1、1,2,UML概述,需求獲取,面向?qū)ο蟮姆治?面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì),面向?qū)ο蟮母拍?前言,面向?qū)ο蟮臏y(cè)試,3,1. 類(lèi)建模 2. 持久對(duì)象到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)表的映射 3. 對(duì)象持久設(shè)計(jì) 4. 系統(tǒng)權(quán)限設(shè)計(jì) 5. 狀態(tài)圖建模 6. 組件建模 7. 部署建模,提綱,4,1、類(lèi)建模繼承,1、繼承技術(shù) 99.9的情況下適用單句規(guī)則； 要注意實(shí)現(xiàn)繼承 即接口繼承，此時(shí)沒(méi)法使用單句規(guī)則驗(yàn)證； 應(yīng)該能用一個(gè)子類(lèi)的實(shí)例去替代父類(lèi)的實(shí)例（Liskov替換原理）； 留心多重繼承； 父類(lèi)應(yīng)該對(duì)子類(lèi)一無(wú)所知； 要留心僅以公共數(shù)據(jù)屬性為基礎(chǔ)的繼承；,5,1.類(lèi)建模繼承,在類(lèi)層次結(jié)構(gòu)中，要盡量把分解出的公共部分放在最高層； 子類(lèi)應(yīng)該

2、繼承所有內(nèi)容（純粹繼承），因此也就繼承了父類(lèi)的所有關(guān)系。 純粹繼承使得我們不需要關(guān)心子類(lèi)沒(méi)有繼承什么 純粹繼承的優(yōu)點(diǎn)在于：在縱深的類(lèi)層次中如果你僅需要了解每個(gè)類(lèi)添加了什么，而不用知道其刪除了什么，這會(huì)使你輕松得多,6,2、關(guān)聯(lián)和依賴(lài)技術(shù) 類(lèi)之間的關(guān)聯(lián)幫助我們定義對(duì)象如何和其他對(duì)象交互，使對(duì)象之間的協(xié)作成為可能。 當(dāng)兩個(gè)對(duì)象之間不存在持久關(guān)聯(lián)，但是他們又要進(jìn)行協(xié)作時(shí)，兩者之間可以建立依賴(lài)關(guān)系； 多重性一定要顯示出來(lái)； 關(guān)聯(lián)和依賴(lài)能夠被繼承（關(guān)聯(lián)和依賴(lài)是通過(guò)屬性和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的）； 關(guān)聯(lián)的以上性質(zhì)同時(shí)適用于組成和聚合；,1. 類(lèi)建模關(guān)聯(lián)和依賴(lài),7,3、聚合和組合技術(shù) 關(guān)聯(lián)的以上性質(zhì)同時(shí)適用于組成和聚

3、合； 能用單句規(guī)則來(lái)驗(yàn)證其合理性：“一個(gè)對(duì)象是另一個(gè)對(duì)象的一部分”或者“一個(gè)對(duì)象被另一個(gè)對(duì)象所包含”； 交互的大部分是從整體到部分的；,1. 類(lèi)建模聚合和組合,8,4、為方法建模 指明方法的可見(jiàn)性、名稱(chēng)、參數(shù)、返回值及構(gòu)造型； 為了減少類(lèi)之間的耦合，要盡可能地限制方法可見(jiàn)性。 方法命名方式采用動(dòng)賓結(jié)構(gòu)： printMailingLabel 靜態(tài)方法有下劃線，實(shí)例方法沒(méi)有； 為方法寫(xiě)標(biāo)題文檔 方法做了什么；所有的錯(cuò)誤條件和方法拋出的異常；方法適用的前提和后置條件；,1. 類(lèi)建模方法,9,1. 類(lèi)建模方法,為方法寫(xiě)內(nèi)部文檔 控制結(jié)構(gòu)；代碼完成的功能、以及為什么要完成這些功能；局部變量說(shuō)明；比較難或

4、者比較復(fù)雜的代碼；處理順序。 注：方法的內(nèi)部文檔是類(lèi)的詳細(xì)設(shè)計(jì),10,5、為屬性建模 把private可見(jiàn)性賦給所有屬性； 僅通過(guò)setter方法更新屬性； 僅通過(guò)getter方法直接訪問(wèn)屬性； 始終調(diào)用屬性的setter方法對(duì)其進(jìn)行更新，即使在該屬性被定義的類(lèi)中也是如此； 在屬性的setter方法中，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的驗(yàn)證有效性的邏輯； 在分離出來(lái)的方法中，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的驗(yàn)證有效性的邏輯；,1. 類(lèi)建模屬性,11,6、在模型中引入接口 接口是一個(gè)或多個(gè)操作特征標(biāo)記，以及零個(gè)或多個(gè)屬性的定義。在理想狀態(tài)下，接口定義了一組內(nèi)聚的行為； 接口由類(lèi)或組件實(shí)現(xiàn)。要實(shí)現(xiàn)某個(gè)接口，類(lèi)或組件必須包括一些方法； 接口的兩

5、種表示方式（棒棒糖和方框圖） 使用接口有助于增加設(shè)計(jì)過(guò)程的靈活性、可擴(kuò)展性和可插拔性（多態(tài)，代碼只和接口打交道）； 接口是多重繼承的一種替代方案；,1. 類(lèi)建模接口,12,1. 接口,在沒(méi)有給出對(duì)象的實(shí)現(xiàn)和狀態(tài)的情況下對(duì)對(duì)象行為的描述。 包含操作但不包含屬性。 沒(méi)有對(duì)外界可見(jiàn)的關(guān)聯(lián)。 一個(gè)類(lèi)可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)接口。,13,1. 接口,接口類(lèi)：,14,設(shè)計(jì)類(lèi)圖包含的內(nèi)容,1、設(shè)計(jì)類(lèi)圖：定義了軟件類(lèi)的規(guī)格說(shuō)明和應(yīng)用程序接口。 1）類(lèi)、屬性和方法 2）接口 3）繼承 4）類(lèi)之間的關(guān)聯(lián)和導(dǎo)航 5）類(lèi)、接口等元素之間的依賴(lài)關(guān)系 ！與概念模型不同，設(shè)計(jì)類(lèi)圖顯示了軟件實(shí)體的定義而不是現(xiàn)實(shí)世界中的概念。,15

6、,如何建立設(shè)計(jì)類(lèi)圖,2、建立設(shè)計(jì)類(lèi)圖的輸入 交互圖：識(shí)別軟件類(lèi)和類(lèi)中的方法 概念模型：在類(lèi)的定義中添加細(xì)節(jié)（如屬性）,16,1）通過(guò)分析交互圖，識(shí)別出所有參與軟件解決方案的類(lèi). 2）將識(shí)別得到的類(lèi)在一張類(lèi)圖中繪出。 3）復(fù)制概念模型中相關(guān)概念的屬性到類(lèi)圖的類(lèi)中。 4）通過(guò)分析交互圖來(lái)為類(lèi)圖中的類(lèi)添加方法。 5）為屬性和方法添加類(lèi)型信息。 6）在類(lèi)圖中添加關(guān)聯(lián)，以支持必要的類(lèi)之間的可見(jiàn)性。 7）在關(guān)聯(lián)上添加導(dǎo)航箭頭，來(lái)指明屬性可見(jiàn)性的方向。 8）添加依賴(lài)關(guān)系連線，來(lái)指明非屬性的可見(jiàn)性,如何建立設(shè)計(jì)類(lèi)圖,17,3、實(shí)際中設(shè)計(jì)類(lèi)圖和交互圖通常是并行做的。,如何建立設(shè)計(jì)類(lèi)圖,18,POST機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)類(lèi)

7、圖,LayerUser Interface：匯聚界面類(lèi) LayerBusiness Services：匯聚控制類(lèi) LayerBusiness Objects ：匯聚業(yè)務(wù)/領(lǐng)域類(lèi)（即實(shí)體類(lèi)） LayerPersistence：匯聚數(shù)據(jù)庫(kù)持久化類(lèi),19,POST機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)類(lèi)圖,20,POST機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)類(lèi)圖（1）,POST機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)類(lèi)圖,21,數(shù)據(jù)庫(kù)端持久化設(shè)計(jì)類(lèi)圖,22,2、持久對(duì)象到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)表的映射,1、鍵和對(duì)象標(biāo)識(shí)符 2、類(lèi)映射到表 3、屬性映射到列 4、映射繼承 5、映射關(guān)聯(lián)、聚合和組合,23,繪制持久模型,確定數(shù)據(jù)實(shí)體 確定數(shù)據(jù)屬性 確定鍵屬性 確定數(shù)據(jù)實(shí)體之間的關(guān)系 分解多對(duì)多關(guān)聯(lián),2

8、4,鍵和對(duì)象標(biāo)識(shí)符,一個(gè)鍵唯一確定表中的一行； 對(duì)象標(biāo)識(shí)符（OID）用于在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中唯一地確定對(duì)象； 產(chǎn)生OID的方法： 在OID列上使用MAX()函數(shù)和加一函數(shù)； 維護(hù)一張獨(dú)立的表，用于存儲(chǔ)鍵的下一個(gè)值； 使用開(kāi)放源碼組織的世界唯一標(biāo)識(shí)符（UUID）：以以太網(wǎng)卡的ID號(hào)或者與其等價(jià)的軟件表示以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的當(dāng)前時(shí)間經(jīng)過(guò)哈希運(yùn)算得到。 使用微軟的全球唯一標(biāo)識(shí)符（GUID） 軟件ID與當(dāng)前的日期/時(shí)間的哈希值。如果使用以太網(wǎng)卡的ID，將生成一個(gè)全球唯一的值。微軟的Windows API提供自動(dòng)生成GUID的功能。 使用專(zhuān)有數(shù)據(jù)庫(kù)基本生成函數(shù) 使用High/Low方法,見(jiàn)面向?qū)ο筌浖_(kāi)發(fā)過(guò)程23

9、1頁(yè),25,5.6.1 基本概念,1) 暫存對(duì)象 (transient object),2) 持久對(duì)象 (persistent object),3) 對(duì)象標(biāo)識(shí)符(object identifier,OID ),在一個(gè)實(shí)例化或方法調(diào)用中,不需要存儲(chǔ)任何 屬性的對(duì)象。,一個(gè)在實(shí)例化或方法調(diào)用中,必須存儲(chǔ)一個(gè)或 多個(gè)屬性的對(duì)象。 在UML中， 用板類(lèi)persistent代表持久對(duì)象。,用于在數(shù)據(jù)庫(kù)中惟一地確定對(duì)象,26,在關(guān)系術(shù)語(yǔ)中,惟一標(biāo)識(shí)符為鍵。 在對(duì)象術(shù)語(yǔ)中,惟一標(biāo)識(shí)符為對(duì)象的標(biāo)識(shí)符 OID。,使用OID可以簡(jiǎn)化關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中鍵的策略。 使用OID可以很容易地維護(hù)對(duì)象間的關(guān)系。,一個(gè)OID應(yīng)該在

10、類(lèi)層次上是惟一的，避免對(duì) 象類(lèi)型發(fā)生變化時(shí)重新分配OID的問(wèn)題。 除了確定對(duì)象外,永遠(yuǎn)不要使用OID或鍵。,27,4) 數(shù)據(jù)模型 (Data Model),數(shù)據(jù)模型：比原始的位和字節(jié)更易理解的方式 描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的抽象。有三種模型：,# 概念數(shù)據(jù)模型：面向用戶(hù)、面向現(xiàn)實(shí)世界的， 與DBMS無(wú)關(guān)。,# 邏輯數(shù)據(jù)模型：反應(yīng)了數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS 的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，是用戶(hù)從數(shù)據(jù)庫(kù) 所看到的數(shù)據(jù)模型。,# 物理數(shù)據(jù)模型：對(duì)應(yīng)于特定的DBMS，定義了 實(shí)際中數(shù)據(jù)是如何存儲(chǔ)于持久 存儲(chǔ)設(shè)備的，如磁盤(pán)等。,28,5) UML模型與數(shù)據(jù)庫(kù)模型相關(guān),邊界包,控制包,實(shí)體包,數(shù)據(jù)庫(kù) 概念 模型,數(shù)據(jù)庫(kù)包,數(shù)據(jù)庫(kù)包: 將

11、應(yīng)用程序模型與 數(shù)據(jù)庫(kù)模型隔離, 建立了對(duì)象和數(shù)據(jù) 庫(kù)之間的映射。,數(shù)據(jù)庫(kù) 邏輯模型,數(shù)據(jù)庫(kù) 物理模型,應(yīng)用程序UML模型,持久數(shù)據(jù)庫(kù)層,圖 5-97 UML模型與數(shù)據(jù)庫(kù)模型,29,面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)模型 (Object-oriented Database Model) 對(duì)象關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模型 (Object-relational Database Model) 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模型 ( Relational Database Model),6) 持久對(duì)象映射到數(shù)據(jù)庫(kù)模型,30,過(guò)去的二十多年，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模型己征服了 軟件市場(chǎng)，取代了分層數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù) 未來(lái)不屬于RDB模型，傳統(tǒng)的RDBMS廠商 如Or

12、acle、IBM、Informix ，已經(jīng)提供了 具有影響力的產(chǎn)品。 但由于商業(yè)慣性，使得大型系統(tǒng)過(guò)渡到 ORDB或ODB技術(shù)還需要十幾年的時(shí)間。,5.6.2 對(duì)象存儲(chǔ)到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)方法,31,把對(duì)象存儲(chǔ)到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)有兩種方法,對(duì)象應(yīng)用圍繞關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)建立,每一個(gè)對(duì)象要 懂得怎樣存放和提取數(shù)據(jù)。,把面向?qū)ο髴?yīng)用移到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)施,應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)分開(kāi),便于管理和演變。 每一個(gè)類(lèi)額外編程,對(duì)于復(fù)雜對(duì)象就困難。,關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)只有有限的數(shù)據(jù)類(lèi)型,繼承、引址等 不能在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中直接使用,實(shí)施起來(lái)更困難。,把對(duì)象映射(mapping)到關(guān)系表,用關(guān)系表格來(lái)模擬對(duì)象。,32,1) 將對(duì)象類(lèi)映射到表 把

13、每一個(gè)類(lèi)映射到一張表或多張表,圖 5-98 對(duì)象類(lèi)映射到表,33,CREATE TABLE Person （person_ID ID notnull person_name char(30) notnull address char(30) PRIMARY KEY Person_ID); CREATE SECONDARY INDX Person_index_name ON Person(person_name);,“一類(lèi)一表”,表格的列或字段對(duì)應(yīng)類(lèi)的屬性 行或記錄對(duì)應(yīng)類(lèi)的實(shí)例。,34,2) 將關(guān)聯(lián)關(guān)系映射到表,(1) 一對(duì)一的關(guān)聯(lián)映射到表,Company1,Company1 name addr

14、ess1,Company2,Company2 name address2,如 對(duì)象模型,35,只映射到一張表,分別映射到三張表,圖 5-99 一對(duì)一的關(guān)聯(lián)映射到表,36,(2) 一對(duì)多的關(guān)聯(lián)映射到表,實(shí)現(xiàn) 方法,分別建立一個(gè)和多個(gè)對(duì)象的兩個(gè)表,關(guān)聯(lián),為其關(guān)聯(lián)建立一張獨(dú)立的表,在“多表”中插入一個(gè)外鍵，建立關(guān)聯(lián),Company,Company name address,person,Person name address,如 對(duì)象模型,Works-for,1,*,Job title,圖 5-100 對(duì)象模型,37,38,(3) 多對(duì)多的關(guān)聯(lián)映射到表,實(shí)現(xiàn)方法,分別建立兩個(gè) “多”的對(duì)象表,為關(guān)聯(lián)

15、建立一張表,Attribute Name,Company_name Person_ID Number of shares,nulls,N N Y,Domain,Char Integer Integer,關(guān)聯(lián)映射到表,Company,Company _name address,person,Person_ ID address,如 對(duì)象模型,*,*,Number Of shares,圖5-102 多對(duì)多的關(guān)聯(lián),39,(4) 將聚合關(guān)系映射到表,實(shí)現(xiàn) 方法,建立“整體”表,建立“部分”表，其關(guān)鍵字是兩個(gè)表 關(guān)鍵字的組合,obj1,X y,obj2,a b,對(duì)象模型,obj1,40,例1 實(shí)現(xiàn)多對(duì)多

16、關(guān)聯(lián),圖 5-104 在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)現(xiàn)多對(duì)多關(guān)系,position,positionID:char(5)primary key +Title:char(50) +SalaryMinimum:float +SalaryMaximum:float,對(duì)象模型,Benefit,BenefitID:integerprimary key +Description:char(80) +Value:float,Employee,EmployeeNo:char(5)primary key +Name:char(80) +Salary:float +StartData:Date +PositionID:CHAR

17、(5)foreign key,Task,TaskID:integerprimary key +Description:char(256) +EmployeeNo:char(15)primary key,0.*,1.*,offers,1.*,0.*,has,1,1,Works at,1,0.*,Assigned to,41,圖 5-105 引入關(guān)聯(lián)表,Benefit,Benefit, Employee關(guān)聯(lián)表,Employee,EmployeeNo:char(5)primary key +Name:char(80) +Salary:float +StartData:Date +PositionID

18、:CHAR(5)foreign key,BenefitID:integerprimary key +Description:char(80) +Value:float,42,例2 將關(guān)聯(lián)、聚合關(guān)系映射到表,對(duì)象模型,*,1,43,以“單繼承”映射到表為例,3) 將繼承關(guān)系映射到表,只建立一個(gè)超類(lèi)表的方法.該表包括超類(lèi) 的屬性,子類(lèi)的全部屬性。,為超類(lèi)、子類(lèi)分別建立獨(dú)立的表,但各表 的主鍵要一致。,為每個(gè)子類(lèi)建立表,無(wú)超類(lèi)表,但在每個(gè)子 類(lèi)表中都要有超類(lèi)的屬性。,44,Person name,例： 對(duì)象模型,student,studentnumber,professor,salary,45,46

19、,為超類(lèi)、各個(gè)子類(lèi)分別建立表,47,實(shí)例,例1. 將供應(yīng)者、買(mǎi)主二元關(guān)聯(lián)映射到表,Supplier,Buyer,1,*,Trade,Buyer,buye_ID name address supplier_ID product quantity total,John Smith,101,9Center St,11,電池,4,$8,交易表內(nèi)容,交易,48,實(shí)例,將二元關(guān)聯(lián)映射到表,Supplier,Buyer,*,*,Trade,Quan - tity,Buyer _ID,101 102 103,11 11 12,supplier _ID,product,total price,襯衫 電池 肥皂,

20、12 4 1,$120 $44 $3,Trade,49,Quan - tity,Buyer _ID,101 102 103,11 11 12,supplier _ID,product,total price,襯衫 電池 肥皂,12 4 1,$120 $44 $3,Transaction/事項(xiàng),把上圖中的交易表格擴(kuò)展,增加一列事項(xiàng)標(biāo)識(shí) (transaction)如下表:,Transac -tion_ID,1 2 3,交易關(guān)系同多個(gè)事項(xiàng)相關(guān)聯(lián),根據(jù)這些表格,給出對(duì)象設(shè)計(jì)(短式)你的設(shè)計(jì)能映射到這個(gè)表上來(lái).,50,Supplier,Buyer,*,*,Transaction,由表可知:供應(yīng)者、買(mǎi)家、

21、事項(xiàng)的關(guān)系超過(guò)了二元 關(guān)聯(lián)。但對(duì)每一個(gè)標(biāo)識(shí)只有一個(gè)供應(yīng)者標(biāo) 識(shí)和買(mǎi)家標(biāo)識(shí)(外鍵),表示供應(yīng)者與事項(xiàng)、 買(mǎi)家與事項(xiàng)有二元關(guān)系,得到如下設(shè)計(jì):,1,1,圖中三個(gè)類(lèi),二個(gè)關(guān)聯(lián), 可映射為五個(gè)表格。 供應(yīng)者、買(mǎi)家的多重性 為1,可合并到事項(xiàng)表,可得到三個(gè)表。,Supplier,Buyer,*,Transaction,1,Trade,*,*,交易表以供應(yīng)者標(biāo)識(shí)和買(mǎi)家標(biāo)識(shí)為主鍵碼,交易的多重性為1,交易表格可由事項(xiàng)表格吸收,可得到三個(gè)表。,51,例2 某城市每年都要舉辦一次國(guó)際舞蹈比賽。比賽的每一隊(duì) 有一男(Man)和一女(Woman)。任何一個(gè)人每年(Year)只 能參加一隊(duì)。下表列出了一些隊(duì)的分?jǐn)?shù)(s

22、core):,Man Woman Year score,Team,John Sue 2005 95 Mike Janc 2005 90 John Mary 2006 85 Tom Janc 2006 88 John Suc 2007 95 Tom Janc 2007 92,根據(jù)這份資料,三個(gè)學(xué)生給出了三種不同的設(shè)計(jì),哪一個(gè)正確?原因?,52,Year,Team,*,1,組成分?jǐn)?shù)表的主鍵碼由(男、女、年)決定。,Man,woman,Year,Team,Man,woman,Team,Year,Man,woman,1,*,*,*,1,*,*,*,1,1,1,舞蹈隊(duì)類(lèi)的設(shè)計(jì),(a),(b),(c),(

23、a) 每個(gè)隊(duì)唯一地由(男、女)決定,顯然不對(duì),允許一個(gè)人在不同年和不同隊(duì)友組隊(duì),但同一隊(duì)男女卻 只能在某一年組隊(duì),不能在其他年組隊(duì),與表不符。,(b) 每個(gè)隊(duì)與(男、女、年)三者有關(guān),但并不唯一,如同一 對(duì)卻能在一年組成多個(gè)隊(duì),顯然不允許。,(c) 以(男、女、年)三者為主鍵碼,允許一對(duì)男女在不同年 組隊(duì),參賽,但禁止一個(gè)人在同一年參加多個(gè)隊(duì)。設(shè)計(jì)正確,53,例3 一個(gè)大學(xué)里有多個(gè)系,各有一定數(shù)目的教師, 每個(gè)系有多門(mén)課程。教室有限,一些課程有 幾個(gè)課期,在不同時(shí)間教授同一內(nèi)容,或在同 一時(shí)間不同教室,不同教師上課。,大學(xué)有好幾個(gè)校園,教室可以在學(xué)校的任何一 個(gè)校園。,每一堂課,由一到兩個(gè)教師講課,同一個(gè)教師可 以上同一門(mén)課的不同課期,也可教多門(mén)課,只要 時(shí)間不沖突便可。,建立大學(xué)教學(xué)安排的對(duì)象模型。,54,Department系,University,Course,Classroom,Classroom,*,*,1,*,1,*,*,1.2,1,*,*,*,1,1,manages,manages,manages,manages,教學(xué)安排的對(duì)象模型,1,Sche