第6章 面向对象分析（面向对象软件工程）

• 结构化分析是第一代软件工程常用的分析技术，而面向对象分析属于第二代软件工程常用的分析技术

1. 软件分析概述

1.1 面向对象软件分析

• UML是面向对象分析（object-oriented analysis，OOA）的重要表达工具

1.1.1 OOA的主要任务

• OOA建模基本步骤：
  1. 标识类，定义属性和方法
  2. 刻画类的层次
  3. 表示对象以及对象之间的关系
  4. 对对象的行为建模

1.1.2 OOA的模型

• 面向对象分析模型的组成结构
  
• 处于OOA模型核心的是以用例模型为主体的需求模型
• 进一步抽取OOA模型的3种子模型：
  1. 类/对象模型：描述系统所涉及的全部类和对象，每一个类和对象都可通过属性、操作和协作者进一步描述
  2. 对象/关系模型：描述对象之间的静态关系，同时定义系统中对象间所有重要的消息路径，也可以具体到对象的属性、操作和协作者
  3. 对象/行为模型：描述系统的动态行为，即在特定状态下对象间如何协作来响应外界的事件

1.1.3 OOA的优点

1. 同时加强了对问题空间和软件系统的理解
2. 改进了交流
3. 适应需求的变化
4. 支持软件复用
5. 确保需求模型到设计模型的一致性

1.1.4 分析模型的特点

• 分析模型本质上是一种概念模型：
  1. 全面覆盖软件的功能需求
  2. 与软件的实现无关
  3. 分析模型的表述方法和分析技术有关

1.2 面向对象分析模型

1.2.1 典型的五层次结构

• 五层次的OOA模型是典型的OOA方法
  1. 建立类/对象层
  2. 建立属性层
  3. 建立服务层
  4. 建立结构层
  5. 建立主题层

1.2.2 OOA方法的共同特征

• 共同特征：类和类层次的表示；建立对象-关系模型、建立对象-行为模型
  
• 面向对象开发的全过程实际上是OOA、OOD、OOP、OOT的迭代过程
• 面向对象分析（OOA）是一种从问题空间中提取类和对象来进行分析的方法，用来建立一个与具体实现无关的面向对象分析模型
• 面向对象设计（OOD）从问题空间转移到解空间，在分析模型的基础上考虑实现细节，形成面向对象的设计模型
• 面向对象编程（OOP）将设计模型转换成实现模型，可获得源代码和相应的可执行代码
• 面向对象测试（OOT）通过运行可执行代码来检测程序存在的问题

2. 面向对象分析建模

• 用例模型是面向对象分析最常采用的一种模型

• 用例分析的一般步骤：

  1. 检查需求阶段产生的用例规约，补充详细信息
  2. 研究用例事件流，将职责分配给分析类 
  3. 对分析类间的关系建模
  4. 详细描述所确定的类
  

2.1 识别与确定分析类

• 分析类：从用例开始的分析过程称为用例分析，在这一阶段定义的类称为分析类

• 分析类的类型：

  1. 边界类：<< boundary >>,代表系统与外部环境之间交互的边界
     • 边界类提供了对参与者或外部系统交互协议的接口
     • 边界类将系统和外界的变化隔离

  如果更改GUI或通信协议，将只更改边界类
  

  2. 控制类:<< control >>,系统在运行中的控制逻辑，用于封装一个或几个用例所特有的流程控制行为

     • 有效地分离了边界类对象和实体类对象，使系统更能承受边界的变更
     • 将用例所特有的行为与实体类对象分开，使实体类对象具有更高可复用性

  3. 实体类:<< entity >>,用于对必须存储的信息和相关的行为建模，主要职责是存储和管理系统中的信息，具有持久性，实体类对象独立于外部环境
     

2.2 建立对象行为模型（动态模型）

1. 时序图：按时间顺序描述系统元素之间的交互

• 首先，在时序图中加入触发这个用例的参与者，然后加入边界类对象，接着加入控制类对象，最后是实体类对象

2. 协作图：按时间和空间顺序描述系统元素之间的交互

3. 为分析类分配职责：

• 动态图将用例所要求的行为分派到分析类的过程，是从软件需求过渡到OOD设计的重要环节，核心概念就是消息和职责的对应关系
• 职责大多沿用消息的名称，但它还不是类的操作，故习惯上用“//”作为前缀

4. 状态图

• 专门针对一个类的状态变化，研究该类的动态行为

2.3 建立对象关系模型（静态模型）

1. 分析类的属性

2. 分析类的关联

3. 分析类图

4. 分析类的合并