能模拟人类所习惯的思维方式，使开发软件的方法和过程尽可能

4、接近于人类认识世界解决问题的方法和过程，也就是使描述问题的问题域与实现解法的求解域在结构上尽可能地一致。2.3面向对象的基本概念与要素2.3.1面向对象的基本概念2.3.2面向对象的要素2.3.1面向对象的基本概念1.对象和类（1）对象：：=〈ID，MS，DS，MI，〉其中，ID是对象的标识或名字MS是对象中的操作集合DS是对象的数据结构MI是对象受理的消息名集合(即对外接口)（2）类：是对具有相同数据和相同操作的一组相似对象的定义。2.3.1面向对象的基本概念2.状态/特征和属性对象集合里的每一个对象都有相同/相似的状态，或着称为特

5、征，把它抽象出来就是属性。因此，属性是一组状态值的集合，具有相同的结构和相同的值类型，而每一个状态就是属性的实例。从另一个角度来说，属性就是类中所定义的数据，它是对客观世界所具有的性质的抽象。类的每个实例都有自己特有的属性值。2.3.1面向对象的基本概念3.行为、操作和方法/服务方法或服务也是对行为或操作的抽象，是对象所能执行的操作，也可以说是一组行为或操作的集合，而每一个行为或操作都是方法或服务的实例。4.消息消息就是要求某个对象执行在定义它的那个类中所定义的某个操作的规格说明。通常，一个消息由下述三个部分组成：接收消息的对象；消息

6、选择符(也称为消息名)；零个或多个变元(即消息传递的参数)。2.3.2面向对象的要素1.继承性按照子类与父类的关系，把若干个对象类组成一个有层次结构的系统。在这种层次结构中，通常下层的派生类具有和上层的基类相同的特性(包括数据和方法)，这种现象称为继承。继承是子类自动地共享父类中定义的数据和方法的机制。2.抽象为了记忆或区分，人类常常把客观世界的一些事物的基本特征、内在的属性概念化，用逻辑模型表达出来，这样的过程就是抽象。3.封装性一切从属于该对象的私有信息，都被封装在该对象类的定义中，就好像装在一个不透明的黑盒子中一样，在外界是看不

7、见的，更不能直接使用，这就是“封装性”。2.3.2面向对象的要素4.共享性有三种共享类型。同一类中不同实例之间，它们有共同的数据结构、行为和属性结构，可能共享某一个值域空间的值，例如状态(数据成员值)或属性值。同一应用类层次结构的继承关系，共享父类/超类的结构或方法。同一应用的类是指类之间有关联的那些类。5.强调对象的结构它的含义是对象的结构在需求变化时变动较小，或者说对象的特征变化相对于功能变化即行为/操作的变化来说较小。行为/操作的变化影响的是单个方法的细节或接口等。对象的结构主要是指对象属性结构、数据结构和方法设计。2.3.2面

8、向对象的要素6.多态性不同对象可以调用相同名称的方法(函数、过程)并可导致完成不同的行为。程序只需要进行一般形式的调用，方法的实现细节留给接受方法调用的对象。综上所述，面向对象的方法学可以用下列方程来概括：面向对象=对象