面向对象的分析与设计

7.4.3　面向对象的分析与设计

1.面向对象的分析

面向对象的分析方法(OOA方法)，是在一个系统的开发过程中进行了系统业务调查以后，按照面向对象的思想来分析问题。OOA与结构化分析有较大的区别。OOA所强调的是在系统调查资料的基础上，针对OO方法所需要的素材进行的归类分析和整理，而不是对管理业务现状和方法的分析。

(1)OOA方法的原则

用OOA方法对所调查结果进行分析处理时，一般依据以下几项原则:

抽象(abstraction)是指为了某一分析目的而集中精力研究对象的某一性质，它可以忽略其他与此目的无关的部分。在使用这一概念时，承认客观世界的复杂性，也知道事物包括有多个细节，但此时并不打算去完整地考虑它。抽象是科学地研究和处理复杂问题的重要方法。抽象机制被用在数据分析方面，称之为数据抽象。数据抽象是OOA的核心。数据抽象把一组数据对象以及作用其上的操作组成一个程序实体，使外部只知道它是如何做和如何表示的。在应用数据抽象原理时，系统分析人员必须确定对象的属性以及处理这些属性的方法，并借助于方法获得属性。在OOA中属性和方法被认为是不可分割的整体。抽象机制有时也被用在对过程的分解方面，被称之为过程抽象。恰当的过程抽象可以对复杂过程的分解和确定以及描述对象发挥积极的作用。

封装(encapsulation)即信息隐蔽。它是指在确定系统的某一部分内容时，应考虑到其他部分的信息及联系都在这一部分的内部进行，外部各部分之间的信息联系应尽可能的少。

继承(inheritance)是指能直接获得已有的性质和特征而不必重复定义它们。OOA可以一次性地指定对象的公共属性和方法，然后再特化和扩展这些属性及方法为特殊情况，这样可大大地减轻在系统实现过程中的重复劳动。在共有属性的基础之上，继承者也可以定义自己独有的特性。

相关(association)是指把某一时刻或相同环境下发生的事物联系在一起。

消息通信(communication with message)是指在对象之间互相传递信息的通信方式。

组织方法(method of organization)。在分析和认识世界时，可综合采用如下三种组织方法:

●特定对象与其属性之间的区别。

●整体对象与相应组成部分对象之间的区别。

●不同对象类的构成及其区别等。

比例(scale)是一种运用整体与部分原则，辅助处理复杂问题的方法。

行为范畴(categories of behavior)是针对被分析对象而言的，它们主要包括:①基于直接原因的行为;②时变性行为;③功能查询性行为。

(2)OOA方法的步骤

在用OOA具体地分析一个事物时，大致上遵循如下五个基本步骤:

第一步，确定对象和类。这里所说的对象是对数据及其处理方式的抽象，它反映了系统保存和处理现实世界中某些事物的信息的能力。类是多个对象的共同属性和方法集合的描述，它包括如何在一个类中建立一个新对象的描述。

第二步，确定结构。结构是指问题域的复杂性和连接关系。类成员结构反映了泛化-特化关系，整体-部分结构反映整体和局部之间的关系。

第三步，确定主题。主题是指事物的总体概貌和总体分析模型。

第四步，确定属性。属性就是数据元素，可用来描述对象或分类结构的实例，可在图中给出，并在对象的存储中指定。

第五步，确定方法。方法是在收到消息后必须进行的一些处理方法:方法要在图中定义，并在对象的存储中指定。对于每个对象和结构来说，那些用于增加、修改、删除和选择一个方法本身都是隐含的(虽然它们是要在对象的存储中定义的，但并不在图上给出)，而有些则是显示的。

2.面向对象的设计

面向对象的设计方法(OOD方法)是OO方法中一个中间过渡环节。其主要作用是对OOA分析的结果作进一步的规范化整理，以便能够被面向对象编程直接接受。在OOD的设计过程中，要展开的主要有如下几项工作。

(1)对象定义规格的求精过程

对于OOA所抽象出来的对象和类以及汇集的分析文档，OOD需要有一个根据设计要求整理和求精的过程，使之更能符合面向对象编程的需要。这个整理和求精过程主要有两个方面:一是要根据面向对象的概念模型整理分析所确定的对象结构、属性、方法等内容，改正错误的内容，删去不必要和重复的内容等。二是进行分类整理，以便于下一步数据库设计和程序处理模块设计的需要。整理的方法主要是进行归类，对类、对象、属性、方法和结构、主题进行归类。

(2)数据模型和数据库设计

数据模型的设计需要确定类和对象属性的内容、消息链接的方式、系统访问、数据模型的方法等。最后每个对象实例的数据都必须落实到面向对象的库结构模型中。

(3)优化

OOD的优化设计过程是从另一个角度对分析结果和处理业务过程的整理归纳，优化包括对象和结构的优化、抽象、集成。

对象和结构的模块化表示OOD提供了一种范式，这种范式支持对类和结构的模块化。这种模块符合一般模块化所要求的所有特点，如信息隐蔽性好，内部聚合度强和模块之间耦合度弱等。集成化使得单个构件有机地结合在一起，相互支持^［14］。