UML与面向对象分析8-9-10(教案稿)

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,其中,,ID,是对象的名字;,MS,是对象中的操作集合;,DS,是对象的数据集合;,MI,是对象受理的消息名集合(即对外接口)。,2、对象的定义,3、对象的特点,1)以数据为中心;,2)对象是主动的;,3)实现了数据封装;,4)本质上具有并行性;,5)模块独立性好。,9.2.2 其他概念,1、类(,Class),类就是对具有相同数据和相同操作的一组相似对象的定义。,如:,Circle,类具有相同的数据(圆心坐标、半径、颜色)和相同的操作(显示自己、放大缩小半径、在屏幕上移动位置)。,又如:下面,C+,语言定义的,Queue,类,可用于实现一个队列(即先进先出的表):,Class Queue, int q 100;,int sloc, rloc;,public:,void init ( ); /,成员函数,void qput (int i);,int qget( );,;,类有私有变量,(,Private,),和公有变量,(,Public,),。,缺省时,都属于私有的,只能由类内部其他成员来访问,不能由程序的其他部分来访问。,这是一种实现封装的方法。,实例就是由某个特定的类所描述的一个具体的对象。,如:,Circle a ;,/,声明,Circle,类实例,a,Queue Q1, Q2;,/,声明,Queue,类实例,Q1,和,Q2,2、,实例,(,Instance),消息就是用来请求对象执行某个处理或回答某些信息的要求。,消息既可以是数据流,也可以是控制流。一条消息可以发送给不同的对象,对消息的解释完全由接收信息的对象来完成,不同的对象对相同形式的消息可以有不同的解释。,3、,消息,(,Message),与传统程序的“调用/返回”所不同的是,对于传来的消息,对象可以返回相应的回答信息,也可以不返回。,一个消息由三个部分组成:,1)接收信息的对象;,2)信息选择符(即消息名);,3)零个或多个变元(参数)。,如:,MyCircle.Show(GREEN);,4、方法(,Method),方法,是对象所能执行的操作。,C+,中把方法称为成员函数,如,Circle,类中定义的成员函数:,Show(int color),5、属性(,Attribute),属性,是类中定义的数据。,C+,中把属性称为数据成员。,6、封装(,encapsulation),封装就是信息隐藏,通过封装对外界隐藏了对象的实现细节。,7、继承(,Inheritance),继承,是指能够直接获得已有的性质和特征,而不必重复定义它们。,A,的操作,A,的变量,类,A,A,的实例变量,从,A,的继承特性,B,的操作,B,的变量,类,B,继承来的,A,的实例变量,B,的实例变量,类,A,A,的实例,a1,B,的实例,b1,类,B:A,的子类,图9.4 实现继承机制的原理,8、多态性(,Polymorphism),多态性,指子类对象可以象父类对象那样使用,同样的消息既可以发送给父类对象,也可以发送给子类对象。,即不同等级的类,可以公用一个方法的名字。,C+,中,多态性是通过虚函数来实现的。在不同层次的类中,虚函数实现算法不同,在运行时根据接收消息的对象所属于的类来决定执行虚函数的版本,称为动态联编。,9、重载(,Overloading),有两种重载:,1)函数重载,指在同一作用域内的若干个参数特征不同的函数可以使用相同的函数名字。,如:,Show(int a, int b),Show(int x),Show(int x, int y, int z),C+,语言中函数重载是通过静态联编实现的。即编译时根据函数变元的个数和类型,决定函数版本。,2)运算符重载,指同一运算符可以施加于不同类型的操作数上面。当被操作数类型不同时,运算符的含义是不同的。,编译时根据被操作数的类型,决定使用算符的哪种语义。,另外,在实现一个类成员函数时,必须通过用类名限定函数名来告诉编译器这个函数属于哪个类。,如,编写,qput( ),函数:,Void Queue : qput (int i), if (sloc = =100),cout ,扩展,用例之间的关系,用例图,56,验证读者,include,include,查询读者,查询图书,登记借书,extend,extend,登记借书,登记还书,密码验证,智能卡验证,身份验证,57,用例图,确定参与者方法:,谁使用系统的主要功能?,谁需要系统支持他们的日常工作?,谁来维护、管理使系统正常工作?,系统需要操纵哪些硬件?,系统需要与哪些其它系统交互,包含其它计算机系统和其它应用程序?,58,用例图,确定用例方法,参与者要求系统提供哪些功能?参与者需要做什么?,参与者需要读取、产生、删除、修改或存储的某些信息吗?。,必须提醒参与者的系统事件有哪些,?,或者参与者必须提醒系统的事件有哪些,?,系统需要的输入、输出信息是什么?这些信息怎么来?,其它特殊要求如何满足?,59,用例图的建立,确定系统参与者及其关系,确定用例及关系,编写用例描述,用例图,60,用例图示例,61,类图,表示系统中类、协作(类或对象间的协作)、接口及其关系的图。,类图中的关系包括:关联、泛化、依赖、实现。,62,类图,类的划分:,边界类:参与者与系统之间的交互,实体类:系统中存储和管理的永久信息,控制类:系统运行中的业务控制逻辑,63,类图,边界类,实体类,boundary,类名,类名,control,类名,控制类,类名,entity,类名,类名,64,类图,在软件开发的不同阶段使用的类图具有不同的抽象层次,一般类图可分为三个层次,概念层、说明层、实现层。,概念层类图:概念层类图中类内只有类名。通常用在需求分析阶段,该阶段类图是研究应用领域的概念。,65,类图,说明层类图:在设计阶段,用说明层类图描述类与类之间的接口。在说明层类中有属性和方法,但没有属性的类型说明和方法的参数与返回类型。,实现层类图:在实现阶段,类图描述软件系统中类的实现。,66,类图,寻找类的技巧,根据用例描述中的名词确定类的侯选者。,使用,CRC,(,class,responsibility,collaboration,),分析法寻找类。根据类所扮演的职责来确定类。,根据边界类、控制类、实体类的划分来帮助发现系统中的类。,67,类图,类图的建立(可以有多种方式),分析问题领域,确定用到的类。,确定类的含义、职责、确定属性、操作。,确定类之间的联系。,细化、调整已经得到类之间的关系,并增加相应说明。,68,类图示例,先看清有哪些类,然后看看类之间存在的关系,并结合多重性来理解类图的结构特点以及各个属性和方法的含义,69,读图过程,读出类:图中共有,7,个类,,Order,、,OrderItem,、,Customer,、,Consignee,、,DeliverOrder,、,Peddlery,、,Prodcut,读出关系:从图中关系最复杂(也就是线最密集)的类开始阅读,本图中最复杂的就是,Order,类。,1,),OrderItem,和,Order,之间是组合关系,根据箭头的方向可知,Order,包含了,OrderItem,。,2,),Order,类和,Customer,、,Consignee,、,DeliverOrder,是关联关系。也就是说,一个订单和客户、收货人、送货单是相关的。,70,71,读图过程,多重性:用来说明关联的两个类之间的数量关系,源类及多重性,目标类及多重性,分析,Customer(1),Order(0n),订单是属于某个客户的,网站的客户可以有,0,个或多个订单,Order(1),Consignee(1),每个订单只能够有一个收货人,Order(1),OrderItem(1n),订单是由订单项组成的,至少要有一个订单项,最多可以有,n,个,Order(1),DeliverOrder(1n),一个订单有一个或多个送货单,说明:系统根据订单项的产品所属的商户,将其分发给商户,拆成了多个送货单!,DeliverOrder(1),OrderItem(1n),一张送货单对应订单中的一到多个订单项,DeliverOrder(1),Consignee(1),每张送货单都对应着一个收货人,Peddlery(1),DeliverOrder(0n),每个商户可以有相关的,0,个或多个送货单,OrderItem(1),Product(1),每个订单项中都包含着唯一的一个产品,Peddlery(1),Prodcut(0n),产品是属于某个商户的,可以注册,0,到多个产品,72,73,读图过程,理解方法与图,Order,类,有两个方法:,dispatch(),和,close(),,从名字中可以猜出它们分别实现“分拆订单生成送货单”和“完成订单”。而在,DeliveOrder(),类中则有一个,Close(),方法,同理它应该表示“完成送货”。而在,OrderItem,中有一个,stateChange(),方法和,deliverState,,不难猜出它就是用来改变其“是否交给收货人”的标志位。,先调用,Order,的,dispatch(),方法,它将根据其包含的,OrderItem,中产品信息,来按供应商户分拆成若干个,DeliverOrder,。商户登录系统后就可以获取其,DeliverOrder,,并在执行完后调用,close(),方法。这时,就将调用,OrderItem,的,stateChange(),方法来改为其状态。同时再调用,Order,的,close(),方法,判断该,Order,的所有的,OrderItem,是否都已经送到了,如果是就将其真正,close(),掉,74,顺序图,又称,时序图,,描述对象按照时间顺序的消息交换,显示参与交互的对象及对象之间消息的交互顺序。,顺序图用来描述用例的实现,表明了由哪些对象通过消息相互协作来实现用例的功能。,在用例图中,标识了消息发生交互的先后顺序。,75,顺序图,建模元素:对象、生命线、控制焦点(激活)、消息。,:,Driver,:,Car,Oper(),对象,生命线,控制焦点,消息,(,调用,),76,顺序图,顺序图描述的是对象之间的消息发送关系,而不是类之间的关系。,在顺序图中并不包括系统中的所有类的对象。也有可能某些对象属于同一个类。,77,顺序图,顺序图的建立(可以有多种方式),确定交互过程的上下文。,识别参与交互过程的对象。,为每个对象设置生命线,即确定哪些对象存在于整个交互过程中,哪些对象在交互过程中被创建和撤销。,78,顺序图,从引发这个交互过程的初始消息开始,在生命线之间从顶到下依次画出随后的各个消息。,如果需要表示消息的嵌套,或,/,和表示消息发生时的时间点,则采用控制焦点。,如果需要说明时间约束,则在消息旁边加上约束说明。,如果需要,可以为每个消息附上前置和后置条件。,79,顺序图,80,循环与分支,81,状态图,状态是指在对象生命周期中满足某些条件、执行某些活动或等待某些事件的一个条件和状况 。,状态机图常用来描述业务或软件系统中的对象在外部事件的作用下,对象的状态从一种状态到另一种状态的控制流。,状态机图的组成元素:初始状态、终止状态、状态和转换,其中,转换将各种状态连接在一起,构成一个状态图。,82,最简单的状态图,核心元素:一个是用圆角矩形表示的状态(初态和终态例外);另一个是在状态之间的、包含一些文字描述的有向箭头,这些箭头称为,转换。,烧水器的状态图,83,转换的五要素,源状态:即受转换影响的状态,目标状态:当转换完成后对象的状态,触发事件:外部作用于一个对象,能够触发对象状态改变的一种现象。包括调用、改变、信号、时间四类事件。,监护条件:布尔表达式,决定是否激活转换、,动作:转换激活时的操作,84,读图小结,与状态,off,相关的转换有两个,其触发事件都是,turnOn,,只不过其监护条件不同。如果对象收到事件,turnOn,,那么将判断壶中是否有水;如果,没水,,则仍然处于,off,状态;如果,有水,则转为,on,状态,并执行“烧水”动作,而与状态,on,相关的转换也有两个,如果“水开了”就执行,turnOff,,关掉开关;如果烧坏了,就进入了终态了,85,绘制状态机图,绘制状态机图的理想步骤是:寻找主要的状态,确定状态之间的转换,细化状态内的活动与转换,用复合状态来展开细节。,寻找主要状态:对于航班机票预订系统而言,包括的状态主要有:,-,在刚确定飞机计划时,显然是没有任何预订的,并且在有人预订机票之前都将处于这种“无预订”状态,-,对订座而言显然有“部分预订”和“预订完”两种状态,-,而当航班快要起飞时,显然要“预订关闭”总结一下,主要有四种状态:无预订、部分预订、预订完以及预订关闭,86,确定状态间转换,源目标,无预订,部分预订,预订完,预订关闭,无预订,预订,(),不直接转换,关闭,(),部分预订,退订,(),使预订人,=0,预订,(),无空座,关闭,(),预订完,不直接转换,退订,(),关闭,(),预订关闭,无转换,无转换,无转换,87,绘制状态机图,细化状态内的活动与转换,88,绘制状态机图,使用复合状态,89,活动图,活动图和交互图是,UML,中对系统动态方面建模的两种主要形式,交互图强调的是对象到对象的控制流,而活动图则强调的是从活动到活动的控制流,活动图是一种表述过程基理、业务过程以及工作流的技术。它可以用来对业务过程、工作流建模,也可以对用例实现甚至是程序实现来建模,90,阅读简单活动图,91,活动图的主要元素,初始节点和活动终点:用一个实心圆表示初始节点,用一个圆圈内加一个实心圆来表示活动终点,活动节点:是活动图中最主要的元素之一,它用来表示一个活动,转换:当一个活动结束时,控制流就会马上传递给下一个活动节点,在活动图中称之为“转换”,用一条带箭头的直线来表示,92,活动图的主要元素,分支与监护条件:分支是用菱形表示的,它有一个进入转换(箭头从外指向分支符号),一个或多个离开转换(箭头从分支符号指向外)。而每个离开转换上都会有一个监护条件,用来表示满足什么条件的时候执行该转换。,分岔与汇合:,93,修改后的简单活动图,94,带泳道的活动图,95,带对象流的活动图,96,绘制活动图,“活动图” 比较直观易懂;与传统的流程图十分的相近,只要能够读懂活动图,就不难画出活动图,绘制时首先决定是否采用泳道:主要根据活动图中是否要体现出活动的不同实施者,然后尽量使用分支、分岔和汇合等基本的建模元素来描述活动控制流程,如果需要,加入对象流以及对象的状态变化,利用一些高级的建模元素(如辅助活动图、汇合描述、发送信号与接收信号、引脚、扩展区)来表示更多的信息,活动图的建模关键是表示出控制流,其它的建模元素都是围绕这一宗旨所进行的补充,97,部署图,98,阅读基本部署图,99,部署图的主要元素,节点:它代表一个运行时的计算资源,例如一台计算机、一个工作站等其它设备,节点的概念和构件有许多相同之处,例如二者有多名称,都可以参与依赖、泛化和关联关系,都可以被嵌套,都可以有实例,都可以参与交互。但它们之间也存在明显的区别:构件是参与系统执行的事物,而节点是执行构件的事物;构件表示逻辑元素的物理打包,而节点表示构件的物理部署,本图中建模了四个节点:,B/S,客户端、,C/S,客户端、,IIS,服务器和数据库服务器,100,部署图的主要元素,连接:节点之间最常见的关系就是关联关系(用一根实线表示)。为了更好地表示两个节点之间的关系,我们可以通过“约束”来对连接进行描述。,源节点,目标节点,约束,含义,B/S,客户端,IIS,服务器,HTTP+Network,网络连接,使用,HTTP,协议,C/S,客户端,IIS,服务器,HTTP+SOAP+Network,网络连接,通过,Web Service,访问服务,IIS,服务器,数据库服务器,ADO.NET,.NET,提供的数据库访问解决方案,101,部署图的补充元素,处理器(,process,):具有处理能力的节点,即可以执行构件,设备(,device,):没有处理能力的节点,至少是不关心其处理能力的节点。例如打印机、,IC,卡读写器,如果我们的系统不考虑它们内部的芯片,就可建模为设备,节点属性和操作:可以为一个节点提供处理器速度、内存容量、网卡数量等属性,可以为其提供启动、关机等操作,102,部署图的补充元素,自定义构造型图标,103,确定所需的节点和节点间的连接关系,IC,卡读卡器:提供给员工刷卡用,它将收集刷卡的时间信息,传给应用系统,并存入数据库中,应用服务器:用来负责从,IC,卡读卡器中收集信息,并对管理人员提供员工设置、考勤查询等功能,数据库服务器:用来存储考勤数据,由于该系统比较小,因此在物理上可以与应用服务器合并,客户端软件:提供给管理人员使用,连接应用服务器,完成相应操作,104,根据实现描述节点,客户端:需使用,Windows,操作系统,安装客户端软件(假设名为),服务器:包含一个用,Delphi,开发的服务端软件(设为),它需要与,Access,数据库交互(设为),并且需要通过,IC,卡读卡器的驱动程序(假设名为)来实现与,IC,卡读卡器通信,IC,卡读写器:对于本系统而言,它是不执行构件的设备,不过为了方便员工,安装了,3,个。,105,作业解答,教材,购销,系统,主要功能,根据学校的教学计划,向选课的学生及时供应所需教材,审查学生,购书单有效性,,对有效书单发售教材,对属于计划供应但,暂时缺货,的教材进行,登记,根据,缺书登记,补充采购所缺的教材,通知学生补购,将缺书登记表,汇总,为,待购教材计划,待购教材到货后,及时,通知学生补购,106,采购,进书,通知,产生补售书单,1.6,学生,F1,教材存量表,开发票,1.2,登记售书和打印领书单,1.4,有效,购书单,暂缺,书单,登记缺书,1.5,补售书单,购书单,F2,缺书登记表,审查有效性,1.1,无效书单,学生,F3,学生用书表,F4,售书登记表,打印发票,1.3,发票,发票,领书单,107,进书通知,按书号汇总,书库保管员,F1,教材存量表,按出版社汇总,2.2,修改教材库存和待购量,2.3,销售,F5,待购教材表,F6,教材一览表,缺书单,F2,缺书登记表,进书通知,108,使用,SD,方法给出教材购销系统中销售子系统,的软件结构图,.,细化并修改,DFD,图,109,产生补售书单,1.6,学生,F1,教材存量表,开发票,1.2,登记售书,1.4,有效,购书单,暂缺,书单,登记缺书,1.5,补售书单,购书单,F2,缺书登记表,审查有效性,1.1,无效书单,学生,F3,学生用书表,F4,售书登记表,打印发票,1.3,发票,发票,领书单,打印领书单,1.7,F7,进书登记表,110,2.1,按书号汇总,书库保管员,F1,教材存量表,按出版社汇总,2.2,修改教材库存和待购量,2.3,F5,待购教材表,F6,教材一览表,缺书单,F2,缺书登记表,进书通知,F7,进书登记表,111,1.6,学生,F1,1.2,1.4,1.5,F2,1.1,学生,F3,F4,1.3,1.7,F7,+,+,112,销售,初售,补售,审查有效性,开发票,售书,登记缺书,登记售书,打印发票,打印领书单,产生补售书单,获得有效性购书单,获得补售书单,113,1.,语句覆盖:,X=85,Y=85(,路径,A-E,),;,X=95,Y=50 (,路径,B-C-E,),;,X=75,Y=75 (,路径,B-D-E,),;,习题五,参考答案,判断,1,判断,2,条件,1,条件,2,条件,3,条件,4,条件,5,114,2.,判断覆盖:,X =85, Y=85 (,判断,1,成立,判断,2,不成立,) A-E;,X=95, Y=50 (,判断,1,不成立,判断,2,成立,) B-C-E;,X=75, Y=75 (,判断,1,、判断,2,都不成立,) B-D-E;,3.,条件覆盖:,X=85,Y=85(,判断,1,两条件成立),A-E,;,X=95,Y=50 (,判断,2,中条件,3,、条件,4,成立),B-C-E;,X=50,Y=90 (,判断,2,中条件,3,、条件,5,成立),B-C-E,;,X=60,Y=60,(判断,1,、判断,2,各个条件都不成立),B-D-E,;,115,4.,判断,/,条件覆盖:,X=85,Y=85(,判断,1,为,Y,且两条件成立),A-E;,X=95,Y=50 (,判断,2,为,Y,且条件,3,、条件,4,成立),B-C-E;,X=50,Y=95 (,判断,2,为,Y,且条件,3,、条件,5,成立),B-C-E;,X=60,Y=60,(判断,1,、判断,2,为,N,且各个条件都不成立),B-D-E,;,116,T,2,T,3,T,4,5.,条件组合覆盖:本题有,5,个条件,分别记为,T,4,T,3,T,5,T,1,T,2,T,5,T,1,对第一个判断,有下列情况:,T,1,T,2,(1),T,1,T,2,T,1,T,2,T,2,T,1,(2),(3),(4),对第二个判断,有下列情况:,T,3,T,4,T,5,T,4,T,3,T,5,T,3,T,4,T,5,T,3,T,4,T,5,T,3,T,4,T,5,T,3,T,4,T,5,T,3,T,4,T,5,T,3,T,4,T,5,(,5,),(,6,),(,7,),(,8,),(,9,),(,10,),(,11,),(,12,),117,X=90,Y=90 (1)(5),X=50,Y=90 (2)(7),X=90,Y=50 (3)(6),X=70,Y=70 (4)(8),X=40,Y=90 (2)(11),X=90,Y=40 (3)(10),X=40,Y=40 (4)(12),第,9,个条件本身自相矛盾,所以不能测试。,条件(,1,)与条件(,9,)(,10,)(,11,)(,12,)矛盾,所以也不能测试。,6.,路径覆盖:判断,/,条件覆盖已经覆盖了全部路径。,118,按黑盒法分析合理与不合理等价类,设计测试用例。,某涉外五星宾馆招聘服务员,条件为,(1),男,年龄,18-28,,身高 米,高中以上文化程度;,(2),女,年龄,18-25,,身高 米,高中以上文化程度;,(3),外语:英语通过,4,级;,(4),身体健康,无疾病;,(5),五官端正,无残疾;,119,按黑盒法设计测试用例的解答:,120,测试用例设计结果:,1.,合理测试用例,1:,男,,21,岁,米,本科,过四级,健康。覆盖了合理等价类,1,、,7,、,13,、,15,、,17,;,2.,合理测试用例,2:,女,,20,岁,米,本科,过四级,健康。覆盖了合理等价类,4,、,10,、,13,、,15,、,17,;,3.,不合理测试用例:男,,15,岁,米,本科,过四级,健康。覆盖了,2,;,4.,不合理测试用例:男,,30,岁,米,本科,过四级,健康。覆盖了,4,;,5.,不合理测试用例:男,,21,岁,身高 米,本科,过四级,健康,覆盖了,9,;,6.,不合理测试用例:男,21,岁,身高 米,本科,过四级,健康,覆盖了,10,;,7.,不合理测试用例:女,,15,岁,米,本科,过四级,健康,覆盖了,5,;,8.,不合理测试用例:女,,29,岁,米,本科,过四级,健康,覆盖了,6,;,9.,不合理测试用例: 女、身高,1.5,覆盖了,11,,其它数据略;,121,10.,不合理测试用例: 女、身高,2.0,覆 盖了,121,,其它数据略;,11.,不合理测试用例:男、 文化:小学,覆盖了,14,,其它数据略;,12.,不合理测试用例:男、英语四级以下覆盖了,16,,其它数据略;,13.,不合理测试用例:男、健康有肺病,覆盖了,18,,其它数据略;,14.,不合理测试用例:女、文化:小学,覆盖了,14,,其它数据略;,15.,不合理测试用例:女、英语四级以下覆盖了,16,,其它数据略;,16.,不合理测试用例:女、健康有肺病,覆盖了,18,,其它数据略;,122,目前住院病人主要由护士护理,这样做不仅需要大量护士,而且由于不能随时观察危重病人的病情变化,还会延误抢救时机。某医院打算开发一个以计算机为中心的患者监护系统,.,医院对患者监护系统的基本要求是随时接收每个病人的生理信号,(,脉搏、体温、血压、心电图等,),,定时记录病人情况以形成患者日志,当某个病人的生理信号超出医生规定的安全范围时向值班护士发出警告信息,此外,护士在需要时还可以要求系统印出某个指定病人的病情报告。,123,谢谢观赏,
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