面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)

1、概而言之，面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)（OOD）就是運(yùn)用面向?qū)ο蠓椒ㄟM(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)；但不同時(shí)期有不同內(nèi)容及特點(diǎn)。（一）早期的（一）早期的OODOOD（八十年代至九十年代初）（八十年代至九十年代初）（二）現(xiàn)今（二）現(xiàn)今（9090年代）的年代）的OODOOD（一）早期的（一）早期的OOD（八十年代至九十年代初）（八十年代至九十年代初）G. Booch 1982 年發(fā)表“Object-Oriented Design” ，首次稱“面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)”。1986 年發(fā)表“Object-Oriented Development”較完整地闡述了OOD思想。R. J. Abbott 1983年提出正文分析方法（用規(guī)范的英語(yǔ)描述對(duì)

2、一個(gè)問(wèn)題的解釋，然后從描述中提取對(duì)象及其特征。）1986年后，相繼出現(xiàn)了一批（早期的）OOD方法。（一）早期的（一）早期的OODOOD（八十年代至九十年代初）（八十年代至九十年代初）Booch86Object-Oriented Development（面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)）GOODGeneral Object-Oriented Development（通用面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)）HOODHierarchical Object-Oriented Design（層次式面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)）OOSDObject-Oriented Structured Design（面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）早期的OODOOD方法（二）現(xiàn)今（

3、二）現(xiàn)今（9090年代）的年代）的OODOOD面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)（OOD）就在是OOA模型基礎(chǔ)上運(yùn)用面向?qū)ο蠓椒ㄟM(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，目標(biāo)是產(chǎn)生一個(gè)符合具體實(shí)現(xiàn)條件的OOD模型。OOD的特點(diǎn)：的特點(diǎn)：1. 以面向?qū)ο蟮姆治鰹榛A(chǔ)，一般不依賴結(jié)構(gòu)化分析。2. 與相應(yīng)的OOA方法共同構(gòu)成一種OOA&D方法體系。OOA和OOD采用一致的概念與原則，但屬于軟件生命周期的不同階段，有不同的目標(biāo)及策略。3. 較全面地體現(xiàn)面向?qū)ο蠓椒ǖ母拍钆c原則。4. 大多數(shù)方法獨(dú)立于編程語(yǔ)言，通過(guò)面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)所得到的系統(tǒng)模型可以由不同的編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。（一）（一）OOAOOA和和OODOOD的關(guān)系的關(guān)系（二）（二）OO

4、DOOD的基本思想的基本思想（三）（三）OODOOD模型框架模型框架（四）（四）OODOOD過(guò)程過(guò)程（一）（一）OOAOOA和和OODOOD的關(guān)系的關(guān)系概念：運(yùn)用與OOA相同的概念（類、對(duì)象、屬性、操作、封裝、繼承、消息、關(guān)聯(lián)、聚合、多態(tài)等等）表示法：采用與OOA一致的表示法傳統(tǒng)方法分析與設(shè)計(jì)之間的鴻溝面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)之間不存在鴻溝分析設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)流圖（DFD）模塊結(jié)構(gòu)圖（MSD）實(shí)體-關(guān)系圖（ERD）OOAOOD類圖類圖一致的概念一致的表示法（二）（二） OOD OOD的基本思想的基本思想以O(shè)OA模型為基礎(chǔ)，繼續(xù)運(yùn)用面向?qū)ο蟮母拍钆c原則，針對(duì)具體的實(shí)現(xiàn)條件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。以平臺(tái)無(wú)關(guān)的OOA模型

5、為基礎(chǔ)，按實(shí)現(xiàn)平臺(tái)進(jìn)行必要的調(diào)整，作為OOD模型的核心部分，即問(wèn)題域部分；針對(duì)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的三個(gè)主要方面，增補(bǔ)三個(gè)平臺(tái)相關(guān)的外圍部分，盡可能隔離實(shí)現(xiàn)條件對(duì)核心部分的影響，構(gòu)成完整的OOD模型。（三）（三）OODOOD模型框架模型框架（四）（四）OODOOD過(guò)程過(guò)程逐個(gè)設(shè)計(jì)OOD模型的四個(gè)部分：?jiǎn)栴}域部分的設(shè)計(jì)人機(jī)交互部分的設(shè)計(jì)控制驅(qū)動(dòng)部分的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)接口部分的設(shè)計(jì)不強(qiáng)調(diào)次序每個(gè)部分均采用與OOA一致的概念、表示法及活動(dòng)，但具有自己獨(dú)特的策略（一）（一）單一職責(zé)原則單一職責(zé)原則（二）（二）開(kāi)放封閉原則開(kāi)放封閉原則（三）（三）依賴倒置原則依賴倒置原則（四）（四）接口隔離原則接口隔離原則（五）（五）Lis

6、kov替換原則替換原則（一）（一）單一職責(zé)原則單一職責(zé)原則對(duì)于單一職責(zé)原則，其核心思想為：一個(gè)類，最好只做一件事，只有一個(gè)引起它的變化。單一職責(zé)原則可以看做是低耦合、高內(nèi)聚在面向?qū)ο笤瓌t上的引申，將職責(zé)定義為引起變化的原因，以提高內(nèi)聚性來(lái)減少引起變化的原因。通常意義下的單一職責(zé)，就是指只有一種單一功能，不要為類實(shí)現(xiàn)過(guò)多的功能點(diǎn)，以保證實(shí)體只有一個(gè)引起它變化的原因。（二）（二）開(kāi)放封閉原則開(kāi)放封閉原則對(duì)于開(kāi)放封閉原則，它是面向?qū)ο笏性瓌t的核心，軟件設(shè)計(jì)說(shuō)到底追求的目標(biāo)就是封裝變化、降低耦合，而開(kāi)放封閉原則就是這一目標(biāo)的最直接體現(xiàn)。開(kāi)放封閉原則，其核心思想是：軟件實(shí)體應(yīng)該是可擴(kuò)展的，而不可修改的

7、。也就是，對(duì)擴(kuò)展開(kāi)放，對(duì)修改封閉的。實(shí)現(xiàn)開(kāi)開(kāi)放封閉原則的核心思想就是對(duì)抽象編程，而不對(duì)具體編程，因?yàn)槌橄笙鄬?duì)穩(wěn)定。讓類依賴于固定的抽象，所以修改就是封閉的；而通過(guò)面向?qū)ο蟮睦^承和多態(tài)機(jī)制，又可以實(shí)現(xiàn)對(duì)抽象類的繼承，通過(guò)覆寫(xiě)其方法來(lái)改變固有行為，實(shí)現(xiàn)新的拓展方法，所以就是開(kāi)放的。（二）（二）開(kāi)放封閉原則開(kāi)放封閉原則開(kāi)放封閉原則主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一、對(duì)擴(kuò)展開(kāi)放，意味著有新的需求或變化時(shí)，可以對(duì)現(xiàn)有代碼進(jìn)行擴(kuò)展，以適應(yīng)新的情況。二、對(duì)修改封閉，意味著類一旦設(shè)計(jì)完成，就可以獨(dú)立完成其工作，而不要對(duì)其進(jìn)行任何嘗試的修改。（三）（三）依賴倒置原則依賴倒置原則對(duì)于依賴倒置原則，其核心思想是：依賴于抽象。具

8、體而言就是高層模塊不依賴于底層模塊，二者都同依賴于抽象；抽象不依賴于具體，具體依賴于抽象。當(dāng)兩個(gè)模塊之間存在緊密的耦合關(guān)系時(shí)，最好的方法就是分離接口和實(shí)現(xiàn)：在依賴之間定義一個(gè)抽象的接口使得高層模塊調(diào)用接口，而底層模塊實(shí)現(xiàn)接口的定義，以此來(lái)有效控制耦合關(guān)系，達(dá)到依賴于抽象的設(shè)計(jì)目標(biāo)。抽象的穩(wěn)定性決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因?yàn)槌橄笫遣蛔兊模蕾囉诔橄笫敲嫦驅(qū)ο笤O(shè)計(jì)的精髓，也是依賴倒置原則的核心。（四）（四）接口隔離原則接口隔離原則對(duì)于接口隔離原則，其核心思想是：使用多個(gè)小的專門(mén)的接口，而不要使用一個(gè)大的總接口。具體而言，接口隔離原則體現(xiàn)在：接口應(yīng)該是內(nèi)聚的，應(yīng)該避免“胖”接口。一個(gè)類對(duì)另外一個(gè)類的依賴應(yīng)

9、該建立在最小的接口上，不要強(qiáng)迫依賴不用的方法，這是一種接口污染。接口有效地將細(xì)節(jié)和抽象隔離，體現(xiàn)了對(duì)抽象編程的一切好處，接口隔離強(qiáng)調(diào)接口的單一性，而胖接口存在明顯的弊端，會(huì)導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)的類型必須完全實(shí)現(xiàn)接口的所有方法、屬性等。（四）（四）接口隔離原則接口隔離原則分離的手段主要有以下兩種：一、委托分離，通過(guò)增加一個(gè)新的類型來(lái)委托客戶的請(qǐng)求，隔離客戶和接口的直接依賴，但是會(huì)增加系統(tǒng)的開(kāi)銷(xiāo)。二、多重繼承分離，通過(guò)接口多繼承來(lái)實(shí)現(xiàn)客戶的需求，這種方式是較好的。（五）（五）Liskov替換原則替換原則對(duì)于Liskov替換原則，其核心思想是：子類必須能夠替換其基類。這一思想體現(xiàn)為對(duì)繼承機(jī)制的約束規(guī)范，只有子類

10、能夠替換基類時(shí)，才能保證系統(tǒng)在運(yùn)行期內(nèi)識(shí)別子類，這是保證繼承復(fù)用的基礎(chǔ)。在父類和子類的具體行為中，必須嚴(yán)格把握繼承層次中的關(guān)系和特征，將基類替換為子類，程序的行為不會(huì)發(fā)生任何變化。同時(shí)，這一約束反過(guò)來(lái)則是不成立的，子類可以替換基類，但是基類不一定能替換子類。（五）（五）Liskov替換原則替換原則Liskov替換原則，主要著眼于對(duì)抽象和多態(tài)建立在繼承的基礎(chǔ)上，因此只有遵循了Liskov替換原則，才能保證繼承復(fù)用是可靠地。實(shí)現(xiàn)的方法是面向接口編程：將公共部分抽象為基類接口或抽象類，通過(guò)Extract Abstract Class，在子類中通過(guò)覆寫(xiě)父類的方法實(shí)現(xiàn)新的方式支持同樣的職責(zé)。Liskov

11、替換原則是關(guān)于繼承機(jī)制的設(shè)計(jì)原則，違反了Liskov替換原則就必然導(dǎo)致違反開(kāi)放封閉原則。Liskov替換原則能夠保證系統(tǒng)具有良好的拓展性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)基于多態(tài)的抽象機(jī)制，能夠減少代碼冗余，避免運(yùn)行期的類型判別。（一）什么是人機(jī)交互部分（一）什么是人機(jī)交互部分（二）人機(jī)交互部分的需求分析（二）人機(jī)交互部分的需求分析（三）人機(jī)界面的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（三）人機(jī)界面的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（四）人機(jī)界面的（四）人機(jī)界面的OOOO設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（一）什么是人機(jī)交互部分（一）什么是人機(jī)交互部分人機(jī)交互部分是OOD模型的外圍組成部分之一，是系統(tǒng)中負(fù)責(zé)人機(jī)交互的部分。其中所包含的對(duì)象（稱作界面對(duì)象）構(gòu)成了系統(tǒng)的人機(jī)界面。現(xiàn)今的系統(tǒng)大多采用圖

12、形方式的人機(jī)界面形象、直觀、易學(xué)、易用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝于命令行方式的人機(jī)界面，是使軟件系統(tǒng)嬴得廣大用戶的關(guān)鍵因素之一。支持圖形用戶界面開(kāi)發(fā)的軟件系統(tǒng)：窗口系統(tǒng)（如X Window，News，MS-Windows）圖形用戶界面（GUI）（如OSF/Motif，Open Look）可視化開(kāi)發(fā)環(huán)境（如Visual C+，Visual Basic， Delphi）（二）人機(jī)交互部分的需求分析（二）人機(jī)交互部分的需求分析一、分析與系統(tǒng)交互的人（參與者）(1)列舉所有的人員參與者(2)調(diào)查研究(3)區(qū)分人員類型(4)統(tǒng)計(jì)（或估算）各類人員的比例(5)了解使用者的主觀需求（二）人機(jī)交互部分的需求分析（二）人機(jī)交互部

13、分的需求分析二、從用況分析人機(jī)交互(1)用況的構(gòu)成：參與者的行為和系統(tǒng)行為按時(shí)間順序交替出現(xiàn)，左右分明。形成交叉排列的段落。每個(gè)段落至少含有一個(gè)輸入語(yǔ)句或輸出語(yǔ)句；有若干純屬參與者自身或系統(tǒng)自身的行為陳述；可能包含一些控制語(yǔ)句或括號(hào)。(2)抽取方法：刪除所有與輸入、輸出無(wú)關(guān)的語(yǔ)句刪除不再包含任何內(nèi)容的控制語(yǔ)句與括號(hào)剩下的就是對(duì)參與者（人）使用一項(xiàng)系統(tǒng)功能時(shí)的人機(jī)交互描述（三）人機(jī)界面的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（三）人機(jī)界面的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則使用簡(jiǎn)便一致性啟發(fā)性減少人腦記憶的負(fù)擔(dān)減少重復(fù)的輸入容錯(cuò)性及時(shí)反饋（四）（四）人機(jī)界面的人機(jī)界面的OOOO設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一、選擇界面支持系統(tǒng)0級(jí)：操作系統(tǒng)和普通編程語(yǔ)言（全部人工編程）1

14、級(jí)：圖形軟件包（提供基本圖形元素的繪制函數(shù)）2級(jí)：窗口系統(tǒng)（提供實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面基本成分的支撐機(jī)制如實(shí)現(xiàn)窗口、菜單、對(duì)話框的庫(kù)函數(shù)）3級(jí)：GUI（為實(shí)現(xiàn)具有特定的風(fēng)格和視感的圖形用戶界面提供了更強(qiáng)的支持）4級(jí)：可視化編程環(huán)境（以“所見(jiàn)即所得”的方式構(gòu)造用戶界面）（四）（四）人機(jī)界面的人機(jī)界面的OOOO設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)二、根據(jù)人機(jī)交互需求選擇界面元素（1）系統(tǒng)的啟動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng) 選用實(shí)現(xiàn)主界面的界面元素，如窗口、對(duì)話框窗口（2）高層命令組織結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)高層命令組織結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)通過(guò)界面元素的構(gòu)造層次體現(xiàn)高層命令的組織結(jié)構(gòu)（3）基本命令的執(zhí)行基本命令的執(zhí)行高層命令的執(zhí)行是在人機(jī)界面上把用戶引向基本命令，基本命令的執(zhí)行則是從界面給實(shí)現(xiàn)其功能的對(duì)象送消息（4）詳細(xì)交互過(guò)程的輸入與輸出詳細(xì)交互過(guò)程的輸入與輸出選擇適當(dāng)?shù)慕缑嬖赝瓿擅總€(gè)命令步的輸入與輸出（5）異常命令的輸入異常命令的輸入使用支持異常命令輸入的界面功能，如鼠標(biāo)右鍵菜單（四）（四）人機(jī)界面的人機(jī)界面的OOOO設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)三、用OO概念與表示法表達(dá)所有的界面成分（1）用對(duì)象表示各種界面元素）用對(duì)象表示各種界面元素（2）屬性與操作）屬性與操作a a、用屬性表示界面對(duì)象的靜態(tài)特征物理特征如：位置、尺寸、顏色、立體效果邏輯特征聚合、關(guān)聯(lián)b b、用操作表示界面對(duì)象的行為例如：創(chuàng)建、激活、最大化、最小化、移動(dòng)、選中、單擊、雙擊 （四）（四）人機(jī)界面的人機(jī)界面