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1、,Click to edit Master title style,Click to edit Master text stylesgood1,Second levelgood2,Third levelgood3,Fourth levelgood4,Fifth levelgood5,版權(quán)所有：理學院,UML,Java&UML,Java&UML,教程,授課：劉松華,版權(quán)所有：江西理工大學理學院,UML,Click to edit Master text stylesgood1,Second levelgood2,Third levelgood3,Fourth levelgood4,Fifth l

2、evelgood5,對象、,UML,和,Java,統(tǒng)一建模語言（,Unified Modeling Language,）,對象、UML和Java統(tǒng)一建模語言（Unified Mode,課程目錄,面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計（,OOA/D,）,課程目錄面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計（OOA/D）,課程要點,課程目標：,介紹面向?qū)ο螅?OO,）軟件開發(fā),介紹如何應(yīng)用,UML,進行,OOAD,面向?qū)ο筌浖_發(fā)包括了分析問題、設(shè)計解決方案、編碼實現(xiàn)及維護,將思維從僅僅讓程序運行轉(zhuǎn)變到面向?qū)ο蟮厮伎?我們需要一種用于,OOAD,的語言，這既是一種思考的工具，也是一種溝通的形式。因此，我們將在,OOAD,中應(yīng)用,UML,分析（

3、,analysis,）,-,對問題和需求的調(diào)查研究,設(shè)計（,design,）,-,滿足需求的概念上的解決方案,面向?qū)ο蠓治觯?object-oriented analysis,）,-,在問題域內(nèi)發(fā)現(xiàn)和描述對象,面向?qū)ο笤O(shè)計（,object-oriented design,）,-,如何定義軟件對象以及它們之間如何協(xié)作以實現(xiàn)需求,課程要點課程目標：,1.1,面向?qū)ο蠹夹g(shù),核心是,對象,什么是對象？,哪些可以認為是對象？,為什么需要使用對象？,1.1 面向?qū)ο蠹夹g(shù)核心是對象,1.2,面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言,現(xiàn)有語言：,C+,、,Objective C,、,Objective Pascal,、,Java

4、,、,Ada,等,市場主流語言：,C+,和,Java,Java,的優(yōu)勢及問題：,WWW,和,Java,能讓小程序在任何有瀏覽器的計算機或操作系統(tǒng)上運行,不僅可以開發(fā),Web,小程序，而且可以在幾乎任何一種計算機上開發(fā),C+,的優(yōu)勢及問題：,源于,C,，傳承了在真實系統(tǒng)中完成真實任務(wù)的能力，兼容,C,現(xiàn)在擴展為一種巨大而復(fù)雜的語言，難以全面掌握并達成相當水平,1.2 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言現(xiàn)有語言：C+、Objecti,1.3,面向?qū)ο笤O(shè)計和,UML,在,UML,之前，有,OMT,、,Booch,等方法試圖將各種方法中使用的概念進行統(tǒng)一（無原作者參與失敗）。,94,年,Rational,軟件公司合

5、并兩種概念，設(shè)計了統(tǒng)一建模語言,UML,統(tǒng)一的內(nèi)涵：,對于開發(fā)的要求具有無縫性（軟件開發(fā)生命期）,適用于各種應(yīng)用領(lǐng)域的建模，包括大型、復(fù)雜、實時、分布式、集中式或計算的、嵌入式的系統(tǒng),可應(yīng)用于運行不同的編程實現(xiàn)語言和開發(fā)平臺,不是對開發(fā)過程細節(jié)進行描述的工具,在構(gòu)建,UML,模型的過程中，特別注意揭示和表達各種概念之間的內(nèi)在聯(lián)系并試圖用多種適用于已知和未知情況的辦法去把握建模中的概念,1.3 面向?qū)ο笤O(shè)計和UML在UML之前，有OMT、Booc,1.3,面向?qū)ο笤O(shè)計和,UML,UML,的目標：,使其成為一個通用的建模語言，可供所有建模者使用,使其能很好地支持設(shè)計工作，如封裝、分塊、記錄模型構(gòu)造

6、思路,使其能準確表達當前軟件開發(fā)中的熱點問題，比如大規(guī)模、分布、并發(fā)、方式和團體開發(fā)等,最終目標是盡可能簡單的同時能夠?qū)嶋H需要簡歷的系統(tǒng)的各個方面建模,1.3 面向?qū)ο笤O(shè)計和UMLUML的目標：,附錄,4,：建議閱讀參考書,UML Distilled,UML,精化,Applying UML and Patterns,UML,與模式應(yīng)用,The Unified Modeling Language User Guide,UML,用戶指南,The Unified Modeling Language Reference Manual,UML,參考手冊,Design Patterns:Elements

7、 of Reuseable Object-Oriented Software,設(shè)計模式,可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ),Agile Software Development-Principles,Patterns,and Practices,敏捷軟件開發(fā),原則、模式與實踐,Analysis Patterns:Reusable Object Models,分析模式,可復(fù)用對象模型,附錄4：建議閱讀參考書UML Distilled,對象的精髓,統(tǒng)一建模語言（,Unified Modeling Language,）,對象的精髓統(tǒng)一建模語言（Unified Modeling L,2.1,基本概念,對象（,O

8、bject,）,對象是封裝了狀態(tài)和行為的統(tǒng)一體,狀態(tài)主要表現(xiàn)為屬性和關(guān)聯(lián),行為主要表現(xiàn)為操作，方法和狀態(tài)機,實例,MS12,醫(yī)療器械專用溫度傳感器,皮膚傳感器,生命監(jiān)護儀,培養(yǎng)箱,透析設(shè)備,呼吸器等醫(yī)療器械,結(jié)論,幾乎所有的東西都可以在軟件中通過建模成為對象,從對象的職責角度來思考對象比從它的屬性角度思考更有用,2.1 基本概念對象（Object）,例子：,例子：,對象具有狀態(tài)：,一個對象的狀態(tài)是這個對象可以存在的一個可能的環(huán)境,一個對象的狀態(tài)通常會發(fā)生多次改變,對象具有狀態(tài)：一個對象的狀態(tài)是這個對象可以存在的一個可能的環(huán),對象具有行為：,行為決定了一個對象如何起作用以及和其它對象相互作用,對

9、象的可見行為是被一系列所響應(yīng)的消息模型化了,對象具有行為：行為決定了一個對象如何起作用以及和其它對象相互,每個對象都有自己的標識,每個對象有唯一的標識，即使它和另外一個對象具有完全一致的狀態(tài),每個對象都有自己的標識每個對象有唯一的標識，即使它和另外一個,2.1,基本概念,類（,Class,）,類是一組對象的描述，這一組對象有共同的屬性和行為,類的定義描述了所有對象的屬性，也描述了實現(xiàn)該類對象的行為的類的方法,結(jié)論,類的描述包括對類的單個對象的狀態(tài)進行訪問和改變的方式,堅持以對象的觀點思考,2.1 基本概念類（Class）,2.2,面向?qū)ο笙到y(tǒng),面向?qū)ο筌浖到y(tǒng)具備,6,大特性：,利用對象進行抽

10、象,抽象使得復(fù)雜的、真實世界的情況可以通過簡單的模型表示,如：對顏色的一種抽象是,RGB,模型,結(jié)論：什么是抽象？,定義一個觀點的邊界,區(qū)別于其它實體最本質(zhì)的特征,2.2 面向?qū)ο笙到y(tǒng)面向?qū)ο筌浖到y(tǒng)具備6大特性：,例子：抽象,例子：抽象,2.2,面向?qū)ο笙到y(tǒng),封裝的類,將抽象出來的狀態(tài)和行為結(jié)合在一個封裝的整體里,如：,Java,中通過類定義里面定義屬性和方法，強制封裝,結(jié)論：什么是封裝？,向調(diào)用者隱藏了實現(xiàn)，調(diào)用者依賴接口,2.2 面向?qū)ο笙到y(tǒng)封裝的類,2.2,面向?qū)ο笙到y(tǒng),通過消息進行通信,同一類的不同對象、不同類的對象之間需要通過發(fā)送消息給其它對象，傳遞消息或請求動作，互操作得到處理,

11、2.2 面向?qū)ο笙到y(tǒng)通過消息進行通信,2.2,面向?qū)ο笙到y(tǒng),對象生命周期,對象在需要時被創(chuàng)建并初始化，繼而執(zhí)行功能，最后被銷毀,2.2 面向?qū)ο笙到y(tǒng)對象生命周期,2.2,面向?qū)ο笙到y(tǒng),類層次結(jié)構(gòu),關(guān)聯(lián)、聚合（組合）、繼承,2.2 面向?qū)ο笙到y(tǒng)類層次結(jié)構(gòu),2.2,面向?qū)ο笙到y(tǒng),多態(tài)性,特殊類實現(xiàn)與通用類有差別的行為，但是行為的名字相同,結(jié)論：什么是多態(tài)？,使用同一接口隱藏不同的實現(xiàn),2.2 面向?qū)ο笙到y(tǒng)多態(tài)性,例子：多態(tài),例子：多態(tài),2.3 UML,類表示法,類的,UML,表示法是由三個水平部分組成的矩形。頂端部分用來填寫類的名字，中間部分用來填寫屬性，底端部分用來填寫類的操作（方法）。,2.3

12、 UML類表示法類的UML表示法是由三個水平部分組成的,2.3 UML,類表示法,關(guān)聯(lián)通過類之間的連線表示，通常標注關(guān)聯(lián)名稱,關(guān)聯(lián)的名稱應(yīng)該反映關(guān)系的用途，并且是一個動詞；該名稱可以忽略，尤其是使用角色名的時候。,應(yīng)該盡量避免使用“具有”和“包含”這樣的名稱，因為它們不包含說明類之間具有什么關(guān)系的信息。,2.3 UML類表示法關(guān)聯(lián)通過類之間的連線表示，通常標注關(guān)聯(lián),2.3 UML,類表示法,繼承的表示方法是一個有三角形箭頭的連線，箭頭指向更為通用的類（超類）,2.3 UML類表示法繼承的表示方法是一個有三角形箭頭的連線,2.3 UML,類表示法,聚合的表示方法是一個有空心菱形的連線，菱形指向整

13、體類,1,計算機,主機,顯示器,鍵盤,鼠標,一個空心菱形連接到聚集體（整體）一側(cè)的關(guān)聯(lián)路徑端,2.3 UML類表示法聚合的表示方法是一個有空心菱形的連線，,2.3 UML,類表示法,組成的表示方法是一個有實心菱形的連線，菱形指向整體類,組成是一種整體和部分所屬更強的聚合關(guān)系，每個部分只能屬于一個整體，沒有整體，部分也沒有存在的價值,1,1,4,桌 子,桌 腿,桌 面,一個實心菱形連接到關(guān)聯(lián)路徑端（在整體一側(cè),）,2.3 UML類表示法組成的表示方法是一個有實心菱形的連線，,2.3,結(jié)論：類層次結(jié)構(gòu),最簡單的層次結(jié)構(gòu)是關(guān)聯(lián)（涉及相互獨立的類）,相互不獨立的類之間有兩種層次結(jié)構(gòu)：,第一種是將一個類

14、作為另一個類的一部分，即整體,/,部分,整體,/,部分通用術(shù)語為聚合，在聚合中，部分一方的對象可以來去自由。如果對象是整體的不可或缺的部分，則稱為組合,第二種特征存在“是關(guān)系”，即泛化,/,特殊化,泛化,/,特殊化主要機制為繼承,Java,不支持多繼承，因此使用接口來替代,2.3 結(jié)論：類層次結(jié)構(gòu)最簡單的層次結(jié)構(gòu)是關(guān)聯(lián)（涉及相互獨立,實例,實例,實例說明,Book,和,Person,是兩個通用的超類,Book,由,Page,組成，組合關(guān)系表明書可以從一頁到任意頁,LibraryBook,類從,Book,類派生，可能有一些特殊屬性,Reader,是,Person,類的特殊情況，是要使用,Libr

15、ary,的,Person,Borrowing,類用于實現(xiàn)讀者和圖書館的書之間的,borrowing,關(guān)聯(lián)，虛線表示一個簡單的,LibraryBook,類和,Reader,類之間的雙向連結(jié)，用類實現(xiàn)關(guān)聯(lián)表示兩者之間的連結(jié)通過,Borrowing,類來管理,最后一個,LibraryBook,對象是一個,Book,對象，一個,Reader,對象是一個,Person,對象，能通過繼承的“是測試”,實例說明Book和Person是兩個通用的超類,2.4,其它面向?qū)ο蟾拍?抽象類：不能實例化的類,具體類：完全指明其實現(xiàn)方式并能夠?qū)嵗念?可見性：一個類看到和使用另一個類的資源的能力,公有可見性（,public,）,私有可見性（,private,）,保護可見性（,protected,）,友類可見性（,friend,）,2.4 其它面向?qū)ο蟾拍畛橄箢悾翰荒軐嵗念?