軟件制造工程

第三章編程工程

3.1.1編程工程的定義

■編程工程就是用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言把程序設(shè)

計(jì)的結(jié)果和過(guò)程翻譯為在計(jì)算機(jī)相應(yīng)環(huán)

境下可運(yùn)行的軟件產(chǎn)品，把系統(tǒng)工程師

按照用戶需求設(shè)計(jì)出來(lái)的系統(tǒng)構(gòu)架變?yōu)?/p>

真正可運(yùn)行的軟件系統(tǒng)的工程。

3,1?工編程工程的定義

-編程工程的作業(yè)內(nèi)容詳細(xì)地劃分為制定

工作標(biāo)準(zhǔn)，制定編碼基準(zhǔn)，理解設(shè)計(jì)書,

程序編碼，自查，送上級(jí)系統(tǒng)工程師審

查，修改以及進(jìn)行單元測(cè)試等若干步驟,

3.1.1編程工程的定義

■編程工程的作業(yè)流程

見P12圖2.3

3.1.2易讀易懂的程序

JI-----------------——

■結(jié)構(gòu)化編程以前，以個(gè)人為中心的編程作業(yè)

■程序的規(guī)模逐漸擴(kuò)大，產(chǎn)生了組織行為的軟件

開發(fā)，而且產(chǎn)生了對(duì)過(guò)去開發(fā)的程序進(jìn)行修改

后再利用的需求

■Goto語(yǔ)句的使用

■能夠把猛一看很大的很復(fù)雜的程序用單純的方

法分解，分解后的一塊一塊的程序也都很單純,

這就是“易讀易懂的程序”。

3.2結(jié)構(gòu)化編程

■結(jié)構(gòu)化開發(fā)-結(jié)構(gòu)化分析、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)和

結(jié)構(gòu)化編程三個(gè)階段

3.2.1結(jié)構(gòu)化開發(fā)過(guò)程

3.2.1結(jié)構(gòu)化開發(fā)過(guò)程

1、結(jié)構(gòu)化分析

■結(jié)構(gòu)化分析方法的核心是沿?cái)?shù)據(jù)流程圖自頂向

下、逐步求精，是最經(jīng)典的面向數(shù)據(jù)流的需求

分析方法。結(jié)構(gòu)化分析方法使用系統(tǒng)流程圖、

數(shù)據(jù)流程圖、數(shù)據(jù)字典、ER圖、處理說(shuō)明等工

具來(lái)描述系統(tǒng)的功能需求、數(shù)據(jù)需求、運(yùn)行需

求和系統(tǒng)擴(kuò)充需求。該方法廣泛應(yīng)用于銀行，

證券，商務(wù)處理，生產(chǎn)管理等大中型信息管理

系統(tǒng)的需求分析過(guò)程。

3.2.1結(jié)構(gòu)化開發(fā)過(guò)程

■在軟件系統(tǒng)開發(fā)的初期階段，首先要對(duì)

用戶的現(xiàn)行業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查和現(xiàn)

狀分析，把握用戶對(duì)新的開發(fā)系統(tǒng)的要

求和希望，從用戶提供的基本信息中，

整理出開發(fā)系統(tǒng)目的和可能實(shí)現(xiàn)的功能

范圍，設(shè)計(jì)出新系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖一

(DFD：DataFlowDiagram),顯示屏

幕關(guān)連圖和功能概要說(shuō)明書。

3.2.1結(jié)構(gòu)化開發(fā)過(guò)程

2、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)

■結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法通常也叫做面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)、

面向行為的設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法是以需求分

析階段獲得的新系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖(DFD)和顯

示屏幕關(guān)連圖為基礎(chǔ)，通過(guò)一系列映射，自頂

向下，逐步細(xì)化，把它們變換為具體的程序概

要結(jié)構(gòu)圖和屏幕設(shè)計(jì)式樣，把一個(gè)個(gè)復(fù)雜的問(wèn)

題分解細(xì)化為由多個(gè)功能模塊組成的具有層次

結(jié)構(gòu)的軟件系統(tǒng)。

3.2.1結(jié)構(gòu)化開發(fā)過(guò)程

3、結(jié)構(gòu)化程序制造

■結(jié)構(gòu)化程序制造由結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)化程

序編碼組成，它以外部設(shè)計(jì)和內(nèi)部設(shè)計(jì)過(guò)程中

獲得的軟件結(jié)構(gòu)圖及其相關(guān)設(shè)計(jì)資料為基礎(chǔ)，

采用自頂向下，逐步細(xì)化的方法，把一個(gè)個(gè)模

塊的功能逐步分解，細(xì)化為一系列具體的步驟,

作出結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)說(shuō)明書，程序員再按照程

序設(shè)計(jì)說(shuō)明書和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)資料，把一步

步的處理說(shuō)明翻譯成一系列用某種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)

言編寫的程序代碼。

3.2.2系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的

成果文檔與編程的關(guān)系

-結(jié)構(gòu)化分析、設(shè)計(jì)的成果文檔

系統(tǒng)功能概要說(shuō)明書程序名稱一覽表

業(yè)務(wù)處理概要圖（ER圖）公共子程序設(shè)計(jì)說(shuō)明書

顯示屏幕關(guān)連圖程序功能結(jié)構(gòu)圖

屏幕設(shè)計(jì)式樣書程序設(shè)計(jì)說(shuō)明書

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書程序處理追加功能說(shuō)明書

代碼設(shè)計(jì)說(shuō)明書模塊功能的定義說(shuō)明書

輸入/輸出文件設(shè)計(jì)說(shuō)明書輸入數(shù)據(jù)檢查說(shuō)明書

3.2,2系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的

成果文檔與編程的關(guān)系

■在進(jìn)行程序編碼工作的初期，程序員首

先要獲取系統(tǒng)功能概要說(shuō)明書、業(yè)務(wù)處

理概要圖（DFD圖或者ER圖）、顯示屏

幕關(guān)連圖和程序名稱一覽表，理解開發(fā)

系統(tǒng)的目的、整體要素和各個(gè)子系統(tǒng)的

處理要求。

3.2.2系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的

成果文檔與編程的關(guān)系

-程序編碼的主要依據(jù)是程序設(shè)計(jì)說(shuō)明書，在編

寫程序代碼之前，程序員首先要確認(rèn)自己所要

編制的程序名稱，獲取該程序的程序設(shè)計(jì)說(shuō)明

書，理解該程序的程序功能概要和各個(gè)模塊的

詳細(xì)處理說(shuō)明，確定該程序所要使用的屏幕和

報(bào)表的名稱，數(shù)據(jù)庫(kù)表和輸入輸出文件的名稱,

以及調(diào)用公共子程序的名稱，找出所有相關(guān)的

設(shè)計(jì)資料，充分理解程序設(shè)計(jì)說(shuō)明書的內(nèi)容，

若有疑問(wèn)或不明白的地方，要提出問(wèn)題，與系

統(tǒng)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行交流確認(rèn)。

3.2.2系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的

成果文檔與編程的關(guān)系

■在正確理解程序設(shè)計(jì)說(shuō)明書的基礎(chǔ)上，

構(gòu)思出結(jié)構(gòu)化程序的框架，必要時(shí)作出

程序處理流程圖。使用c語(yǔ)言或者其它語(yǔ)

言編寫程序代碼時(shí)，還要獲取相關(guān)文件

和DB的格式定義代碼（*.h）或COPY句,

確認(rèn)各個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目的變量名稱。需要調(diào)

用公共子程序時(shí)，要獲得公共子程序的

代碼或者可執(zhí)行文件，做好輸入輸出參

數(shù)的設(shè)置和返回值的判斷處理。

3.2.2系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的

成果文檔與編程的關(guān)系

■在編寫程序代碼之前，還需要獲得編碼

測(cè)試基準(zhǔn)、共通處理說(shuō)明書和代碼設(shè)計(jì)

說(shuō)明書、獲取相應(yīng)的例子程序，在正確

理解編碼測(cè)試基準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行程序

編碼和編碼完成后的單元測(cè)試，一定不

要在程序編碼測(cè)試完成以后，再回過(guò)頭

來(lái)對(duì)照編程基準(zhǔn)和共通處理說(shuō)明書，檢

查修改與基準(zhǔn)不一致的地方，那樣既增

加了作業(yè)時(shí)間又不能保證程序質(zhì)量。

3.2.3結(jié)構(gòu)化編碼

■程序代碼的質(zhì)量與軟件系統(tǒng)外部設(shè)計(jì)和

內(nèi)部設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接相關(guān)，同時(shí)，程序

設(shè)計(jì)語(yǔ)言的特性和程序員的編碼水平，

程序代碼的可讀性，可維護(hù)性，可靠性,

可測(cè)試性都是直接影響程序質(zhì)量的因素。

3.2.2系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的

成果文檔與編程的關(guān)系

■在進(jìn)行組合測(cè)試之前，需要獲取系統(tǒng)功

能概要說(shuō)明書、數(shù)據(jù)流程圖、編碼測(cè)試

基準(zhǔn)和共通處理說(shuō)明書，把握各個(gè)子系

統(tǒng)的處理流程和各個(gè)程序單元之間的接

口，確保實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能

3.2.3結(jié)構(gòu)化編碼

■結(jié)構(gòu)化編碼采用自頂向下，逐步細(xì)化的

方法，先全局，后局部，先整體，后細(xì)

節(jié)，先抽象，后具體，逐步求精，編制

出來(lái)的程序具有清晰的邏輯層次結(jié)構(gòu)，

容易閱讀、理解、修改和維護(hù)，可以提

高軟件質(zhì)量，提高軟件開發(fā)的成功率和

生產(chǎn)性。結(jié)構(gòu)化編碼過(guò)程中，要遵循以

下幾個(gè)主要的原則：

3.2.3結(jié)構(gòu)化編碼

⑴盡可能使用語(yǔ)言提供的基本控制結(jié)構(gòu)，順序結(jié)構(gòu)、選

擇結(jié)構(gòu)和重復(fù)結(jié)構(gòu)。

⑵選用的控制結(jié)構(gòu)只準(zhǔn)許有一個(gè)入口和一個(gè)出口。

⑶利用程序內(nèi)部函數(shù)，把程序組織成容易識(shí)別的內(nèi)部函

數(shù)模塊，每個(gè)模塊只有一個(gè)入口或一個(gè)出口，一般不

超過(guò)200行。

(4)復(fù)雜結(jié)構(gòu)應(yīng)該用基本控制結(jié)構(gòu)組合或嵌套來(lái)實(shí)現(xiàn)。

⑸盡可能減少GOTO語(yǔ)句的使用，一般限制用到以下兩

種情況：

?把控制轉(zhuǎn)移到出錯(cuò)處理。

?把控制轉(zhuǎn)移到函數(shù)模塊結(jié)束

3.2.3結(jié)構(gòu)化編碼

■大量采用GOTO語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)控制路徑，會(huì)使

程序路徑變得復(fù)雜而且混亂，但有時(shí)完

全不用GOTO語(yǔ)句，可能會(huì)增加程序?qū)崿F(xiàn)

的復(fù)雜度。例如，在查找結(jié)束時(shí)、文件

訪問(wèn)結(jié)束時(shí)或出現(xiàn)錯(cuò)誤情況要從循環(huán)中

轉(zhuǎn)出時(shí)，使用GOTO語(yǔ)句會(huì)使程序更加清

晰易懂。所以，應(yīng)該加以限制地使用

GOTO語(yǔ)句。

3.2.3結(jié)構(gòu)化編碼

■例如，使用c語(yǔ)言編寫下面的一個(gè)小程序,

目的是打印出A,B,C三個(gè)數(shù)據(jù)中的最小

數(shù)，如圖32給出了程序流程圖。

■程序段1、程序段2比較

3.2.3結(jié)構(gòu)化編碼

■結(jié)構(gòu)化程序編碼就是按照結(jié)構(gòu)化程序設(shè)

計(jì)說(shuō)明書，從程序的控制結(jié)構(gòu)入手，自

頂向下，逐步細(xì)化，把一個(gè)個(gè)模塊的功

能逐步分解，細(xì)化為一系列具體的步驟。

3.2.3結(jié)構(gòu)化編碼

■在結(jié)構(gòu)化程序的實(shí)現(xiàn)方法中，有兩種常

用的基本方法，第一是BREAK處理（見

圖3.3）,第二是MATCHING處理（見圖

3.5）

3.2.3結(jié)構(gòu)化編碼

BREAK方法的處理概要如下，處理流程見圖34

①按關(guān)鍵字項(xiàng)目值的升序讀入輸入文件的記錄，

把關(guān)鍵字項(xiàng)目的值存入工作變量中。

②關(guān)鍵字項(xiàng)目的值相同時(shí)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理(或者

其他處理)。

③關(guān)鍵字項(xiàng)目的值發(fā)生了變化(BREAK)的時(shí)候,

把變化前(BREAKBEFOR)的關(guān)鍵字項(xiàng)目值和

統(tǒng)計(jì)結(jié)果輸出到文件中(或者其他處理)，用

變化后(BREAKAFTER)的關(guān)鍵字項(xiàng)目值替換

變化前的關(guān)鍵字項(xiàng)目值。

3.2.3結(jié)構(gòu)化編碼

④讀入輸入文件的下一條記錄，把關(guān)鍵字

項(xiàng)目的值存入變化后的工作變量中。

⑤繼續(xù)進(jìn)行上述②至④的處理，直至文件

讀入結(jié)束。

3.2.3結(jié)構(gòu)化編碼

■前提條件是：

在進(jìn)行BREAK處理之前，輸入文件必須

是已經(jīng)按照關(guān)鍵字項(xiàng)目值進(jìn)行排序（升

序或者降序）處理好的。

>3.2.3結(jié)構(gòu)化編碼

MATCHING方法處理概要說(shuō)明如下，處理流程如

圖3,6所示。

①按關(guān)鍵字項(xiàng)目值的升序讀入基礎(chǔ)文件的記錄，

把關(guān)鍵字項(xiàng)目的值存入基礎(chǔ)KEY工作變量中。

②按關(guān)鍵字項(xiàng)目值的升序讀入事務(wù)文件的記錄，

把關(guān)鍵字項(xiàng)目的值存入事務(wù)KEY工作變量中。

③基礎(chǔ)KEY的值與事務(wù)KEY值相等時(shí)，把事務(wù)文

件的數(shù)據(jù)編輯輸出到文件中。讀入事務(wù)文件的

下一條記錄，把關(guān)鍵字值存入事務(wù)KEY。

>3.2.3結(jié)構(gòu)化編碼

④基礎(chǔ)KEY的值大于事務(wù)KEY值的時(shí)候，把事務(wù)KEY的值

寫到錯(cuò)誤信息文件中。讀入事務(wù)文件的下一條記錄,

把關(guān)鍵字值存入事務(wù)KEY。

⑤基礎(chǔ)KEY的值小于事務(wù)KEY值的時(shí)候，讀入基礎(chǔ)文件的

下一條記錄，把關(guān)鍵字值存入基礎(chǔ)KEY。

⑥繼續(xù)進(jìn)行上述③至④的處理，直至文件讀入結(jié)束。

1:1的匹配處理的情況下，上述處理③讀入事務(wù)文件的同

時(shí)，還要讀入基礎(chǔ)文件

3.2.3結(jié)構(gòu)化編碼

■前提條件是：

在進(jìn)行MATCHING處理之前，輸入文件

必須是已經(jīng)按照關(guān)鍵字項(xiàng)目的值進(jìn)行排

序（升序或者降序）處理好的。

3.3.1什么是面向?qū)ο?/p>

■面向?qū)ο螅╫bject-oriented或object-

orientation亦僅是一些具體的軟件開發(fā)

技術(shù)與策略，而且是一整套關(guān)于如何看

待軟件系統(tǒng)與現(xiàn)實(shí)世界的關(guān)系，以什么

觀點(diǎn)來(lái)研究問(wèn)題并進(jìn)行求解，以及如何

進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)造的軟件方法學(xué)。

3.3.1什么是面向?qū)ο?/p>

-概括地說(shuō)，面向?qū)ο蠓椒ǖ幕舅枷胧?，從現(xiàn)實(shí)世界

中客觀存在的事物（即對(duì)象）出發(fā)來(lái)構(gòu)造軟件系統(tǒng)，

并在系統(tǒng)構(gòu)造中盡可能運(yùn)用人類的自然思維方式。

■開發(fā)一個(gè)軟件是為了解決某些問(wèn)題，這些問(wèn)題所涉及

的業(yè)務(wù)范圍稱作該軟件的問(wèn)題域。面向?qū)ο蠓椒◤?qiáng)調(diào)

直接以問(wèn)題域（現(xiàn)實(shí)世界）中的事物為中心來(lái)思考問(wèn)

題、認(rèn)識(shí)問(wèn)題，并根據(jù)這些事物的本質(zhì)特征，把它們

抽象地表示為系統(tǒng)中的對(duì)象，作為系統(tǒng)的基本構(gòu)成單

位（而不是用一些與現(xiàn)實(shí)世界中的事物相差較遠(yuǎn)，并

且沒有對(duì)應(yīng)關(guān)系的其它概念來(lái)構(gòu)造系統(tǒng)）。這可以使

系統(tǒng)直接地映射問(wèn)題域，保持問(wèn)題域中事物及其相互

關(guān)系的本來(lái)面貌。

什么是面向?qū)ο?/p>

■自80年代末期到90年代，面向?qū)ο蟮姆?/p>

法與技術(shù)向著軟件生命周期的前期階段

發(fā)展，即：人們對(duì)面向?qū)ο蠓椒ǖ难芯?/p>

與運(yùn)用，不再局限于編程階段，而是從

系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段就開始采用面

向?qū)ο蠓椒?。這標(biāo)志著面向?qū)ο蠓椒ㄒ?/p>

經(jīng)發(fā)展成一種完整的方法論和系統(tǒng)化的

技術(shù)體系

3.3.1什么是面向?qū)ο?/p>

■面向?qū)ο蟮姆椒ㄅc技術(shù)發(fā)展到軟件生命周期的

前期階段有著更為深刻的意義。因?yàn)槊嫦驅(qū)ο?/p>

方法的本質(zhì)，就是主張從客觀世界固有的事物

出發(fā)來(lái)構(gòu)造系統(tǒng)，提倡用人類在現(xiàn)實(shí)生活中常

用的思維方法來(lái)認(rèn)識(shí)、理解和描述客觀事物，

強(qiáng)調(diào)最終建立的系統(tǒng)能夠映射問(wèn)題域，即：系

統(tǒng)中的對(duì)象以及對(duì)象之間的關(guān)系能夠如實(shí)地反

映問(wèn)題域中固有事物及其關(guān)系。這恰恰是從分

析和設(shè)計(jì)階段入手才能根本解決的問(wèn)題。

3.3.2面向?qū)ο蟮能浖こ谭椒?/p>

■面向?qū)ο蟮能浖こ谭椒ㄊ敲嫦驅(qū)ο蠓?/p>

法在軟件工程領(lǐng)域的全面運(yùn)用。它包括

面向?qū)ο蟮姆治?、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)、面

向?qū)ο蟮木幊?、面向?qū)ο蟮臏y(cè)試和面向

對(duì)象的軟件維護(hù)(OOSM)等主要內(nèi)容。

一j3.3.2面向?qū)ο蟮能浖こ谭椒?/p>

-軟件開發(fā)是對(duì)問(wèn)題求解的過(guò)程。按照軟

件工程學(xué)對(duì)軟件生命周期的劃分，軟件

開發(fā)過(guò)程包括分析、設(shè)計(jì)、編程、測(cè)試

和維護(hù)等主要階段。從認(rèn)識(shí)論的角度看,

整個(gè)軟件開發(fā)過(guò)程又可歸結(jié)為兩項(xiàng)主要

活動(dòng)，即：人們對(duì)所要解決的問(wèn)題及其

相關(guān)事物的認(rèn)識(shí)和基于這種認(rèn)識(shí)所進(jìn)行

地描述。

3.3.2面向?qū)ο蟮能浖こ谭椒?/p>

■粗略地劃分認(rèn)識(shí)與描述，可以把分析與設(shè)計(jì)看

作對(duì)問(wèn)題及其解決方案的認(rèn)識(shí)，把編程看作對(duì)

解決方案的描述。細(xì)致地劃分，則分析和設(shè)計(jì)

階段本身也包括描述，即按一定的軟件開發(fā)模

型中分析及設(shè)計(jì)階段的表示方法，產(chǎn)生分析文

檔和設(shè)計(jì)文檔；編程階段也包括一定的認(rèn)識(shí)和

理解活動(dòng)，特別是在傳統(tǒng)的軟件開發(fā)方法中，

分析文檔和設(shè)計(jì)文檔不能很好地映射問(wèn)題域，

程序員在書寫程序之前，往往需要在分析、設(shè)

計(jì)文檔的幫助下，對(duì)程序所要描述的事物進(jìn)行

再認(rèn)識(shí)。

3.3.2面向?qū)ο蟮能浖こ谭椒?/p>

■對(duì)問(wèn)題域的正確認(rèn)識(shí)是軟件開發(fā)工作的

首要任務(wù)。沒有對(duì)問(wèn)題域的正確認(rèn)識(shí)，

就不可能產(chǎn)生一個(gè)正確的系統(tǒng)。描述只

是把開發(fā)人員對(duì)問(wèn)題域的認(rèn)識(shí)表達(dá)出來(lái),

最終產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器能夠理解和執(zhí)行的系

統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

一j3.3.2面向?qū)ο蟮能浖こ谭椒?/p>

■既然軟件開發(fā)是對(duì)問(wèn)題域的認(rèn)識(shí)和描述，按軟

件工程學(xué)的觀點(diǎn)，從認(rèn)識(shí)事物方面看，它在分

析階段提供了一些對(duì)問(wèn)題域的分析認(rèn)識(shí)方法。

從描述事物方面看，它在分析和設(shè)計(jì)階段提供

了一些從問(wèn)題域逐步過(guò)渡到編程語(yǔ)言的描述手

段。但是在結(jié)構(gòu)化的軟件工程方法中，這些過(guò)

渡手續(xù)并不連續(xù)。就是說(shuō)，并沒有完全填平語(yǔ)

言之間的鴻溝（如下圖）。而在面向?qū)ο蟮拈_

發(fā)中，它們都是緊密銜接的，填平了語(yǔ)言之間

的鴻溝（如下圖）。

傳統(tǒng)的軟件工程方法與面向?qū)ο?/p>

的軟件工程方法

問(wèn)題域問(wèn)題域

自然語(yǔ)言需求分析00A

自然語(yǔ)言（面向?qū)ο蠓治觯?/p>

分析與設(shè)計(jì)的鴻溝

總體設(shè)計(jì)00D

（面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)）

詳細(xì)設(shè)計(jì)

OOP

中向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)（面向?qū)ο缶幊蹋?/p>

編程語(yǔ)言編程

00T

（面向?qū)ο鬁y(cè)試）

測(cè)試

計(jì)算機(jī)

計(jì)算機(jī)

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

■面向?qū)ο蟮木幊逃址Q作面向?qū)ο蟮膶?shí)現(xiàn)（001）。它

是面向?qū)ο蠓椒◤恼Q生、發(fā)展到走向成熟的第一片領(lǐng)

地，也是使面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)最終實(shí)現(xiàn)的重要階段。

在00A和00D理論出現(xiàn)之前，程序員要寫一個(gè)好的面

向?qū)ο蟮某绦?，首先要學(xué)會(huì)運(yùn)用00方法來(lái)認(rèn)識(shí)問(wèn)題域,

所以O(shè)OP被看作一門比較高深的技術(shù)?，F(xiàn)在，在

OOA-OOD-OOP這一軟件工程的過(guò)程系列中，OOP

的分工比較簡(jiǎn)單了：認(rèn)識(shí)問(wèn)題域與設(shè)計(jì)系統(tǒng)成分的工

作已經(jīng)在00A與00D階段完成，OOP工作就是用同一

種面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言把00D模型中的每個(gè)部分書寫

出來(lái)。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

■我們使用的編程語(yǔ)言直接影響我們觀察（建模）

現(xiàn)實(shí)的方式。20世紀(jì)70年代當(dāng)我們使用C、

Pascal和PL/1等編程語(yǔ)言時(shí)，我們使用命令式

范圍（即結(jié)構(gòu)化方法）對(duì)現(xiàn)實(shí)建模。20世紀(jì)80

年代當(dāng)我們使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、SQL和4GL時(shí)，

我們使用數(shù)據(jù)建模范型對(duì)現(xiàn)實(shí)建模一實(shí)體一關(guān)

系圖。今天我們使用C++、JAVA、Smalltalk和

ObjectiveC編程時(shí)，我們使用面向?qū)ο蟮哪Ｐ?/p>

對(duì)現(xiàn)實(shí)建模。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

■面向?qū)ο缶幊痰幕靖拍?/p>

由于面向?qū)ο蠓椒◤?qiáng)調(diào)在軟件開發(fā)過(guò)程

中面向客觀世界（問(wèn)題域）中的事物，

采用人類在認(rèn)識(shí)世界的過(guò)程中普通運(yùn)用

的思維方法，我們?cè)谡J(rèn)識(shí)面向?qū)ο蟮木?/p>

程時(shí)，需要了解面向?qū)ο蟮囊恍┗靖?/p>

念，在介紹這些概念時(shí)力求與客觀世界

和人的自然思維方式聯(lián)系起來(lái)。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊?OOP)

⑴對(duì)象(Object)

■對(duì)象(Object)是面向?qū)ο缶幊痰淖罨?/p>

本的概念。

■對(duì)象是系統(tǒng)中用來(lái)描述客觀事物的一個(gè)

實(shí)體，它是構(gòu)成系統(tǒng)的一個(gè)基本單元。

一個(gè)對(duì)象由一組屬性(attribute)和對(duì)這

組屬性進(jìn)行操作的一組服務(wù)(Service)

組成。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

-屬性和服務(wù)，是構(gòu)成對(duì)象的兩個(gè)主要因素，其

定義是：

-屬性是用來(lái)描述對(duì)象靜態(tài)特征的一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。

■服務(wù)是用來(lái)描述對(duì)象動(dòng)態(tài)特征（行為）的一個(gè)

操作序列。

■一個(gè)對(duì)象可以有多項(xiàng)屬性和多項(xiàng)服務(wù)。一個(gè)對(duì)

象的屬性和服務(wù)被結(jié)合成一個(gè)整體，對(duì)象的屬

性值只能由這個(gè)對(duì)象的服務(wù)存取。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

■另外需要說(shuō)明以下兩點(diǎn)：第一點(diǎn)是，對(duì)

象只描述客觀事物本質(zhì)的、與系統(tǒng)目標(biāo)

有關(guān)的特征，而不考慮那些非本質(zhì)的、

與系統(tǒng)目標(biāo)無(wú)關(guān)的特征。這就是說(shuō)，對(duì)

象是對(duì)事物的抽象描述。第二點(diǎn)是，對(duì)

象是屬性和服務(wù)的結(jié)合體，二者是不可

分的；而且對(duì)象的屬性值只能由這個(gè)對(duì)

象的服務(wù)來(lái)讀取和修改，這就是封裝概

念。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

■根據(jù)以上兩點(diǎn)，也可以給出如下對(duì)象定

義：

對(duì)象是問(wèn)題域或?qū)崿F(xiàn)域中某些事物的一

個(gè)抽象，它反映該事物在系統(tǒng)中需要保

存的信息和發(fā)揮的作用；它是一組屬性

和有權(quán)對(duì)這些屬性進(jìn)行操作的一組服務(wù)

的封裝體。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊?OOP)

⑵類(class)

在00方法中，類的定義是：

■類是具有相同屬性和服務(wù)的一組對(duì)象的集合，

它為屬于該類的全部對(duì)象提供了統(tǒng)一的抽象描

述，其內(nèi)部包括屬性和服務(wù)兩個(gè)主要部分。

■在面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言中，類是一個(gè)獨(dú)立的程

序單元，它應(yīng)該有一個(gè)類名并包括屬性說(shuō)明和

服務(wù)說(shuō)明兩人主要部分。類的作用是定義對(duì)象。

比如，程序中給出了一個(gè)類的說(shuō)明，然后以靜

態(tài)聲明或動(dòng)態(tài)創(chuàng)建等方式定義它的對(duì)象實(shí)例。

.3.3.3面向?qū)ο蟮木幊?OOP)

-JI------------------

■類與對(duì)象的關(guān)系如同一個(gè)模具與用這個(gè)模具鑄

造出來(lái)的鑄件之間的關(guān)系。類給出了屬于該類

的全部對(duì)象的抽象定義，而對(duì)象則是符合這種

定義的一個(gè)實(shí)體。所以，一個(gè)對(duì)象又稱作類的

一個(gè)實(shí)例(instance),而有的文僦文把類稱

作對(duì)象的模板(template)o所謂“實(shí)襪”、

“實(shí)例”意味著什么呢？最現(xiàn)實(shí)的一件事是：

在程序中，每個(gè)對(duì)象需要有自己的存儲(chǔ)空間，

以保存它自己的屬性值。我們說(shuō)同類對(duì)象具有

相同的屬性與服務(wù)，是指它們的定義形式相同,

而不是說(shuō)每個(gè)對(duì)象的屬性值都相同

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

-事物（對(duì)象）既具有共同性，也具有特殊性。運(yùn)用抽

象的原則舍棄對(duì)象的特殊性，抽取其共同性，則得到

一個(gè)適應(yīng)一批對(duì)象的類。如果在這個(gè)類的范圍內(nèi)考慮

定義這個(gè)類時(shí)舍棄的某些特殊性，則在這個(gè)類中有一

部分對(duì)象具有這些特殊性，而這些對(duì)象彼此是共同的,

于是得到一個(gè)新的類。它是前一個(gè)類的子集，稱作前

一個(gè)類的特殊類，而前一個(gè)類稱作這個(gè)新類的一般類,

這是從一般類發(fā)現(xiàn)特殊類。也可以從特殊到一般：考

慮若干類所具有的彼此共同的特征，舍棄它們彼此不

同的特殊性，則得到這些類的一般類。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

■一般類和特殊類是相對(duì)而言的，它們之

間是一種真包含的關(guān)系（即：一般類是

特殊類的一個(gè)真子集）。如果兩個(gè)類之

間沒有這種關(guān)系，就談不上一般和特殊。

特殊類具有它的一般類的全部特征，同

時(shí)又具有一些只適應(yīng)于本類對(duì)象的獨(dú)特

特征。

.3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

-Ji--------------------------

-在00方法中關(guān)于一般類與特殊類的定義是：

如果類A具有類B的全部屬性和全部服務(wù)，而且

具有自己特有的某些屬性或服務(wù)，貝蛆叫做B的

特殊類，B叫做A的一般類。

■這個(gè)定義也可用另一種方式給出：

如果類A的全部對(duì)象都是類B的對(duì)象，而且類B

中存在不屬于類A的對(duì)象，則A是B的特殊類，B

是A的一般類。

■以上兩個(gè)定義是等價(jià)的。但從軟件開發(fā)的角度

看，前一個(gè)定義運(yùn)用起來(lái)將更加方便。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

⑶封裝（encapsulation）和信息隱蔽

（informationhiding）

■封裝是面向?qū)ο蠓椒ǖ囊粋€(gè)重要原則。它有兩

個(gè)涵義是，把對(duì)象的全部屬性和全部服務(wù)結(jié)合

在一起，形成一個(gè)不可分割的獨(dú)立單位（即對(duì)

象）。第二個(gè)涵義也稱作“信息隱蔽”，即盡

可能隱蔽對(duì)象的內(nèi)部細(xì)節(jié)，對(duì)外形成一個(gè)邊界

（或者說(shuō)形成一道屏障），只保留有限的對(duì)外

接口使之與外部發(fā)生聯(lián)系。這主要是指對(duì)象的

外部不能直接地存取對(duì)象的屬性，只能通過(guò)幾

個(gè)允許外部使用的服務(wù)與對(duì)象發(fā)生聯(lián)系。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

■用比較簡(jiǎn)練的語(yǔ)言給出封裝的定義就是：

封裝就是把對(duì)象的屬性和服務(wù)結(jié)合成一個(gè)獨(dú)立

的系統(tǒng)單位，并盡可能隱蔽對(duì)象的內(nèi)部細(xì)節(jié)。

■封裝是面向?qū)ο蠓椒ǖ囊粋€(gè)原則，也是面向?qū)?/p>

象技術(shù)必須提供的一種機(jī)制。例如在面向?qū)ο?/p>

的語(yǔ)言中，要求把屬性和服務(wù)結(jié)合起來(lái)定義成

一個(gè)程序單位，并通過(guò)編譯系統(tǒng)保證對(duì)象的外

部不能直接存取對(duì)象的屬性或調(diào)用它的內(nèi)部服

務(wù)。這種機(jī)制就叫作封裝機(jī)制。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

■與封裝密切相關(guān)的一個(gè)術(shù)語(yǔ)是可見性。它是指

對(duì)望的屬性和服務(wù)允許對(duì)象外部存取和引用的

程度。

■我們已經(jīng)討論了封裝的好處，然而封裝也有它

的副作用。如果強(qiáng)調(diào)嚴(yán)格的封裝，則對(duì)象的任

何屬性都不先百外部直接存取，因此就要增加

許多沒有其它意義，只負(fù)責(zé)讀或?qū)懙姆?wù)。這

為編程工作增加了負(fù)擔(dān)，增加了運(yùn)行開銷，并

且使程序顯得臃腫。為了避免這一點(diǎn)，語(yǔ)言往

往米取一種比較現(xiàn)實(shí)的靈活態(tài)度一允許對(duì)象有

不同程度的可見性。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

⑷繼承（inheritance）

■繼承是00方法中一個(gè)十分重要的概念，并且是00技

術(shù)可提高軟件開發(fā)效率的重要原因之一，其定義是：

特殊類的對(duì)象擁有其一般類的全部屬性與服務(wù)，稱作

特殊類對(duì)一般類的繼承。

■繼承意味著“自動(dòng)地?fù)碛小保颉半[含地復(fù)制”。就

是說(shuō)，特殊類中不必重新定義已在它的一般類中定義

過(guò)的屬性和服務(wù)，而它卻自動(dòng)地、隱含地?fù)碛衅湟话?/p>

類的所有屬性與服務(wù)。00方法的這種特性稱作對(duì)象的

繼承性。從一般類和特殊類的定義可看到，后者對(duì)前

者的繼承在邏輯上是必然的。繼承的實(shí)現(xiàn)則是通過(guò)00

系統(tǒng)（例如OOPL）的繼承機(jī)制來(lái)保證的。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

■繼承對(duì)于軟件復(fù)用是很益的。在開發(fā)一個(gè)系統(tǒng)

時(shí)，使特殊類繼承一般類，這本身就是軟件復(fù)

用，然而其復(fù)用意義不僅如此。如果把用00

方法開發(fā)的類作為可復(fù)用構(gòu)件提交到構(gòu)件庫(kù)，

那么在開發(fā)新系統(tǒng)時(shí)不僅可以直接地復(fù)用這個(gè)

類，還可以把它作為一般類，通過(guò)繼承而實(shí)現(xiàn)

復(fù)用，從而大大擴(kuò)展了復(fù)用范圍。

-一個(gè)類可以是多個(gè)一般類的特殊類，它從多個(gè)

一般類中繼承了屬性與服務(wù)，這種繼承模式叫

作多繼承。多繼承無(wú)論從概念上還是從技術(shù)上

都是單繼承的推廣。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

⑸消息（message）

■對(duì)象通過(guò)它對(duì)外提供的服務(wù)在系統(tǒng)中發(fā)揮自己的作用。

當(dāng)系統(tǒng)中的其它對(duì)象（或其它系統(tǒng)成分）請(qǐng)求這個(gè)對(duì)

象執(zhí)行某個(gè)服務(wù)時(shí)，它就響應(yīng)這個(gè)請(qǐng)求，完成指定的

服務(wù)所應(yīng)完成的職責(zé)。在00方法中把向?qū)ο蟀l(fā)出的服

務(wù)請(qǐng)求稱作消息。通過(guò)消息進(jìn)行對(duì)象之間的通信，也

是00方法的一個(gè)原則，它與封裝的原則有密切的關(guān)系。

封裝使對(duì)象成為一些各司其職，互不干擾的獨(dú)立單位；

消息通信則為它們提供了唯一合法的動(dòng)態(tài)聯(lián)系途徑，

使它們的行為能夠互相配合，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的運(yùn)動(dòng)的

系統(tǒng)。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

00方法中對(duì)消息的定義是：

-消息就是向?qū)ο蟀l(fā)出的服務(wù)請(qǐng)求，它應(yīng)該含有下述信

息：提供服務(wù)的對(duì)象標(biāo)識(shí)、服務(wù)標(biāo)識(shí)、輸入信息和回

答彳言息。

-72、前血攵者是提供服務(wù)的對(duì)象。在設(shè)計(jì)時(shí)，它對(duì)外

提供的每個(gè)服務(wù)應(yīng)規(guī)定消息的格式，這種規(guī)定稱作消

息協(xié)議。

-消息的發(fā)送者是要求提供服務(wù)的對(duì)象或其它系統(tǒng)成分

（在不要求完全對(duì)象化的語(yǔ)言中允許有不屬于任何對(duì)

象的成分，例如C++程序的main函數(shù)）。在它的每個(gè)

發(fā)送點(diǎn)上需要寫出一個(gè)完整的消息，其內(nèi)容包括接收

者（對(duì)象標(biāo)識(shí)）、服務(wù)標(biāo)識(shí)和符合消息協(xié)議要求的參

數(shù)。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

■對(duì)照一下某些00語(yǔ)言（如C++,ObjectPascal或Eiffel）

對(duì)消息的實(shí)現(xiàn)，在這些語(yǔ)言中，所謂消息其實(shí)就是函

數(shù)（或過(guò)程、例程）調(diào)用。

■作為00方法中的一個(gè)基本概念，采用“消息”這個(gè)術(shù)

語(yǔ)至少有以下好處：第一，更接近人們?nèi)粘Ｋ季S所采

用的術(shù)語(yǔ)；第二，其涵義更具有一般性，而不限制采

用何種實(shí)現(xiàn)技術(shù)。在分布式技術(shù)和客戶/服務(wù)器技術(shù)快

速發(fā)展的今天，對(duì)象可以在不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)并

相互提供服務(wù)。在這種背景下可以看到，“消息”這

個(gè)術(shù)語(yǔ)確實(shí)有些更強(qiáng)的適應(yīng)性。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊?OOP)

⑹結(jié)構(gòu)(Structure)與連接(connection)

■僅僅用一些對(duì)象(以及它們的類)描述'可題域中的事物是不夠的。

因?yàn)槿魏我粋€(gè)較為復(fù)雜的問(wèn)題域中，事物之間并不是互相孤立、

各不相關(guān)的，而是具有一定的關(guān)系，并因此構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體。

為了使系統(tǒng)能夠有效地映射問(wèn)題域，系統(tǒng)開發(fā)者需認(rèn)識(shí)并描述對(duì)

象之間的以下幾種關(guān)系：

?對(duì)象的分類關(guān)系；

?對(duì)象之間的組成關(guān)系；

?對(duì)象屬性之間的靜態(tài)聯(lián)系；

?對(duì)象行為之間的動(dòng)態(tài)聯(lián)系。

-00方法運(yùn)用一般一特殊結(jié)構(gòu)、整體一部分結(jié)構(gòu)、實(shí)例連接和消息

連接描述對(duì)象之間的以上四種關(guān)系。以下分別加以介紹。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊?OOP)

-JI--------------------

①一^般—特殊結(jié)構(gòu)

■一般一特殊結(jié)構(gòu)又稱作分類結(jié)構(gòu)(classification

structure)，是由一組具肴一酸一特殊關(guān)素(繼承關(guān)系)

的類所組成的結(jié)構(gòu)。它是一個(gè)以類為結(jié)點(diǎn)，以繼承關(guān)

系為邊的連通有向圖。其中，僅由一些存在單繼承關(guān)

系的類形成的結(jié)構(gòu)又稱作層次結(jié)構(gòu)(hierarchy

structure),它是一個(gè)以最上層的一般類為旗的樹形

結(jié)構(gòu)；由一些存在多繼承關(guān)系的類形成的結(jié)構(gòu)又稱作

網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(latticestructure),它是一個(gè)羋序的連逋

有向圖。

■下圖是兩人一般一特殊結(jié)構(gòu)的例子，其中(a)是一個(gè)層

次結(jié)構(gòu)，(b)是一個(gè)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

(b)

43?3.3面向?qū)ο蟮木幊?OOP)

②整體一部分結(jié)構(gòu)

■整體一部分結(jié)構(gòu)又稱作組裝結(jié)構(gòu)(composition

structure),它描述對(duì)象之間的組成關(guān)系，即:

一個(gè)(或一些)對(duì)象是另一個(gè)對(duì)象的組成或部

分?？陀^世界中存在許多這樣的現(xiàn)象，例如，

發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的一個(gè)組成部分。一個(gè)整體一部

分結(jié)構(gòu)由一組彼此之間存在著這種組成關(guān)系的

對(duì)象構(gòu)成，如上右圖所示。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

■整體一部分結(jié)構(gòu)有兩種實(shí)現(xiàn)方式。第一種方式

是用部分對(duì)象的類作為一種廣義的數(shù)據(jù)類型來(lái)

定義整體對(duì)象的一個(gè)屬性，構(gòu)成一人嵌套對(duì)象。

在這種方式下，一個(gè)部分對(duì)象只能隸屬于唯一

的整體對(duì)象，并與它同生同滅。第二種方式是

獨(dú)立地定義和創(chuàng)建整體對(duì)象和部分對(duì)象，并在

整體對(duì)象中設(shè)置一個(gè)屬性，它的值是部分對(duì)象

的對(duì)象標(biāo)識(shí)，或者是一個(gè)指向部分對(duì)象的指針。

在這種方式下，一個(gè)部分對(duì)象可以屬于多個(gè)整

體對(duì)象，并具有不同的生存期。后一種情況便

于表示比豉松酸的整體一機(jī)分關(guān)系。

、O

43?3.3面向?qū)ο蟮木幊?OOP)

③實(shí)例連接

■實(shí)例連接反映對(duì)象與對(duì)象之間的靜態(tài)聯(lián)

系。例如教師和學(xué)生之間的任課關(guān)系，

單位的公用汽車和駕駛員之間的使用關(guān)

系等等。這種雙邊關(guān)系在實(shí)現(xiàn)中可以通

過(guò)對(duì)象(實(shí)例)的屬性表達(dá)出來(lái)。所以

這種關(guān)系稱作實(shí)例連接。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

④消息連接

■消息連接描述對(duì)象之間的動(dòng)態(tài)聯(lián)系，即:

若一個(gè)對(duì)象在執(zhí)行自己的服務(wù)時(shí)，需要

（通過(guò)消息）請(qǐng)求另一個(gè)對(duì)象為它完成

某個(gè)服務(wù)，則說(shuō)第一個(gè)對(duì)象與第二個(gè)對(duì)

象之間存在著消息連接。消息連接是有

向的，從消息發(fā)送者指向消息接收者。

43?3.3面向?qū)ο蟮木幊?OOP)

(7)多態(tài)性(polymorphism)

■對(duì)象的多態(tài)性是指在一般類中定義的屬

性或服務(wù)被特殊類繼承之后，可以具有

不同的數(shù)據(jù)類型或表現(xiàn)出不同的行為。

這使得同一個(gè)屬性或服務(wù)名在一般類及

其各個(gè)特殊類中具有不同的語(yǔ)義。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

■如果一種OOPL（面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言）

能支持對(duì)象的多態(tài)性，則可為開發(fā)者帶

來(lái)不少方便。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

-例如，在一般類“幾何圖形”中定義了一個(gè)服務(wù)“繪

圖”，但并不確定執(zhí)行時(shí)到底畫一個(gè)什么圖形。特殊

類“橢圓”和“多邊形”都繼承了，但其功能幾何圖

形類的繪圖服務(wù)卻不同：一個(gè)是畫出一個(gè)橢圓，一個(gè)

是畫出一個(gè)多邊形。進(jìn)而，在多邊形類更下層的一般

類“矩形”中繪圖服務(wù)又可以采用一個(gè)比畫一般的多

邊形更高效和的算法來(lái)畫一個(gè)矩形。這樣，當(dāng)系統(tǒng)的

其余部分請(qǐng)求畫出任何一種幾何圖形時(shí)，消息中給出

的服務(wù)名同樣都是“繪圖”（因而消息的書寫方式可

以統(tǒng)一），而橢圓、多邊形、矩形等類的對(duì)象接收到

這個(gè)消息時(shí)卻各自執(zhí)行不同的繪圖算法。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊?OOP)

(8)永久對(duì)象(persistentobject)

■永久對(duì)象是當(dāng)前00領(lǐng)域的一個(gè)技術(shù)熱點(diǎn)。所謂

永久對(duì)象，就是生存期可以超越程序的執(zhí)行時(shí)

間而長(zhǎng)期存在的對(duì)象。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

■目前大多數(shù)商品化的OOPL是不支持永久對(duì)象的。程序

中定義的對(duì)象，其生存期都不超過(guò)程序的運(yùn)行時(shí)間。

即當(dāng)程序運(yùn)行結(jié)束時(shí)，它所定義的對(duì)象也都消失了。

如果一個(gè)應(yīng)用要求把某些對(duì)象的屬性信息長(zhǎng)期保存，

并能在下一次程序運(yùn)行時(shí)加以恢復(fù)，就只好借助文件

系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這需要程序員做許多

工作，包括對(duì)象與文件（或數(shù)據(jù)庫(kù)）之間數(shù)據(jù)格式的

轉(zhuǎn)換，以及保存與恢復(fù)所需的操作。這些工作無(wú)疑是

很繁瑣的，而且這意味著面向?qū)ο蟮母拍畹臅r(shí)空范圍

只局限于程序運(yùn)行時(shí)間和內(nèi)存空間，一旦超出這個(gè)范

圍，對(duì)象就變成了傳統(tǒng)的外存數(shù)據(jù)。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊?OOP)

■永久對(duì)象的概念及實(shí)現(xiàn)技術(shù)可以使上述問(wèn)題得

到解決。只要程序員聲明某個(gè)對(duì)象是永久的，

則它的存儲(chǔ)、恢復(fù)、轉(zhuǎn)換等問(wèn)題一概不用程序

員關(guān)心，完全由系統(tǒng)自動(dòng)解決。呈現(xiàn)在開發(fā)人

員面前的是一個(gè)“無(wú)縫的”(seamless)對(duì)象

概念。永久對(duì)象的意義不僅僅提高了編程效率,

它還使00D階段的數(shù)據(jù)管理部分的設(shè)計(jì)大為簡(jiǎn)

化，而且可實(shí)現(xiàn)對(duì)象在不同程序之間的動(dòng)態(tài)共

■永久對(duì)象的實(shí)現(xiàn)需要有較強(qiáng)的技術(shù)支持。它需要一個(gè)

能夠描述和處理永久對(duì)象的編程語(yǔ)言。這種語(yǔ)言的實(shí)

現(xiàn)需要基于一個(gè)存儲(chǔ)和管理永久羽象的對(duì)象管理系統(tǒng)

（objectmanagementsystem,簡(jiǎn)稱0MS）。無(wú)論是支

持永久對(duì)象的00PL還是0MS,其實(shí)現(xiàn)都有較大難度，需

要解決對(duì)象的存儲(chǔ)、恢復(fù)、共享、并發(fā)存取、一致性

保護(hù)等一系列技術(shù)問(wèn)題，所以目前國(guó)內(nèi)外在這方面研

究性的工作較多而實(shí)用的產(chǎn)品較少。在我國(guó)，由北京

大學(xué)等20多家單位通過(guò)“八五”科技攻關(guān)研制成功的

青鳥H型系統(tǒng)（JB2）中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)0MS和一個(gè)支

持永久對(duì)象的00PL（叫作CASE—C++語(yǔ)言），并用它開

發(fā)了近20個(gè)軟件工具。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊?OOP)

⑼主動(dòng)對(duì)象(activeobject)

■按照通常理解00概念，對(duì)象是一組屬性和一組

服務(wù)的封裝體。它的每個(gè)服務(wù)是一個(gè)在消息的

驅(qū)動(dòng)下被動(dòng)執(zhí)行的操作。

43?3.3面向?qū)ο蟮木幊?OOP)

■向?qū)ο蟀l(fā)一個(gè)消息，它就響應(yīng)這個(gè)消息

而執(zhí)行被請(qǐng)求的服務(wù)，否則它的服務(wù)就

不執(zhí)行。每個(gè)服務(wù)相當(dāng)于過(guò)程式語(yǔ)言中

一個(gè)過(guò)程、函數(shù)或例程(在大多數(shù)OOPL

中它的確就是一個(gè)等待被調(diào)用的過(guò)程、

函數(shù)或例程。Smallatlk中稱作“方法”

而沒有采用這些傳統(tǒng)的術(shù)語(yǔ)，但本質(zhì)上

并沒有什么不同)。

>3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

■所有這樣的對(duì)象都是被動(dòng)對(duì)象（passiveobject）,

需要通過(guò)消息的驅(qū)動(dòng)（或者說(shuō)通過(guò)消息的觸發(fā)）才能

執(zhí)行，那么，原始的驅(qū)動(dòng)來(lái)自哪里？目前的00PL一般

是來(lái)自所有類定義之外的一段主程序，例如C++中的

main函數(shù)。以純00風(fēng)格著稱的Smalltalk,也需要在所

有類定義之外寫一段相當(dāng)于主程序的源碼，才能使系

統(tǒng)最終成為一個(gè)可運(yùn)行的程序。這樣做是不是純00,

對(duì)實(shí)踐者來(lái)說(shuō)并不重要。特別是，當(dāng)系統(tǒng)是一個(gè)順序

程序時(shí)，做到這一點(diǎn)也沒有太大的不便。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

-在現(xiàn)實(shí)世界（問(wèn)題域）中具有主動(dòng)行為的事物并不罕

見。例如，交通控制系統(tǒng)中的信號(hào)燈，生產(chǎn)控制系統(tǒng)

中異步運(yùn)行的設(shè)備等等。每個(gè)具有主動(dòng)行為的事物在

系統(tǒng)中應(yīng)該被設(shè)計(jì)成一個(gè)任務(wù)，因?yàn)樗鼈兊男袨槭侵?/p>

動(dòng)的，需要并發(fā)地執(zhí)行。除此之外，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段

還可能因?qū)崿F(xiàn)的要求而增加其它一些任務(wù)。由于任務(wù)

是一些主動(dòng)的、彼此并發(fā)的執(zhí)行單位，所以無(wú)法用被

動(dòng)對(duì)象描述。為此，引入了主動(dòng)對(duì)象的概念，在00D階

段進(jìn)行任務(wù)管理部分的設(shè)計(jì)時(shí)用主動(dòng)對(duì)象表示每個(gè)任

務(wù)。

.3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

其定義是：

主動(dòng)對(duì)象是一組屬性和一組服務(wù)的封裝體，其

中至少有一個(gè)服務(wù)不需要接收消息就能主動(dòng)執(zhí)

行（稱作主動(dòng)服務(wù)）。

■主動(dòng)對(duì)象的作用是描述問(wèn)題域中具有主動(dòng)行為

的事物以及在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)識(shí)別的任務(wù)，它的主

動(dòng)服務(wù)描述相應(yīng)的任務(wù)所應(yīng)完成的操作。在系

統(tǒng)實(shí)現(xiàn)階段，主動(dòng)服務(wù)應(yīng)該被實(shí)現(xiàn)為一個(gè)能并

發(fā)執(zhí)行的、主動(dòng)的程序單位，例如進(jìn)程或線程。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

■引入主動(dòng)對(duì)象概念解決了系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段對(duì)任務(wù)

的描述問(wèn)題，從而為在實(shí)現(xiàn)階段構(gòu)造一個(gè)描述

多任務(wù)的并發(fā)程序提供了依據(jù)。但是這種依據(jù)

只能是編程工作的一個(gè)參考，因?yàn)槟壳斑€沒有

商品化的OOPL能支持主動(dòng)對(duì)象的概念，所以

00D階段識(shí)別的主動(dòng)對(duì)象無(wú)法直接地對(duì)應(yīng)為程

序中的一個(gè)主動(dòng)對(duì)象，需要程序員在現(xiàn)有的語(yǔ)

言條件下設(shè)法把它實(shí)現(xiàn)成一個(gè)主動(dòng)成分。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

■面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言（OOPL）與已往各種語(yǔ)言的根本

不同是，它的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)就是為了更直接地描述問(wèn)題

域中客觀存在的事物（即對(duì)象）以及它們之間的關(guān)系,

主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

⑴客觀世界（問(wèn)題域）是由一些具體的事物構(gòu)成的。每

個(gè)事物具有自己的靜態(tài)特征（即可以由一組數(shù)據(jù)表示

的特征）和動(dòng)態(tài)特征（事物的行為或功能，即可以由

一組操作表示的特征）。

OOPL用對(duì)象描述問(wèn)題域中的事物，每個(gè)對(duì)象由一組屬

性和一組服務(wù)構(gòu)成，分別描述事物的靜態(tài)特征和動(dòng)態(tài)

特征。

.3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

JI----------------------------

⑵客觀世界中的事物既具有共同性又具有特殊性。

人類認(rèn)識(shí)客觀世界的基本方法之一是對(duì)事物進(jìn)

行分類，即：根據(jù)事物的共同性把事物歸結(jié)為

某些類；考慮一個(gè)類中部分事物的特殊可得到

這個(gè)類的子類，子類既具有父類的共同性又具

有自己的特殊性。

OOPL用類表示一組具有相同的屬性和服務(wù)的

對(duì)象，并通過(guò)繼承機(jī)制保證子類具有父類的全

部屬性和服務(wù)。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

⑶客觀世界中較為復(fù)雜的事物往往是由其

它一些比較簡(jiǎn)單的事物構(gòu)成的，例如一

架飛機(jī)由機(jī)艙、機(jī)翼和發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成。

OOPL中提供了描述這種組成關(guān)系的結(jié)構(gòu)

（一^般—特殊結(jié)構(gòu)、整體—部分結(jié)構(gòu)

等）。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊?OOP)

(4)客觀世界中的一個(gè)事物可能與其它事物

存在某種行為上的聯(lián)系。例如：采購(gòu)員

購(gòu)入一次貨物要引起會(huì)計(jì)的一次帳目處

理。

OOPL通過(guò)消息表示對(duì)象之間的動(dòng)態(tài)聯(lián)系。

3.3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

■由以上幾點(diǎn)可以看出，面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言使

程序能夠比較直接地反映客觀世界的本來(lái)面目,

并且使軟件開發(fā)人員能夠運(yùn)用人類認(rèn)識(shí)事物所

采用的一般思維方法來(lái)進(jìn)行軟件開發(fā)。面向?qū)?/p>

象的語(yǔ)言和人類認(rèn)識(shí)、理解客觀世界所使用的

自然語(yǔ)言之間的距離是比較小的。當(dāng)然，二者

之間仍然存在著一定的距離。自然語(yǔ)言的豐富

多樣和借助人腦的聯(lián)想思想才能辨別的語(yǔ)義，

仍是目前任何一種計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言無(wú)法企及的O

43?3.3面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）

■如圖3.7表示隨著編程語(yǔ)言由低級(jí)向高級(jí)的發(fā)

展，它們與自然語(yǔ)言之間的鴻溝在逐漸變窄。

開發(fā)人員從對(duì)問(wèn)題域產(chǎn)生正確的認(rèn)識(shí)，到用一

種編程語(yǔ)言把這些認(rèn)識(shí)描述出來(lái)所付出的勞動(dòng)

（以及其中可能發(fā)生的錯(cuò)誤），隨著語(yǔ)言鴻溝

的變窄而減少；由機(jī)器代替人完成的工作則隨

著語(yǔ)言鴻溝的變窄而增多。這正是計(jì)算機(jī)語(yǔ)言

（以及整個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)）發(fā)展的大趨勢(shì)。

43?3.3面向?qū)ο蟮木幊?OOP)

■編程語(yǔ)言到計(jì)算機(jī)之間的深色陰影表示

這部分工作是由機(jī)器自動(dòng)完成的，基本

不需要開發(fā)人員花費(fèi)精力了。自然語(yǔ)言

和編程語(yǔ)言中間的空白區(qū)域表示語(yǔ)言的

鴻溝，它表明從人們借助自然語(yǔ)言對(duì)問(wèn)

題域有一個(gè)正確認(rèn)識(shí)，到用一種編程語(yǔ)

言正確地表達(dá)出來(lái)，其間所存在的差距。

而面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言使這條鴻溝變窄，但

仍有一些距離。

3.4編程前的準(zhǔn)備

■為了保證開發(fā)成果的質(zhì)量，提高開發(fā)效

率，防止錯(cuò)誤發(fā)生，在實(shí)際進(jìn)行程序編

制之前應(yīng)作如下方面的準(zhǔn)備。

⑴制定標(biāo)準(zhǔn)(工作標(biāo)準(zhǔn)和編程基準(zhǔn))?

⑵知識(shí)共享；

⑶共享數(shù)據(jù)準(zhǔn)備；

(4)綜合利用開發(fā)環(huán)境；

⑸注意開發(fā)環(huán)境與實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的差異。

3.4.1確定標(biāo)準(zhǔn)

■JI-----------------------

■實(shí)際編程工作開始前、為了保證開發(fā)成果的質(zhì)

量，系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境和標(biāo)準(zhǔn)化的工作流程應(yīng)該

有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，把編程作業(yè)從頭到尾的過(guò)程

歸納為標(biāo)準(zhǔn)化的模式，開發(fā)者都必須按照這個(gè)

標(biāo)準(zhǔn)化模式進(jìn)行工作，這樣可以抑制和防止最

終開發(fā)成果因人而異造成的差異，防止錯(cuò)誤發(fā)

生，提高生產(chǎn)效率，確保程序編制的質(zhì)量。在

項(xiàng)目開發(fā)之前，從事開發(fā)工作的管理者必須把

業(yè)務(wù)工作的次序、流程和最終開發(fā)成果的格式

按標(biāo)準(zhǔn)化模式作出開發(fā)基準(zhǔn)，以取得一致的開

發(fā)成果。

3.4.1確定標(biāo)準(zhǔn)

1、工作標(biāo)準(zhǔn)的制定

■在準(zhǔn)備階段，所制定的工作標(biāo)準(zhǔn)包含的

內(nèi)容有：詳細(xì)設(shè)計(jì)書的標(biāo)準(zhǔn)、程序設(shè)計(jì)

的標(biāo)準(zhǔn)以及共有資源利用的規(guī)定，如圖