類圖和對(duì)象圖第1頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二建立UseCase圖步驟：（1）找出系統(tǒng)外部的活動(dòng)者和外部系統(tǒng)，確定系統(tǒng)的邊界和范圍。（2）確定每一個(gè)活動(dòng)者所期望的系統(tǒng)行為。（3）把這些系統(tǒng)行為命名為UseCase。（4）把一些公共的系統(tǒng)行為分解為一批新的UseCase，供其他的UseCase引用。把一些變更的行為分解為擴(kuò)展UseCase。Home建立UseCase模型第2頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二（5）編制每一個(gè)UseCase的劇本，其中須詳細(xì)描述基本業(yè)務(wù)流（BasicFlow）、替代業(yè)務(wù)流（AlternativeFlow）和例外（異常）情況的事件流，以及制約業(yè)務(wù)流向的必要的前置條件和后置條件。（6）繪制UseCase圖。（7）必要時(shí)可以把表達(dá)例外（異常）情況的事件流的UseCase畫成一個(gè)單獨(dú)的子UseCase圖。（8）精化UseCase圖。解決UseCase間的重復(fù)與沖突問題，簡(jiǎn)化UseCase中的對(duì)話序列。UseCase圖可以有不同的層次，高層系統(tǒng)的UseCase可以分解為若干個(gè)下屬子系統(tǒng)中的子UseCase。第3頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二第5章類圖和對(duì)象圖第4頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二55.1類的定義類名屬性操作第5頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二65.1.1類的屬性[可見性]屬性名[:類型][‘[‘多重性[次序]’]’][=初值][{特性}]+public#protected-privateRoseUML可見性+size:Area=(100,100)#visibility:Boolean=falsecolors:Color[3]points:Point[2..*ordered]name:String[0..1]第6頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二75.1.2類的操作[可見性]操作名[(參數(shù)列表)][:返回值類型][{特性}]+public#protected-privateRoseUML可見性+display():Location+hide()#create()-attachXWindow(xwing:XwindowPtr)第7頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二85.2類之間的關(guān)系常見的類之間的關(guān)系包括:關(guān)聯(lián)、聚集、組合、泛化、依賴等.第8頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二95.2.1關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)(association)是模型元素間的一種語義聯(lián)系,它是對(duì)具有共同的結(jié)構(gòu)特性、行為特性、關(guān)系和語義的鏈(Link)的描述.//類A的源碼publicclassA{publicBtheB;publicA(){}}//類B的源碼publicclassB{publicB(){}}//類A的源碼publicclassA{publicBtheB;publicA(){}}//類B的源碼publicclassB{publicAtheA;publicB(){}}第9頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二105.2.1關(guān)聯(lián)1.關(guān)聯(lián)名用來描述關(guān)聯(lián)的作用.第10頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二115.2.1關(guān)聯(lián)2.關(guān)聯(lián)的角色關(guān)聯(lián)的兩端可以以某種角色參與關(guān)聯(lián),如果不標(biāo)注角色則隱含用類名作為角色名.角色的多重性,表示可以有多少個(gè)對(duì)象參與該關(guān)聯(lián).第11頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二125.2.1關(guān)聯(lián)3.關(guān)聯(lián)類//Company.javapublicclassCompany{privateStringcompanyName;publicPersonemployee[];}//Person.javapublicclassPerson{privateintpersonName;publicCompanyemployer;}//Contract.javapublicclassContract{privateDoublesalary;}第12頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二135.2.1關(guān)聯(lián)4.關(guān)聯(lián)的約束第13頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二145.2.1關(guān)聯(lián)5.限定關(guān)聯(lián)限定符,關(guān)聯(lián)的屬性第14頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二155.2.1關(guān)聯(lián)6.關(guān)聯(lián)的種類(1)自反關(guān)聯(lián)publicclassEnginePart{publicEngineParttheEnginePart[];}(2)二元關(guān)聯(lián)(3)N元關(guān)聯(lián)第15頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二165.2.2聚集與組合聚集(aggregation)是一種特殊的關(guān)聯(lián),表示類之間的整體與部分關(guān)系.publicclassCircle{publicintradius;Stylestyle;}publicclassStyle{Colorcolor;booleanisFilled;}第16頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二175.2.2聚集與組合組合(composition)是一種特殊的聚集,強(qiáng)調(diào)整體和部分具有相同的生命期.publicclassCircle{publicintradius;Pointcenter;}publicclassPoint{intx,y;}第17頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二185.2.3泛化關(guān)系泛化關(guān)系指一般元素和特殊元素之間的分類關(guān)系.在OOPL中稱為繼承.第18頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二195.2.3泛化關(guān)系操作類的包繼承抽象類packageMyPackage;abstractclassMyAbstractClass....packageMyPackage;classMyDerivedClassextendsMyAbstractClass{intatt;.....

voidmyFunction(ReferencedClassr){...}}MyDerivedClassatt:intmyFunction()MyPackageMyAbstractClass屬性第19頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二205.2.4依賴關(guān)系依賴關(guān)系也稱使用關(guān)系.調(diào)用,一個(gè)類調(diào)用另一個(gè)類的方法參數(shù),一個(gè)類的方法使用另一個(gè)類作為形式參數(shù)發(fā)送,消息的發(fā)送者與接收者之間的關(guān)系實(shí)例化,一個(gè)類的方法創(chuàng)建了另一個(gè)的實(shí)例第20頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二215.2.4依賴關(guān)系classMyDependentClass{.....

voidmyFunction1(MyReferencedClassr){...}MyReferencedClassmyFunction2(…){...}

voidmyFunction3(…){ MyReferencedClassm…}}MyDependentClassatt:intmyFunction()MyReferencedClass依賴(引用一個(gè)類)參數(shù)or返回類型or局部變量第21頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二225.3派生屬性和派生關(guān)聯(lián)派生屬性(關(guān)聯(lián))指可以由其他屬性()關(guān)聯(lián)計(jì)算得到的屬性,名字前加”/”.第22頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二235.4抽象類和接口抽象類接口第23頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二245.4抽象類和接口interfaceMyAbstractClass....

classMyClassimplementsMyInterface{.....}UML符號(hào)----接口的實(shí)現(xiàn)描述第24頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二255.5構(gòu)造型構(gòu)造型(stereotype)是UML的3種擴(kuò)展機(jī)制之一.構(gòu)造型是建模人員在已有的構(gòu)造塊上派生出新的構(gòu)造塊,這些新的構(gòu)造塊與特定問題相關(guān).構(gòu)造型可以應(yīng)用于所有類型的模型元素.系統(tǒng)預(yù)定義的構(gòu)造型用戶自義的構(gòu)造型第25頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二265.6邊界類、控制類和實(shí)體類UML中三種主要的類構(gòu)造型邊界類,boundaryclass控制類,controlclass實(shí)體類,entityclass引入多種類構(gòu)造型幫助分析和設(shè)計(jì)人員確定系統(tǒng)中的類.第26頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二275.6.1邊界類邊界類位于系統(tǒng)與外界的交界處,包括:用戶界面類,如:窗口、對(duì)話框、報(bào)表類等通訊協(xié)議類,如:TCP/IP的類直接與外部設(shè)備交互的類直接與外部系統(tǒng)交互的類邊界類的UML表示方法:第27頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二285.6.1邊界類通過用例圖可以確定需要的邊界類,每個(gè)Actor/Usercase對(duì)至少需要一個(gè)邊界類.但并不是每個(gè)Actor/Usecase都需要生成惟一邊界類,多個(gè)actor啟動(dòng)同一usecase可以使用同一邊界類.第28頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二295.6.2實(shí)體類實(shí)體類保存要放進(jìn)持久存儲(chǔ)體(數(shù)據(jù)庫/文件等)的信息.實(shí)體類通過事件流和交互圖發(fā)現(xiàn),采用目標(biāo)領(lǐng)域術(shù)語命名.通常實(shí)體類對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫中的表,其屬性對(duì)應(yīng)表的字段,但實(shí)體類與數(shù)據(jù)庫中的表不一定是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系.第29頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二305.6.3控制類控制類是負(fù)責(zé)管理或控制其他類工作的類.每個(gè)用例通常有一個(gè)控制類,控制用例中的事件順序,控制類也可以在多個(gè)用例間共用.控制較少接收消息,發(fā)出較多消息.第30頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二315.7類圖類加上它們之間的關(guān)系就構(gòu)成類圖,其中包含接口、包、關(guān)系等元素,同時(shí)也可以包含對(duì)象、鏈等實(shí)例.類圖描述類和類之間的靜態(tài)關(guān)系.第31頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二325.7.1類圖的抽象層次概念層類圖,描述應(yīng)用領(lǐng)域的概念.說明層類圖,描述軟件的接口部分,不是實(shí)現(xiàn)部分.實(shí)現(xiàn)層類圖考慮實(shí)現(xiàn)問題,提供類的細(xì)節(jié).第32頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二335.7.2構(gòu)造類圖根據(jù)用例描述中的名詞確定候選類.使用CRC分析法尋找類,CRC指:類(class)、職責(zé)(responsibility)、協(xié)作(collaboration).根據(jù)邊界類、控制類和實(shí)體類的劃分來幫助發(fā)現(xiàn)類.參考設(shè)計(jì)模式來確定類.根據(jù)軟件開發(fā)過程的指導(dǎo)尋找類,如:UP,XP等.尋找類的方法構(gòu)造類圖時(shí)注意不要試圖使用所有的符號(hào).不要過早陷入細(xì)節(jié),根據(jù)階段、層次逐步細(xì)化.構(gòu)造完成要將模型與目標(biāo)問題對(duì)照驗(yàn)證其是否合理.第33頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二345.7.2構(gòu)造類圖研究分析問題領(lǐng)域,確定系統(tǒng)需求.確定類,明確類的含義和職責(zé),確定屬性和操作.確定類之間的關(guān)系.調(diào)整和細(xì)化類及類之間的關(guān)系.繪制類圖并增加相應(yīng)的說明.建立類圖的步驟第34頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二355.8領(lǐng)域分析建立類圖的過程就是對(duì)領(lǐng)域及其解決方案的分析與設(shè)計(jì)過程.領(lǐng)域分析包括:通過對(duì)某一領(lǐng)域中的已有應(yīng)用系統(tǒng)、理論、技術(shù)、開發(fā)歷史等的研究,來標(biāo)識(shí)、收集、組織、分析和表示領(lǐng)域模型及軟件體系結(jié)構(gòu)的過程;根據(jù)這一過程得到的結(jié)果.第35頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二36類的屬性[可見性]屬性名[:類型][‘[‘多重性[次序]’]’][=初值][{特性}]+size:Area=(100,100)#visibility:Boolean=falsecolors:Color[3]points:Point[2..*ordered]name:String[0..1]類的操作[可見性]操作名[(參數(shù)列表)][:返回值類型][{特性}]-attachXWindow(xwing:XwindowPtr)上節(jié)課重點(diǎn)第36頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二上節(jié)課重點(diǎn)

類之間的關(guān)系包括:

關(guān)聯(lián)、聚集、組合、泛化、依賴等。UML中三種主要的類構(gòu)造型邊界類,boundaryclass控制類,controlclass實(shí)體類,entityclass第37頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二上節(jié)課重點(diǎn)

研究分析問題領(lǐng)域,確定系統(tǒng)需求.確定類,明確類的含義和職責(zé),確定屬性和操作.確定類之間的關(guān)系.調(diào)整和細(xì)化類及類之間的關(guān)系.繪制類圖并增加相應(yīng)的說明.建立類圖的步驟第38頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二395.9OO設(shè)計(jì)的原則開閉原則(Open/ClosedPrinciple,OCP)Liskov替換原則(LiskovSubstitutionPrinciple,LSP)依賴倒置原則(DependencyInversionPrinciple,DSP)接口分離原則(InterfaceSegregationPrinciple,ISP)第39頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二405.9.1開閉原則開閉原則指的是一個(gè)模塊在擴(kuò)展性方面應(yīng)該是開放的,而在更改性方面應(yīng)該是封閉的.其目的是在寫模塊時(shí),應(yīng)該盡量使得模塊可以擴(kuò)展,并且在擴(kuò)展時(shí)不需要對(duì)模塊的源代碼進(jìn)行修改.為達(dá)到開閉原則,設(shè)計(jì)時(shí)就盡量使用接口進(jìn)行封閉,采用抽象機(jī)制,并利用OO中的多態(tài)性技術(shù).第40頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二415.9.1開閉原則例:某輸出類Output中包含一個(gè)output方法,該方法可能使用多種不同的打印機(jī),如:HP、EPSON、Canon，每種打印機(jī)都有不同的print方法。設(shè)計(jì)方案1voidoutput(intprintType){if(printType==1){Hpprt=newHp();prt.print(args);}elseif(printType==2){Epsonprt=newEpson();prt.print(args);}else{……}……}第41頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二425.9.1開閉原則設(shè)計(jì)方案2voidoutput(Printerprinter){……printer.print(args);……}如何增加打印機(jī)類型?第42頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二435.9.2Liskov替換原則定義:如果對(duì)每一個(gè)類型為T1的對(duì)象o1,都有類型為T2的對(duì)象o2,使得以T1定義的所有程序P,在所有對(duì)象o1被代換成o2時(shí),程序P的行為沒有變化,那么類型T2是類型T1的子類型.子類可以替換父類出現(xiàn)在任何需要的地方。Java等語言中是否允許左圖中的繼承,即子類使用較低訪問權(quán)限覆蓋父類的方法呢?不允許,這樣違背了Liskov替換原則.Liskov替換原則是繼承重用的基石第43頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二445.9.3依賴倒置原則定義1:抽象不應(yīng)該依賴于細(xì)節(jié),細(xì)節(jié)應(yīng)該依賴于抽象.定義2:要針對(duì)接口編程,不要針對(duì)實(shí)現(xiàn)編程.設(shè)計(jì)人員希望遵守”開-閉”原則,倒置依賴關(guān)系是達(dá)到要求的途徑.第44頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二455.9.4接口分離原則使用多個(gè)專門的接口比使用單一的總接口要好.第45頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二465.9.4接口分離原則一個(gè)真實(shí)的例子:某全文查找引擎的系統(tǒng)設(shè)計(jì).違反接口分離原則第46頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二475.9.4接口分離原則探索器接口索引生成器接口搜索結(jié)果集接口功能接口的劃分：第47頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二485.9.6設(shè)計(jì)過程中注意的問題遵守OO設(shè)計(jì)原則.不同類中相似方法的名稱應(yīng)該相同.遵守已有的約定俗成的習(xí)慣.盡量減少消息模式的數(shù)目.只要可能,使消息具有一致的模式,以利于理解.設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的類.類的職責(zé)要明確,不要在類中提供太多的服務(wù),應(yīng)該從類名可以比較容易推斷出用途.泛化結(jié)構(gòu)的深度要適當(dāng).定義簡(jiǎn)單的方法.一個(gè)方法內(nèi)不要包含過多的功能.第48頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二495.9.6設(shè)計(jì)過程中注意的問題好的設(shè)計(jì)的變動(dòng)軌跡:第49頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二505.10對(duì)象圖對(duì)象圖表示地組對(duì)象及它們之間的關(guān)系.是系統(tǒng)詳細(xì)狀態(tài)在某一時(shí)刻的快照,表示復(fù)雜的類圖的一個(gè)實(shí)例.對(duì)象圖的建模元素:對(duì)象和鏈對(duì)象圖在UML建模中使用有限,用于表達(dá)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的示例,了解系統(tǒng)在某個(gè)特定時(shí)刻的具體情況.第50頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二515.10對(duì)象圖類圖對(duì)象圖第51頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二類發(fā)現(xiàn)類小王是一個(gè)愛書之人，家里各類書籍已過千冊(cè)，而平時(shí)又時(shí)常有朋友外借，因此需要一個(gè)個(gè)人圖書管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)該能夠?qū)幕拘畔从?jì)算機(jī)類、非計(jì)算機(jī)類分別建檔，實(shí)現(xiàn)按書名、作者、類別、出版社等關(guān)鍵字的組合查詢功能。在使用該系統(tǒng)錄入新書籍時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)按規(guī)則生成書號(hào)，可以修改信息，但一經(jīng)創(chuàng)建就不允許刪除。該系統(tǒng)還應(yīng)該能夠?qū)耐饨枨闆r進(jìn)行記錄，可對(duì)外借情況列表打印。另外，還希望能夠?qū)馁徺I金額、冊(cè)數(shù)按特定時(shí)間周期進(jìn)行統(tǒng)計(jì)第52頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二類篩選備選類“小王”、“人”、“家里”很明顯是系統(tǒng)外的概念，無須對(duì)其建模；而“個(gè)人圖書管理系統(tǒng)”、“系統(tǒng)”指的就是將要開發(fā)的系統(tǒng)，即系統(tǒng)本身，也無須對(duì)其進(jìn)行建模；很明顯“書籍”是一個(gè)很重要的類，而“書名”、“作者”、“類別”、“出版社”、“書號(hào)”則都是用來描述書籍的基本信息的，因此應(yīng)該作為“書籍”類的屬性處理，而“規(guī)則”是指書號(hào)的生成規(guī)則，而書號(hào)則是書籍的一個(gè)屬性，因此“規(guī)則”可以作為編寫“書籍”類構(gòu)造函數(shù)的指南?！盎拘畔ⅰ眲t是書名、作者、類別等描述書籍的基本信息統(tǒng)稱，“關(guān)鍵字”則是代表其中之一，因此無需對(duì)其建模；“功能”、“新書籍”、“信息”、“記錄”都是在描述需求時(shí)使用到的一些相關(guān)詞語，并不是問題域的本質(zhì)，因此先可以將其淘汰掉；第53頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二類篩選備選類“計(jì)算機(jī)類”、“非計(jì)算機(jī)類”是該系統(tǒng)中圖書的兩大分類，因此應(yīng)該對(duì)其建模，并改名為“計(jì)算機(jī)類書籍”和“非計(jì)算機(jī)類書籍”，以減少歧義；“外借情況”則是用來表示一次借閱行為，應(yīng)該成為一個(gè)候選類，多個(gè)外借情況將組成“外借情況列表”，而外借情況中一個(gè)很重要的角色是“朋友”—借閱主體。雖然到本系統(tǒng)中并不需要建立“朋友”的資料庫，但考慮到可能會(huì)需要列出某個(gè)朋友的借閱情況，因此還是將其列為候選類。為了能夠更好地表述，將“外借情況”改名為“借閱記錄”，而將“外借情況列表”改名為“借閱記錄列表”；“購買金額”、“冊(cè)數(shù)”都是統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，都是一個(gè)數(shù)字，因此不用將其建模，而“特定時(shí)限”則是統(tǒng)計(jì)的范圍，也無需將其建模；不過從這里的分析中，我們可以發(fā)現(xiàn)，在該需求描述中隱藏著一個(gè)關(guān)鍵類—書籍列表，也就是執(zhí)行統(tǒng)計(jì)的主體。第54頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二類得到候選類在使用“名詞動(dòng)詞法”尋找類的時(shí)候，很多團(tuán)隊(duì)會(huì)在此耗費(fèi)大量的時(shí)間，特別是對(duì)于中大型項(xiàng)目，這樣很容易迷失方向。其實(shí)在此主要的目的是對(duì)問題領(lǐng)域建立概要的了解，無需太過咬文嚼字第55頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二類圖建模技術(shù)范例1第56頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二類圖建模技術(shù)范例1多重性分析第57頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二類圖建模技術(shù)范例1職責(zé)分析書籍類：從需求描述中，可找到書名、類別、作者、出版社；同時(shí)從統(tǒng)計(jì)的需要中，可得知“定價(jià)”也是一個(gè)關(guān)鍵的成員變量。書籍列表類：書籍列表就是全部

的藏書列表，其主要的成員方法

是新增、修改、查詢（按關(guān)鍵字

查詢）、統(tǒng)計(jì)（按特定時(shí)限統(tǒng)計(jì)

冊(cè)數(shù)與金額）。借閱記錄類：借閱人（朋友）、

借閱時(shí)間。借閱記錄列表類：主要職責(zé)就是

添加記錄（借出）、刪除記錄

（歸還）以及打印借閱記錄第58頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二類圖建模技術(shù)范例1限定與修改導(dǎo)航性分析：Book與BookList之間、BorrowRecord和BorrowList之間是組合關(guān)系均無需添加方向描述，而Book與BorrowRecord之間則是雙方關(guān)聯(lián)，也無需添加約束：Book對(duì)象創(chuàng)建后就不能夠

被刪除只能被修改，因此在Book

類邊上加上用自由文本寫的約束；

一本書要么屬于計(jì)算機(jī)類，要么

屬于非計(jì)算機(jī)類，因此在ItBook

和OtherBook間加了“{Xor}”約束限定符：一本書只有一冊(cè)，因此只

能夠被借一次，因此對(duì)于一本Book

而言只能有一個(gè)RecordId與其對(duì)應(yīng)第59頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二類圖建模技術(shù)范例2teacheradministratorstudentRecordgradesSavegradesReportcardslogonUpdategradesViewgradesGenerateReportcardsloadgrades《include》《include》《include》《include》第60頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二類圖建模技術(shù)實(shí)例teachergradesreportcardwebsitelogonadministratorstudentMaintains><contains^generates<uses^displays^gr