软件工程导论课件之第11章面向对象设计

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第11章 面向对象设计(shj),11.1 面向对象设计的准则,11.2 启发规则,11.3 软件重用,11.4 系统分解,11.5 设计问题域子系统,11.6 设计人机交互子系统,11.7 设计任务(rn wu)管理子系统,11.8 设计数据管理子系统,11.9 设计类中的服务,11.10 设计关联,11.11 设计优化,第一页，共91页。,分析是提取和整理用户(yngh)需求，并建立问题域精确模型的过程。,设计则是把分析阶段得到的需求转变成符合成本和质量要求的、抽象的系统实现方案的过程。,从面向对象分析到面向对象设计(OOD)，是一个逐渐扩充模型的过程。,在实际的软件开发过程中分析和设计的界限是模糊的。分析和设计活动是一个多次反复迭代的过程。,第二页，共91页。,OOD模型(mxng),第三页，共91页。,11.1 面向对象设计(shj)的准则,所谓优秀设计，就是权衡了各种因素，从而使得系统在其整个生命周期中的总开销最小的设计。,对大多数软件系统而言，60%以上的软件费用都用于软件维护(wih)，因此，优秀软件设计的一个主要特点就是容易维护(wih)。,设计准则有6条。,第四页，共91页。,1. 模块化,对象就是模块。它是把数据结构和操作这些数据的方法紧密(jnm)地结合在一起所构成的模块。,2. 抽象,面向对象方法不仅支持过程抽象，而且支持数据抽象。,3. 信息隐藏,在面向对象方法中，信息隐藏通过对象的封装性实现。,第五页，共91页。,4. 弱耦合,耦合指不同对象之间相互关联的紧密程度。,一般说来，对象之间的耦合可分为两大类：,交互耦合,如果对象之间的耦合通过消息(xio xi)连接来实现，则这种耦合就是交互耦合。,交互耦合应尽可能松散 。,继承耦合,与交互耦合相反，应该提高继承耦合程度。,继承是一般化类与特殊类之间耦合的一种形式。通过继承关系结合起来的基类和派生类，构成了系统中粒度更大的模块。彼此之间应该越紧密越好。,第六页，共91页。,5. 强内聚,内聚衡量一个模块内各个元素彼此结合的紧密程度。,内聚定义为：设计(shj)中使用的一个构件内的各个元素，对完成一个定义明确的目的所做出的贡献程度。,在设计(shj)时应该力求做到高内聚。,在面向对象设计(shj)中存在下述3种内聚：,服务内聚。一个服务应该完成一个且仅完成一个功能。,类内聚。一个类应该只有一个用途，它的属性和服务应该是高内聚的。,一般-特殊内聚。设计(shj)出的一般-特殊结构，应该符合多数人的概念。,第七页，共91页。,6. 可重用,软件重用是提高软件开发生产率和目标系统质量的重要途径。,重用基本上从设计阶段开始。,重用有两方面的含义：,一是尽量(jnling)使用已有的类(包括开发环境提供的类库，及以往开发类似系统时创建的类)，,二是如果确实需要创建新类，则在设计这些新类的协议时，应该考虑将来的可重复使用性。,第八页，共91页。,11.2 启发(qf)规则,1. 设计(shj)结果应该清晰易懂,用词一致。,使用已有的协议。,减少消息模式的数目。,避免模糊的定义。,2. 一般-特殊结构的深度应适当,应该使类等级中包含的层次数适当。一般说来，在一个中等规模(大约包含100个类)的系统中，类等级层次数应保持为72。,第九页，共91页。,3. 设计简单的类,应该尽量设计小而简单的类，以便于开发和管理。,为使类保持简单，应该注意以下几点：,避免包含过多的属性。,有明确的定义。,尽量简化对象之间的合作关系。,不要提供太多服务(fw)。,在开发大型软件系统时，设计出大量较小的类，需要划分“主题”。,第十页，共91页。,4. 使用简单的协议,一般说来，消息中的参数不要超过3个。当然，不超过3个的限制也不是绝对的。,5. 使用简单的服务,一般说来，应该尽量避免使用复杂的服务。,如果一个(y )服务中包含了过多的源程序语句，或者语句嵌套层次太多，或者使用了复杂的CASE语句，则应该仔细检查这个服务，设法分解或简化它，考虑用一般-特殊结构代替。,第十一页，共91页。,6. 把设计(shj)变动减至最小,出现必须修改设计(shj)的情况，应该使修改的范围尽可能小。,理想(lxing)的设计变动情况,第十二页，共91页。,11.3 软件(run jin)重用11.3.1 概述,1. 重用(zhngyng),重用(zhngyng)也叫再用或复用，是指同一事物不作修改或稍加改动就多次重复使用。,广义地说，软件重用(zhngyng)可分为以下3个层次：,知识重用(zhngyng)(软件工程知识的重用(zhngyng)。,方法和标准的重用(zhngyng)(面向对象方法或国家制定的软件开发规范的重用(zhngyng)。,软件成分的重用(zhngyng)。,第十三页，共91页。,2. 软件成分的重用级别(jbi),代码重用：通常把它理解为调用库中的模块。代码重用的几种形式：,源代码剪贴,源代码包含,继承,设计结果重用：重用某个软件系统的设计模型(即求解域模型)。这个级别(jbi)的重用有助于把一个应用系统移植到完全不同的软硬件平台上。,分析结果重用：重用某个系统的分析模型。这种重用特别适用于用户需求未改变，但系统体系结构发生了根本变化的场合。,第十四页，共91页。,3. 典型的可重用软件成分,项目计划,成本估计,体系结构,需求模型(mxng)和规格说明,设计,源代码,用户文档和技术文档,用户界面,数据,测试用例,第十五页，共91页。,11.3.2 类构件(gujin),面向对象技术中的“类”，是比较理想的可重用软构件，称之为类构件。,1. 可重用软构件应具备的特点,模块独立性强,具有高度可塑性,接口清晰、简明(jinmng)、可靠,精心设计的“类”基本上能满足上述要求，可以认为它是可重用软构件的雏形。,第十六页，共91页。,2. 类构件的重用方式,实例重用,由于类的封装性，使用者无须了解实现细节就可以(ky)使用适当的构造函数，按照需要创建类的实例。这是最基本的重用方式。,继承重用,继承重用提供了一种安全地修改已有类构件，以便在当前系统中重用的手段。,多态重用,利用多态性不仅可以(ky)使对象的对外接口更加一般化，从而降低了消息连接的复杂程度，而且还提供了一种简便可靠的软构件组合机制。,第十七页，共91页。,11.3.3 软件(run jin)重用的效益,1. 质量,随着每一次重用，都会有一些错误被发现并被清除，构件的质量也会随之改善。,2. 生产率,当把可重用的软件成分应用于软件开发的全过程时，生产率得到(d do)了提高。基本上30%50%的重用大约可以导致生产率提高25%40%。,3. 成本,净成本节省可以用下式估算：C=Cs-Cr-Cd,其中，Cs是项目从头开发所需要的成本；Cr是与重用相关联的成本；Cd是交付给客户的软件的实际成本。,第十八页，共91页。,11.4 系统(xtng)分解,系统的主要组成部分称为子系统。通常根据所提供的功能来划分子系统。一般说来，子系统的数目应该与系统规模基本匹配。,各个子系统之间应该具有尽可能简单、明确的接口。因此，可以相对(xingdu)独立地设计各个子系统。,在划分和设计子系统时，应该尽量减少子系统彼此间的依赖性。,第十九页，共91页。,面向对象设计模型，与面向对象分析模型一样，也由主题、类与对象、结构、属性、服务等5个层次组成。,大多数系统的面向对象设计模型，在逻辑上都由4大部分组成。,问题域子系统,人机交互子系统,任务管理子系统,数据管理子系统,可以把4大组成部分想象(xingxing)成整个模型的4个垂直切片。,第二十页，共91页。,典型(dinxng)的面向对象设计模型,第二十一页，共91页。,1. 子系统之间的两种交互方式,客户-供应商关系(Client-supplier),作为“客户”的子系统调用作为“供应商”的子系统，后者完成某些服务工作并返回结果。,任何交互行为都是由前者驱动(q dn)的。,平等伙伴关系(peer-,to,-peer),每个子系统都可能调用其他子系统，因此，每个子系统都必须了解其他子系统的接口。,子系统之间的交互更复杂。,总的说来，单向交互比双向交互更容易理解，也更容易设计和修改，因此应该尽量使用客户-供应商关系。,第二十二页，共91页。,2. 组织系统的两种方案(fng n),层次组织(水平),把软件系统组织成一个层次系统，每层是一个子系统。上层在下层的基础上建立，下层为实现上层功能而提供必要的服务。在上、下层之间存在客户-供应商关系。,封闭式,开放式,块状组织(垂直),把软件系统垂直地分解成若干个相对独立的、弱耦合的子系统，一个子系统相当于一块，每块提供一种类型的服务。,混合使用层次结构和块状结构,第二十三页，共91页。,典型应用(yngyng)系统的组织结构,第二十四页，共91页。,3. 设计系统的拓扑结构,由子系统组成完整的系统时，典型的拓扑结构有管道形、树形、星形等。,设计者应该采用与问题结构相适应的、尽可能简单(jindn)的拓扑结构，以减少子系统之间的交互数量。,第二十五页，共91页。,11.5 设计(shj)问题域子系统,面向对象设计仅需从实现角度对问题域模型做一些补充或修改，主要是增添、合并或分解类与对象、属性及服务，调整(tiozhng)继承关系等等。,当问题域子系统过分复杂庞大时，应该把它进一步分解成若干个更小的子系统。,第二十六页，共91页。,1. 调整需求,有两种情况会导致修改通过面向对象分析所确定的系统需求：,一是用户需求或外部环境发生了变化；,二是分析员对问题域理解不透彻或缺乏(quf)领域专家帮助。,无论出现上述哪种情况，通常都只需简单地修改面向对象分析结果，然后再把这些修改反映到问题域子系统中。,第二十七页，共91页。,2. 重用已有的类,代码重用从设计阶段开始，在研究面向对象分析结果时就应该寻找使用已有类的方法。,重用已有类的典型过程如下：,选择有可能被重用的已有类，标出这些候选类中对本问题无用的属性和服务。,添加泛化关系。,标出从已有类继承来的属性和服务。,修改(xigi)与问题域类相关的关联，必要时改为与被重用的已有类相关的关联。,第二十八页，共91页。,当前(dngqin)所需的类的信息,比,可复用类定义的信息,直接复用, 通过继承(jchng)复用, 删除可复用类的多余信息,删除多余信息，通过继承(jchng)复用,不同程度(chngd)的复用：,第二十九页，共91页。,第4种情况的步骤：,(1) 把要复用的类加到问题域；,(2) 标以“复用”，划掉（或标出）不用的属性与操作；,(3) 建立从复用类到问题域原有的类之间的泛化关系；,(4) 由于(yuy)问题域的类继承了“复用”类的特征，所以有些属性和操作不需要了。,第三十页，共91页。,第三十一页，共91页。,第三十二页，共91页。,3. 把问题域类组合在一起,通过引入一个根类而把问题域类组合在一起。此外，这样的根类还可以用来建立协议。,4. 增添一般化类以建立协议,在设计过程中常常(chngchng)发现，一些具体类需要有一个公共的协议，也就是说，它们都需要定义一组类似的服务。在这种情况下可以引入一个附加类(例如，根类)，以便建立这个协议。,第三十三页，共91页。,5. 调整继承层次,使用多重继承机制,避免出现属性(shxng)及服务的命名冲突。,窄菱形模式。属性(shxng)及服务命名冲突的可能性比较大。,阔菱形模式。属性(shxng)及服务的名字发生冲突的可能性比较小，但是，它需要用更多的类才能表示同一个设计。,使用单继承机制,把多重继承结构简化成单一的单继承层次结构。,在多重继承结构中的某些继承关系，经简化后将不再存在，这表明需要在各个具体类中重复定义某些属性(shxng)和服务。,第三十四页，共91页。,窄菱形(ln xn)模式,第三十五页，共91页。,阔菱形(ln xn)模式,第三十六页，共91页。,使用单继承机制,把多重继承结构简化成单一(dny)的单继承层次结构。,在多重继承结构中的某些继承关系，经简化后将不再存在，这表明需要在各个具体类中重复定义某些属性和服务。,第三十七页，共91页。,把多重继承(jchng)简化为单一层次的单继承(jchng),第三十八页，共91页。,方法(fngf)一：采用聚合把多继承调整为单继承。,第三十九页，共91页。,第四十页，共91页。,第四十一页，共91页。,方法二：采用压平(y pn)的方式。,第四十二页，共91页。,方法三：压平和聚合(jh)的方式。,第四十三页，共91页。,取消继承,方法一：把继承结构(jigu)展平。,第四十四页，共91页。,方法二：采用(ciyng)聚合的方法。,第四十五页，共91页。,6. 对复杂关联(gunlin)的转化,把多对多关联(gunlin)转化为一对多关联(gunlin),第四十六页，共91页。,第四十七页，共91页。,把多元关联(gunlin)转化为二元关联(gunlin),第四十八页，共91页。,第四十九页，共91页。,把关联(gunlin)类转化为二元关联(gunlin),第五十页，共91页。,第五十一页，共91页。,7. 调整与完善(wnshn)属性,第五十二页，共91页。,8. ATM系统(xtng)实例,ATM系统问题(wnt)域子系统的结构,第五十三页，共91页。,11.6 设计(shj)人机交互子系统,在面向对象设计过程(guchng)中，则应该对系统的人机交互子系统进行详细设计，以确定人机交互的细节。,使用由原型支持的系统化的设计策略，是成功地设计人机交互子系统的关键。,第五十四页，共91页。,1. 分类(fn li)用户,应该深入到用户的工作现场，仔细观察用户是怎样做他们的工作的。,设计者首先应该把将来可能与系统交互的用户分类(fn li)。几个不同角度：,按技能水平分类(fn li)(新手、初级、中级、高级)。,按职务分类(fn li)(总经理、经理、职员)。,按所属集团分类(fn li)(职员、顾客)。,第五十五页，共91页。,2. 描述用户,应该仔细了解将来使用系统的每类用户的情况，记录各项信息：,用户类型。,使用系统欲达到的目的。,特征(年龄(ninlng)、性别、受教育程度、限制因素等)。,关键的成功因素(需求、爱好、习惯等)。,技能水平。,完成本职工作的脚本。,第五十六页，共91页。,3. 设计命令(mng lng)层次,研究现有的人机交互含义和准则,确定初始的命令(mng lng)层次,精化命令(mng lng)层次,次序,整体-部分关系,宽度和深度,操作步骤,4. 设计人机交互类,人机交互类与所使用的操作系统及编程语言密切相关。,第五十七页，共91页。,11.7 设计(shj)任务管理子系统,1. 分析并发性,通过面向对象分析建立起来的动态模型(mxng)，是分析并发性的主要依据。如果两个对象彼此间不存在交互，或者它们同时接受事件，则这两个对象在本质上是并发的。,第五十八页，共91页。,2. 设计任务管理子系统,确定事件驱动型任务,这类任务可能主要完成通信工作。,工作过程：任务处于睡眠(shumin)状态，接收到外部中断就被唤醒，接收数据并放入内存缓冲区或其他目的地，通知需要知道的对象，然后又回到睡眠(shumin)状态。,确定时钟驱动型任务,每隔一定时间间隔就被触发以执行某些处理。,工作过程：任务设置了唤醒时间后进入睡眠(shumin)状态；一旦接收到这种系统中断，就被唤醒并工作，通知有关的对象，然后该任务又回到睡眠(shumin)状态。,第五十九页，共91页。,确定优先任务,高优先级：为了在严格限定(xindng)的时间内完成这种服务，可能需要分离成独立的任务。,低优先级：设计时可能用额外的任务把它分离出来。,确定关键任务,关键任务是有关系统成功或失败的关键处理，这类处理通常都有严格的可靠性要求。,在设计过程中可能用额外的任务把这样的关键处理分离出来，以满足高可靠性处理的要求。,对高可靠性处理应该精心设计和编码，并且应该严格测试。,第六十页，共91页。,确定协调任务,当系统中存在3个以上任务时，就应该增加一个任务，用它作为协调任务。,尽量减少任务数,必须仔细分析和选择每个确实需要的任务。应该使系统中包含的任务数尽量少。,确定资源需求,使用多处理器或固件，主要是为了满足高性能的需求。,设计者应该综合考虑各种因素，以决定哪些子系统用硬件(yn jin)实现，哪些子系统用软件实现。,第六十一页，共91页。,11.8 设计数据管理子系统11.8.1 选择(xunz)数据存储管理模式,1. 文件管理系统,文件管理系统是操作系统的一个组成部分，具有成本低和简单等特点，但是，文件操作的级别(jbi)低，为提供适当的抽象级别(jbi)还必须编写额外的代码。此外，不同操作系统的文件管理系统往往有明显差异。,第六十二页，共91页。,2. 关系数据库管理系统,关系数据库管理系统的理论基础是关系代数，它不仅理论基础坚实而且有下列一些主要优点：,提供(tgng)了各种最基本的数据管理功能。,为多种应用提供(tgng)了一致的接口。,标准化的语言(SQL语言)。,关系数据库管理系统通常都相当复杂，具体缺点：,运行开销大。,不能满足高级应用的需求。,与程序设计语言的连接不自然。,第六十三页，共91页。,3. 面向对象数据库管理系统,面向对象数据库管理系统是一种新技术，主要有两种设计途径：,扩展的关系数据库管理系统，是在关系数据库的基础上，增加了抽象数据类型和继承机制，此外还增加了创建及管理类和对象的通用服务。,扩展的面向对象程序设计语言，扩充了面向对象程序设计语言的语法和功能(gngnng)，增加了在数据库中存储和管理对象的机制。,第六十四页，共91页。,11.8.2 设计(shj)数据管理子系统,1. 设计数据格式,文件系统（基于第一范式）,关系数据库管理系统（基于第三范式）,面向对象数据库管理系统,扩展的关系数据库途径：使用(shyng)与关系数据库管理系统相同的方法。,扩展的面向对象程序设计语言途径：不需要规范化属性的步骤，因为数据库管理系统本身具有把对象值映射成存储值的功能。,第六十五页，共91页。,2. 设计相应的服务,文件系统,需要知道打开哪个(些)文件，怎样把文件定位到正确的记录上，怎样检索旧值，以及怎样用现有值更新它们。,关系数据库管理系统,应该知道访问哪些数据库表，怎样访问所需要的行，怎样检索旧值，以及怎样用现有值更新它们。,面向对象数据库管理系统,扩展的关系数据库途径：与关系数据库管理系统方法相同。,扩展的面向对象程序设计语言途径：无须增加服务，已经给每个对象提供了“存储自己(zj)”的行为。,第六十六页，共91页。,(1) 对关联的存储(cn ch)设计,一对一关联,1个表，类与关联都映射到一张独立的表；,属性名,是否为空,域,雇员号码,N,号码,姓名,N,姓名,办公室名,N,名字,地点,N,地点,第六十七页，共91页。,2个表，两个类分别(fnbi)映射到一张表，用外键隐含关联；,属性名,是否为空,域,雇员号码,N,号码,姓名,N,姓名,办公室名,N,名字,属性名,是否为空,域,办公室名,N,名字,地点,N,地点,第六十八页，共91页。,3个表，把两个类和关联(gunlin)各映射到一张表。,属性名,是否为空,域,雇员号码,N,号码,姓名,N,姓名,属性名,是否为空,域,办公室名,N,名字,地点,N,地点,属性名,是否为空,域,雇员号码,N,号码,办公室名,N,名字,第六十九页，共91页。,公司,ID,人员,ID,10110,C873,10110,A123,一对多关联,1个表，映射(yngsh)到一张独立的表；,3个表，为关联单建一个表；,属性名,是否为空,域,公司,ID,N,号码,人员,ID,N,号码,第七十页，共91页。,2个表，在多重性为“多”的类对应(duyng)的表中用外键隐含,属性名,是否为空,域,人员,ID,N,号码,人员姓名,N,姓名,电话,Y,号码,公司,ID,N,号码,第七十一页，共91页。,多对多关联,1个表，每个多对多的关联映射(yngsh)到一张独立的表，该表的主关键字是两个关联表的主关键字的拼接；,转化为一对多的关联，然后再按一对多的方式处理。,第七十二页，共91页。,(2) 对聚合的存储设计,采用与设计关联存储同样(tngyng)的规则。,(3) 对泛化的存储设计,第七十三页，共91页。,1个表，把一般(ybn)类的各个子类的属性都集中到一般(ybn)类中。,属性名,是否为空,域,设备,ID,N,号码,设备名称,N,名称,价格,Y,金额,设备类型,N,设备类型,吸气压力,Y,压力,排气压力,Y,压力,表面面积,Y,面积,第七十四页，共91页。,1+n个表，为一般类(非抽象类)创建一个表，并为它的各个(gg)特殊类各创建一个表。一般类的表与各子类的表要用同样的属性作为主关键字。,属性名,是否为空,域,设备,ID,N,号码,设备名称,N,名称,价格,Y,金额,设备类型,N,设备类型,属性名,是否为空,域,设备,ID,N,号码,吸气压力,Y,压力,排气压力,Y,压力,属性名,是否为空,域,设备,ID,N,号码,表面面积,Y,面积,第七十五页，共91页。,n个表，如果一般类为抽象类，则要把一般类的属性(shxng)放到各子类中，为它的子类各建立一张表。若一般类不为抽象类，也可采用此法。,属性名,是否为空,域,设备,ID,N,号码,设备名称,N,名称,价格,Y,金额,吸气压力,Y,压力,排气压力,Y,压力,属性名,是否为空,域,设备,ID,N,号码,设备名称,N,名称,价格,Y,金额,表面面积,Y,面积,第七十六页，共91页。,11.9 设计(shj)类中的服务11.9.1 设计(shj)类中应有的服务,需要综合考虑(kol)对象模型、动态模型和功能模型，才能正确确定类中应有的服务。,对象模型，通常只在每个类中列出很少几个最核心的服务。设计者必须把动态模型中对象的行为以及功能模型中的数据处理，转换成由适当的类所提供的服务。,一张状态图描绘了一类对象的生命周期，图中的状态转换是执行对象服务的结果。,功能模型指明了系统必须提供的服务。数据流图中的某些处理可能与对象提供的服务对应。,第七十七页，共91页。,11.9.2 设计(shj)实现服务的方法,1. 设计实现服务的算法,设计实现服务的算法时，应该考虑下列几个因素：,算法复杂度。,容易理解与容易实现。,易修改。,2. 选择数据结构,在面向对象设计过程中，需要选择能够方便、有效地实现算法的物理数据结构。,3. 定义内部类和内部操作,在面向对象设计过程中，可能(knng)需要增添一些在需求陈述中没有提到的类，这些新增加的类，主要用来存放在执行算法过程中所得出的某些中间结果。,第七十八页，共91页。,11.10 设计(shj)关联,1. 关联(gunlin)的遍历,使用关联(gunlin)有两种可能的方式：单向遍历和双向遍历。,单向遍历实现起来比较简单，双向遍历实现起来稍微麻烦一些。,2. 实现单向关联(gunlin),用指针可以方便地实现单向关联(gunlin)。如果关联(gunlin)的重数是一元的，则实现关联(gunlin)的指针是一个简单指针；如果重数是多元的，则需要用一个指针集合实现关联(gunlin)。,第七十九页，共91页。,用指针(zhzhn)实现单向关联,第八十页，共91页。,用指针集合(jh)实现双向关联,第八十一页，共91页。,3. 实现双向关联,许多关联都需要双向遍历，当然，两个方向遍历的频度往往并不相同。实现双向关联有下列3种方法：,只用属性实现一个方向的关联，当需要反向遍历时就执行一次正向(zhn xin)查找。如果两个方向遍历的频度相差很大，而且需要尽量减少存储开销和修改时的开销，则这是一种很有效的实现双向关联的方法。,两个方向的关联都用属性实现。当访问次数远远多于修改次数时，这种实现方法很有效。,用独立的关联对象实现双向关联。关联对象不属于相互关联的任何一个类，它是独立的关联类的实例。,第八十二页，共91页。,用对象实现(shxin)关联,第八十三页，共91页。,4. 关联对象的实现,可以(ky)引入一个关联类来保存描述关联性质的信息，关联中的每个连接对应着关联类的一个对象。,实现关联对象的方法取决于关联的重数。,对于一对一关联来说，关联对象可以(ky)与参与关联的任一个对象合并。,对于一对多关联来说，关联对象可以(ky)与“多”端对象合并。,如果是多对多关联，则关联链的性质不可能只与一个参与关联的对象有关，通常用一个独立的关联类来保存描述关联性质的信息，这个类的每个实例表示一条具体的关联链及该链的属性。,第八十四页，共91页。,11.11 设计(shj)优化11.11.1 确定优先级,系统的各项质量指标并不是同等重要的，设计(shj)人员必须确定各项质量指标的相对重要性(即确定优先级)，以便在优化设计(shj)时制定折衷方案。,最常见的情况，是在效率和清晰性之间寻求适当的折衷方案。,第八十五页，共91页。,11.11.2 提高效率的几项技术(jsh),1. 增加冗余关联以提高访问效率,分析阶段确定的关联可能并没有构成效率最高的访问路径。,2. 调整查询(chxn)次序,优化算法的一个途径是尽量缩小查找范围。,3. 保留派生属性,通过某种运算而从其他数据派生出来的数据，是一种冗余数据。如果希望避免重复计算复杂表达式所带来的开销，可以把这类冗余数据作为派生属性保存起来。,第八十六页，共91页。,11.11.3 调整(tiozhng)继承关系,1. 抽象与具体,首先创建一些满足具体用途的类，然后对它们进行(jnxng)归纳，一旦归纳出一些通用的类以后，往往可以根据需要再派生出具体类。,2. 为提高继承程度而修改类定义,如果在一组相似的类中存在公共的属性和公共的行为，则可以把它们抽取出来放在一个共同的祖先类中，供其子类继承。,3. 利用委托实现行为共享,委托，即把一类对象作为另一类对象的属性，从而在两类对象间建立组合关系。,第八十七页，共91页。,习题：,用面向对象方法分析设计图书馆自动化系统(xtng)。该系统(xtng)有一些工作站用于处理读者事务。这些工作站由图书馆馆员操作。当读者借书时，首先读入客户的借书卡。然后，有工作站的条形码阅读器读入该书的代码。当读者归还一本书时，不需要查看他的借书卡，仅需读入该书的代码。客户可在图书馆内任一台PC上检索馆藏图书目录。当检索图书目录时，客户应首先指明检索方法（按作者姓名、书名或关键词）。,第八十八页，共91页。,1. 识别对象,候选(hu xun)对象：,软件,图书馆,系统,工作站,读者,事务,书,图书馆馆员,客户(k h),借书卡,条形码阅读器,书的代码,PC机,图书目录,第八十九页，共91页。,删除：,软件，是要开发的产品。,系统，笼统的名词，可用“计算机”取代。,读者和客户是同义词，保留读者，符合一般人的习惯。,读者和图书馆馆员，是不同的对象还是同一对象的不同角色，现阶段较难确定。目前，作为不同角色，模型精化时有可能改变。,事务，是施加于对象上的操作(cozu)。,书的代码，是书的属性。,第九十页，共91页。,2. 对象之间的关系,从需求陈述得出(d ch)：,馆员操作工作站,工作站有条形码阅读器,条形码阅读器读入书的代码,条形码阅读器读入借书卡,读者检索图书目录,从常识(chngsh)得出：,图书馆拥有计算机,图书馆拥有工作站,图书馆拥有PC,PC存储图书目录,计算机与工作站通信,图书馆雇用馆员,读者是图书馆的会员,读者有借书卡,第九十一页，共91页。,