面向对象分析方法

在了解什么是面向对象分析方法之前，我们得明确两个概念，软件和软件工程：

• 软件：计算机系统中与硬件（hardware）相互依存的另一部分，它包括程序（program）、相关数据（data）及其说明文档（document）
• 软件工程（Software Engineering）:一门研究如何用系统化、规范化、数量化等工程原则和方法去进行软件的开发和维护的学科。

软件危机的出现：

20世纪60年代，系统的复杂性超出了人们在当时的技术条件下所能解决的程度。

在软件技术的创新趋势下，产生了面向对象方法。其基本思想是从现实世界中客观存在的事物出发来构造软件系统，并在系统构造中尽可能运用人类的自然思维方式。

软件工程的方法就是基于软件危机的问题提出来的。大型的、复杂的软件系统开发是一项工程，必须按工程学的方法组织软件的生产和管理，必须经过系统的分析、设计、实现、测试和维护等一系列的软件生命周期阶段。

面向对象方法有三大重要特征

• 封装性
• 继承性
• 多态性

在面向对象的分析和设计中，对象和类是核心概念。

软件工程的三要素

• 方法
• 工具
• 过程

软件工程的框架

• 软件工程目标
• 软件工程活动
• 软件工程原则
  

面向对象分析

• 关注技术领域中的实体，并将其建模为对象
• 面向对象分析技术主要基于分类，泛化，聚合关系在对象集合之间建立结构
• 对象的行为是执行预定的动作（服务/活动）
• 对象通过执行动作来完成状态变迁

Peter Code的面向对象方法

• "对象"是问题领域中真实存在的实体，有定义清晰的边界
• 对象中封装有属性和行为
• 面向对象分析的五个核心概念：对象，属性，结构，服务和主题
• 一般-特殊结构
• 整体-部分结构

面向对象的分析方法学

• 识别对象和类（类是对象的抽象定义）
• 识别类之间的关系，建立由继承和组合关系组成的类层次结构
• 定义主题，通过主题将对象模型组织成多个抽象的层次结构或视角，一般来说通过继承关系或整体部分关系联系起来的类属于同一个主题
• 识别各个对象内部的属性信息，并将其赋予相应的抽象层次类
• 为每个类定义服务

CRC卡片分拣法（用于寻找类）

识别类的方法

• 根据用例描述中的名词确定类的候选者
• 使用CRC分析法寻找类
• 
  由名词寻找实体类 由动词寻找职责也要从字面去发现职责
• 根据边界类，控制类，实体类的划分来帮助发现系统中的类
• 对领域进行分析，或利用已有的领域分析结果得到类
• 参考分析，设计模式来确定类

面向对象设计

区分接口与实现，从具体到抽象，最小接口原则
开闭原则： 软件实体在扩展性方面应该是开放的，而在更改性方面应该封闭的。即应该可以扩展功能，但不能对原代码进行修改
Liskov替换原则 Liskov替换原则要求子类 宽入严出

• 子类中方法的前置条件不能强于父类中相应方法的前置条件
• 子类中方法的后置条件不能弱于父类中相应方法的后置条件
  依赖倒置原则 依赖倒置原则值的是依赖关系应该是尽量依赖接口（或抽象类）而不是依赖于具体类
  接口分离原则 在设计时用采用比较小的接口，采用多个和特定客户类有关的接口比采用一个通用的接口要好。

UML类图

自反关联，二元关联，N元关联

关联关系：

1. 聚合关系： 用于表达一个整体对象与其成员对象之间的关系
2. 组合关系： 用于表达一个整体对象与其组成部分之间的关系
   组合关系所表达的整体类与部分类之间的所属关系更强
   整体类的对象不存在是，部分类的对象也不存在
   整体类对象撤销之前要负责将部分类对象撤销
   而在聚合关系中，删除整体对象，成员对象依然存在 是一个独立的类对象
   
   **继承关系：**子类继承父类的属性，关联和操作 子类可以覆盖继承来的内容 分类可以声明为抽象类 可以自顶向下也可以自底向上
   

测试题：

1. 下列哪项关于面向对象分析来源的说法不正确： C
   A 面向对象分析的思路部分源于面向对象的程序设计
   B 面向对象分析的思路部分源于数据库领域的实体关系图
   C 面向对象分析的思路部分来源于面向对象设计
   D 面向对象分析的思路部分来源于人工智能领域的知识表示方法

2. 下列哪项关于对象服务的说法是不正确的？ D
   A 创建新对象，撤销旧对象，修改对象属性等瞬时完成的服务
   B 为其他对象完成各种计算服务
   C 持续检查预设条件是否满足的监控服务
   D 对象只有属性和行为，不对外提供服务

3. 采用CRC卡片分拣发的分析过程包含哪些步骤
   定义每个类的职责， 确定类之间的交互关系， 识别对象类

4. 面向对象技术中，封装的含义是：
   保证对象内部的数据只能通过操作来访问

5. 面向对象设计中， ”设计抽象的接口“的含义是：
   向用户暴露尽可能少的实现细节

6. 面向对象设计方法中，开闭原则的含义是：
   要尽可能多的使用接口进行封装，利用多态技术，扩展时不需要修改源代码

7. 面向对象设计方法中，LSP替换原则要求“子类可以替换父类出现在父类能出现的任何地方”，采用了：
   契约式设计

8. 类定义不会要求其对象实例具有什么特征？ 会要求其实例对象具有什么特征
   不会要求： 相同状态
   要 求： 相同属性， 相同行为， 相同的对象关系

9. UML类图中对以下几种类型的关系的使用频度从高到第应为：
   关联>泛化>聚合>组合>依赖>实现

10. 关于UML类图中泛化关系建模，不正确的说法是？ D
    A 定义泛化关系的好处是当环境发生变化是，便于添加新的子类
    B 当某个类中，存在的属性和操作略有不同的子类时，应定义泛化关系
    C 当现有的多个类具有公共属性和方法时，可以定义一个父类让它们共同继承
    D 关联关系也可以用于定义分类关系，可以替代泛化关系

一个软件要做的内容从何而来？——需要一个对系统应该提供的服务和所受到的约束进行理解、分析、建立文档、检验的过程——需求工程

软件需求的内容

功能需求：对系统应该提供的功能及特定环境下的行为描述
领域需求：由软件系统的应用领域所决定的特有的功能需求

需求工程的基本活动

获取需求：深入实际，在充分理解用户需求的基础上，获取系统需求
需求分析与建模：进行需求建模、对模型或原型进行分析
确认需求：确保需求说明准确、完整地表达系统的主要特性
进化需求：客户的需要总是不断（连续）增长的 ，进化需求是必要的。

以大学图书管理系统为例的需求获取：

功能需求

1. 基本数据维护功能（读者及图书信息的录入、删除、更新）
2. 基本业务功能（借书、还书、预留书等）
3. 数据库管理功能
4. 信息查询功能

非功能需求：

1. 系统安全性需求（用户权限设置等）
2. 对系统可用性的需求
3. 对系统查询速度的需求
4. 对系统可靠性的需求

领域需求：
与图书管理业务相关的需求。（如符合相关法律法规）

需求分析及建模

需求分析和建模又包含三个层次的工作：
1、需求分析
2、需求建模（分为企业建模、功能需求建模和非功能需求建模等）
3、需求规格说明—不同的描述方式

SA法的描述方法
1、分层的数据流图(DFD图)
2、数据词典
3、描述加工逻辑的结构化语言、判定表及判定树

面向对象的分析方法（OOA）：
“基于用例的方法”来识别和获取需求，是从外部的角度来看系统功能，描述外部执行者(Actor)所理解的系统功能。即待开发系统的功能需求。

需求的有效性验证

为什么需要进行需求验证？
首先，需求是软件开发的第一阶段，直接影响后面各阶段的开发；其次由于需求的可变性必须进行验证。

那么，需要验证些什么呢？

• 有效性检查——指功能需求是否符合用户所提出的需求（你讲的是不是我要的）
• 一致性检查——系统功能描述及约束是否一致（你讲的前言搭不搭后语）
• 完备性检查——是否包含所有系统用户的需求和约束（我要的你都讲全了没有）
• 可检验性检查——是否能设计出一组验证方法，确定了检验的标准（你有方法证明你自己么）

需求管理

其中，最重要的是——“需求变更管理”

需求工程的过程