1、第九章 面向?qū)ο髮崿F(xiàn),面向?qū)ο髮崿F(xiàn)主要包括兩項工作： 1.把面向?qū)ο笤O(shè)計結(jié)果，翻譯成用某種程序語言書寫的面向?qū)ο蟪绦颍?2.測試并調(diào)試面向?qū)ο蟮某绦颉?面向?qū)ο缶幊?面向?qū)ο鬁y試,第一節(jié) 面向?qū)ο缶幊?一、非面向?qū)ο蟮恼Z言與面向?qū)ο蟮恼Z言 面向?qū)ο笤O(shè)計的結(jié)果，既可以用面向?qū)ο笳Z言，也可以用非面向?qū)ο笳Z言實現(xiàn)。使用非面向?qū)ο笳Z言編寫面向?qū)ο蟪绦?，必須由程序員自己把面向?qū)ο蟾拍钣成涞侥繕?biāo)程序中。,例如，C語言本身并不直接支持類或?qū)ο蟮母拍?，程序員只能利用結(jié)構(gòu)（struct）定義變量，由于不能直接在結(jié)構(gòu)中定義函數(shù)，因此必須利用指針間接定義相應(yīng)的函數(shù)。另外，所有非面向?qū)ο笳Z言都不支持繼承的實現(xiàn)，使用這

2、類語言編程時，要么完全回避繼承的概念，要么在聲明特殊化類時，把對一般化類的引用嵌套在它里面。,面向?qū)ο笳Z言充分支持面向?qū)ο蟾拍畹膶崿F(xiàn)。從問題域到面向?qū)ο蠓治瞿Ｐ?，從面向?qū)ο竽Ｐ偷矫嫦驅(qū)ο笤O(shè)計模型，最后從面向?qū)ο笤O(shè)計模型到面向?qū)ο缶幊潭季哂幸恢碌谋硎痉椒?。一致的表示方法既有利于在軟件開發(fā)過程中始終使用統(tǒng)一的概念，也有利于維護(hù)人員理解軟件的各種配置成分。,二、面向?qū)ο笳Z言選擇 80年代以來，面向?qū)ο笳Z言像雨后春筍一樣大量涌現(xiàn)，形成了兩大類面向?qū)ο笳Z言，一類是純面向?qū)ο笳Z言，如Smalltalk和Eiffel等語言，著重支持面向?qū)ο蠓椒ㄑ芯亢涂焖僭偷膶崿F(xiàn)；另一類是混合型面向?qū)ο笳Z言，也就是在過程語

3、言的基礎(chǔ)上增加面向?qū)ο髾C(jī)制，如C+等語言，它的目標(biāo)是提高運行速度和使傳統(tǒng)程序員容易接受面向?qū)ο笏枷搿?下面介紹幾種典型的面向?qū)ο笳Z言和選擇面向?qū)ο笳Z言時應(yīng)著重考察的一些技術(shù)特點。下表是各種面向?qū)ο笳Z言中使用的術(shù)語對比。,（一）幾種典型的面向?qū)ο笳Z言 1.Smalltalk Smalltalk起源可追溯到20世紀(jì)60年代后期，由美國的Xerox公司Palo Alto研究中心（PARC）開發(fā)。Smalltalk語言在Xerox PARC經(jīng)過了多次重大修改，最終形成了Smalltalk-80版本。Smalltalk-80全面支持面向?qū)ο蟮母拍?，從上表可以看出二者基本一致，表明了這種語言對OOP的深刻

4、影響。,除了概念上的影響作用外，Smalltalk-80對OOP的其它主要貢獻(xiàn)是構(gòu)成其開發(fā)環(huán)境的兩個要素：窗口化的程序設(shè)計工具和類庫。Smalltalk-80實際上與開發(fā)環(huán)境不可分離。這個環(huán)境同樣是用類和對象實現(xiàn)的，提供了一組對象管理功能，具有多窗口、圖形化的用戶界面和一組程序設(shè)計工具。,在這些工具的支持下，程序中的類、消息和方法的實現(xiàn)都可以在不同的窗口中聯(lián)機(jī)地設(shè)計、實現(xiàn)、瀏覽和調(diào)試。Smalltalk-80是最早引入類庫的語言。Smalltalk-80的類庫實際上就是語言的核，連語言的（偽）編譯程序、排錯程序、編輯程序，也是基于類庫中的類實現(xiàn)的。用這種語言進(jìn)行程序設(shè)計，首先要了解并會使用它的

5、類庫。,Smalltalk-80的缺點是不支持強類型化，是一種弱類型化語言，程序中不作變量的類型說明，系統(tǒng)也不進(jìn)行類型檢查，支持完全的動態(tài)聯(lián)編機(jī)制（在發(fā)送消息前，無須知道接受消息的對象當(dāng)時屬于哪個類，只有在運行時才進(jìn)行識別）。Smalltalk-80的另一個缺點時執(zhí)行效率較低。,2.C+ C+語言是C語言的一個超集，由AT/性別 int tall;/身高 int weight;/體重 /類的實現(xiàn) person：person(char s,int t,int w)/對象構(gòu)造函數(shù) sex=s;tall=t;weight=w; void person：answer_tall( )/回答身高 cout

6、”tall:”tallendl; void person：answer_weight( )/回答體重 cout”weight:”weightendl; ;,/聲明對象“張三”、“李四”、“王五” person ZHANG(m,170,75); person LI(f,165,55); person WANG(m,175,90);,2.消息 C+中類的public中描述了屬于該類的實例所能接收的消息及消息格式。例如詢問ZHANG的身高，在程序中可用如下的語句實現(xiàn)： ZHANG.answer_tall( ); ZHANG接到消息就執(zhí)行它的函數(shù)“answer_tall”來響應(yīng)。如果其它對象向ZHAN

7、G發(fā)送一條消息“whats your name”，ZHANG不會采取任何行動，因為他不具有該操作，因而不理解這消息。,通常完整的消息由下述三個部分組成：接收消息的對象、消息選擇符（也稱為消息名）、零個或多個變元。例如，Mycircle是一個半徑4cm、圓心位于（100，200）的Circle類的對象，Show是Circle類中定義的一個操作。當(dāng)要求Mycircle以綠顏色在屏幕上顯示時，在C+語言中應(yīng)該向它發(fā)下列消息： Mycircle.Show(GREEN);,其中，Mycircle是接收消息的對象名字，Show是消息名，圓括號內(nèi)的GREEN是消息的變元。當(dāng)Mycircle接收到這個消息后，

8、將執(zhí)行在Circle類中所定義的Show操作。,3.封裝 C+將屬性（C+中稱為“數(shù)據(jù)成員”）、操作（C+中稱為“成員函數(shù)”）封裝在class中，其它用戶不必知道對象屬性和方法的實際細(xì)節(jié)，只需利用class中的public部分提供的消息格式來訪問該對象。,4.繼承性 C+允許在既有類的基礎(chǔ)上定義新的類，而不需把既有類的內(nèi)容重新書寫一遍。既有類稱為基類或父類，在它基礎(chǔ)上建立的類稱為派生類或子類。例第八章中的派生類“teacher”、“student”類在既有類“person”的基礎(chǔ)上的說明如下：,/派生類的說明 class teacher: public person public: void

9、teach_what( ); private: char course10; ; class student: public person public: void which_grade( ); private: int grade; ;,第二節(jié) 面向?qū)ο鬁y試,一、 測試策略 面向?qū)ο筌浖y試的目標(biāo)與結(jié)構(gòu)化軟件測試的目標(biāo)相同，都是為了找出軟件開發(fā)中的錯誤，提高軟件的質(zhì)量。結(jié)構(gòu)化軟件的測試策略是從組成系統(tǒng)的最小單元模塊開始進(jìn)行測試，然后逐步集成進(jìn)行小系統(tǒng)測試、系統(tǒng)測試，最后在用戶的參與下進(jìn)行驗收測試。,面向?qū)ο筌浖臏y試策略也是從組成系統(tǒng)的最小單元開始，對象是面向?qū)ο筌浖械淖钚卧?，所以首?/p>

10、進(jìn)行對象測試，然后對組成子系統(tǒng)的各個對象之間的協(xié)同關(guān)系進(jìn)行測試，最后是整個系統(tǒng)的測試。 面向?qū)ο筌浖臏y試策略與上述策略基本相同，但也有許多新特點。,1.面向?qū)ο蟮膯卧獪y試 類（對象）是組成面向?qū)ο筌浖到y(tǒng)的最小單元，所以首先進(jìn)行類測試。類是屬性與服務(wù)的封裝體，它與傳統(tǒng)的一個入口一個出口的模塊測試完全不同。類的測試包含兩個步驟：單個服務(wù)的實現(xiàn)體方法的測試、各個方法之間協(xié)作的測試。,(1)單個方法的測試 對象靠消息的接收執(zhí)行相應(yīng)的方法，傳統(tǒng)針對模塊的設(shè)計測試用例的技術(shù)例如邏輯覆蓋、等價劃分、邊界值分析和錯誤推測等仍然可以使用。方法測試中有兩個方面要加以注意： 首先，方法執(zhí)行的結(jié)果并不一定返回調(diào)用

11、者，有的可能是改變被測對象的某個屬性。,由于對象的封裝性，被測對象的屬性狀態(tài)對外界是不能直接可見的，需要采取其它的辦法：例如在類中增加方法，該方法的功能是顯示該對象當(dāng)前的屬性狀態(tài)，然后在被測方法執(zhí)行前后分別發(fā)送消息獲得被測對象的屬性狀態(tài)進(jìn)行比較。,其次，除了類中自己定義的方法，還可能存在從基類繼承來的方法，這些方法雖然在基類中已經(jīng)測試過，在派生類往往需要再次測試。例如類CL2是類CL1的派生類，類CL3是類CL2的派生類。其中 類CL1：包含方法f1、f2，但方法f1中使用了f2； 類CL2：重載方法f1，繼承方法f2，但方法f1中仍使用了f2； 類CL3：繼承方法f1，重載方法f2。,類CL

12、3中方法f1盡管是從基類CL2中不變繼承來的，但f1使用了f2，該方法在CL2實例背景下被調(diào)用時，和該方法在CL3實例背景下被調(diào)用時，實際所執(zhí)行的f2代碼是不一樣的。所以在測試派生類CL3時，繼承來的方法f1還應(yīng)該重新測試。,(2)方法間協(xié)作的測試 面向?qū)ο笾?，在保證單個方法功能正確的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該測試方法之間的協(xié)作關(guān)系。方法被封裝在對象類中，對象彼此間通過發(fā)送消息啟動相應(yīng)的方法，但是，對象并沒有明顯地規(guī)定用什么次序啟動它的操作才是合法的。這時，對象就像一個有多個入口的模塊，因此，必須測試方法的不同次序組合的情況。,2.面向?qū)ο蟮募蓽y試 因為在面向?qū)ο蟮能浖胁淮嬖趯哟蔚目刂平Y(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的自頂

13、向下和自底向上的集成策略就沒有意義了。面向?qū)ο筌浖募蓽y試有兩種不同的策略。 是基于線程的測試（thread-based testing），這種策略把響應(yīng)系統(tǒng)的一個輸入或一個事件所需要的一組類集成起來。分別集成并測試每個線程，同時應(yīng)用回歸測試以保證沒有產(chǎn)生副作用。,基于使用的測試(use-based testing)，這種測試首先測試幾乎不使用服務(wù)器類的那些類（稱為獨立類），把獨立類都測試完之后，接下來測試使用獨立類的下一個層次的類（成為依賴類）。對依賴類的測試一個層次一個層次地持續(xù)進(jìn)行下去，直至把整個軟件系統(tǒng)構(gòu)造完為止。,集群測試（cluster testing）是面向?qū)ο筌浖y試的一個步

14、驟。在這個測試步驟中，用精心設(shè)計的測試用例檢查一群相互協(xié)作的類（通過研究對象模型可以確定協(xié)作類），這些測試用例力圖發(fā)現(xiàn)協(xié)作錯誤。,3. 面向?qū)ο蟮拇_認(rèn)測試 在確認(rèn)測試層次，不再考慮類之間相互連接的細(xì)節(jié)。和傳統(tǒng)的確認(rèn)測試一樣，面向?qū)ο筌浖拇_認(rèn)測試也集中檢查用戶可見的動作和用戶可識別的輸出。為了導(dǎo)出確認(rèn)測試用例，測試人員應(yīng)該認(rèn)真研究動態(tài)模型和描述系統(tǒng)行為的腳本，以確定最可能發(fā)現(xiàn)用戶交互需求錯誤的情景。,二、測試用例的設(shè)計 1.測試類的測試用例設(shè)計 與傳統(tǒng)的單元測試的測試用例設(shè)計的關(guān)注點（傳統(tǒng)單元測試關(guān)注算法細(xì)節(jié)）不同，由于類中單個方法一般由兩三個語句構(gòu)成，測試比較簡單，所以類測試用例的設(shè)計關(guān)注于

15、設(shè)計適當(dāng)?shù)牟僮餍蛄幸詸z查類中方法的協(xié)作。主要的方法有：隨機(jī)測試、劃分測試和基于故障的測試等三種。,(1)隨機(jī)測試 以銀行應(yīng)用系統(tǒng)為例，簡要說明這種測試方法。 該系統(tǒng)的account（帳戶）類有如下操作：open（打開）、setup（建立）、deposit（存款）、withdraw（取款）、balance（余額）、summarize（清單）、creditLimit（透支限額）、close（關(guān)閉）。,上列每個操作都可以應(yīng)用于account類的實例，但是，該系統(tǒng)的性質(zhì)也對操作的應(yīng)用施加了一些限制，例如，必須在應(yīng)用其它操作之前先打開帳戶，在完成了全部操作之后才能關(guān)閉帳戶。即使有這些限制，可做的操作也有

16、許多種排列方法。,一個account類實例的最小行為歷史包括下列操作： opensetupdepositwithdrawclose 這就是對account類的最小測試序列。但是，在下面的序列中可能發(fā)生許多其它行為： opensetupdeposit deposit | withdraw | balance | summarize | creditLimit withdrawclose,從上列序列可以隨機(jī)地產(chǎn)生一系列不同的操作序列，例如： 測試用例# r1： opensetupdepositdepositbalance summarizewithdrawclose 測試用例# r2： opens

17、etupdepositwithdrawdepositbalancecreditLimitwithdrawclose 執(zhí)行上述這些及另外一些隨機(jī)產(chǎn)生的測試用例，可以測試類實例的不同生存歷史。,（2)劃分測試 與測試傳統(tǒng)時采用等價劃分方法類似，劃分測試方法可以減少測試類時所需要的測試用例的數(shù)量。介紹劃分的方法有如下幾種： 1) 基于狀態(tài)的劃分 這種方法根據(jù)類操作改變狀態(tài)的能力來劃分操作。例如account類中狀態(tài)操作有：deposit和withdraw，非狀態(tài)操作有balance、summarize和creditLimit。,可以設(shè)計出如下的測試用例： 測試用例# p1： opensetupdep

18、ositdepositwithdraw withdrawclose 測試用例# p2： opensetupdepositsummarize creditLimitwithdrawclose 在測試用例# p1改變類的狀態(tài)，測試用例# p2不改變。,2)基于屬性的劃分 這種方法根據(jù)類操作使用的屬性來劃分類操作。例如account類中的根據(jù)屬性balance的使用可劃分為三個類別： 使用balance的操作 修改balance的操作 不使用也不修改balance的操作。 然后為每個類別設(shè)計測試序列。,3) 基于功能的劃分 這種方法根據(jù)類操作所完成的功能來劃分類操作。例如，可以把account類中的操作分為： 初始化操作（open、setup） 計算操作（deposit、withdraw） 查詢操作（balance、summarize、creditLimit） 終止操作（close）。 然后為每個類別設(shè)計測試序列。,（3)基于故障的測試 基于故障的測試與傳統(tǒng)的錯誤推測法類似，首先推測軟件中可能有的錯