第07讲_类与类图

,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,*,*,类与类图,回顾,用例规约：用例的文字描述，用例的核心,进行用例阐述,成功场景（正常事件流的描述）,扩展场景（备选事件流）,约束等,需要解决的,问题,类图,概要,类图以反映类的结构,(,属性、操作,),以及类之间的关系为主要目的，描述了软件系统的结构，是一种静态建模方法,类图中的“类”与面向对象语言中的“类”的概念是对应的，是对现实世界中的事物的抽象,类图举例,类图中的事物及,解释,从上到下分为三部分，分别是类名、属性和操作。类名是必须有的,类如果有属性，则每一个属性都必须有一个名字，另外还可以有其它的描述信息，如可见性、数据类型、缺省值等,类如果有操作，则每一个操作也都有一个名字，其它可选的信息包括可见性、参数的名字、参数类型、参数缺省值和操作的返回值的类型等,可见性,-,代表,private,+,代表,public,#,代表,protected,也可以使用图形表示,返回值类型,操作名称,斜体为抽象操作,缺省值,类名,斜体为抽象类,属性名称,参数列表,举例,Employee,+employeeID:Integer,-,Employeename:String,.,+setEmployeeDetails,(),+getEmployeeDetails,(),-,setSalary(,salary:Float,),#getSalary,():,Float,.,举例,Washing Machine,Brand name,Model name,Serial number,Capacity,Add clothes( ),Add detergent( ),Remove clothes( ),Take dirty clothes as input and produce clean clothes as output,类名,类的属性,类的操作,类的职责,职责指类承担的责任和义务。在矩形框中最后一栏中写明类的职责。,斜体为抽象类,类图中的事物及解释,接口,:,一组操作的集合，只有操作的声明而没有实现,抽象类,:,不能被实例化的类，一般至少包含一个抽象操作,模版类,:,一种参数化的类，在编译时把模版参数绑定到不同的数据类型，从而产生不同的类,(标准图形),(变体图形),接口,抽象类,模版参数,模版类,类图中的关系及,解释,（,1,）,关联,关系,描述了类的结构之间的关系。具有方向、名字、角色和多重性等信息。一般的关 联关系语义较弱。也有两种语义较强，分别是聚合与组合,UML,表示法,角色,类的角色是,“,事物,“,多重性,（用数字和*表示）,1,*,：,1,个或多个,1,个类图有,1,个或多个类,1,个类属于,1,个或多个类图,方向,双向关联（省略箭头）,名字,关系的名字是,“,使用,”,实例,不带箭头也可以,举例,Manager,Company,Works For,Manager,Company,Employee,Employer,FourWheeledVehicle,Door,1,4,聚合关系,:,特殊关联关系，指明一个聚集（整体）和组成部分之间的关系,组合关系,:,语义更强的聚合，部分和整体具有相同的生命周期,UML,表示法,UML,表示法,（空心菱形）,实例,类图包含有事物和关系，类图不存在了，事物和关系还可用于其它的类图,（实心菱形）,实例,类与关联关系之间有组合关系，类不存在了，则相应的关联关系也不存在,聚合举例,FourWheeledVehicle,Door,1,4,Seat,Wheel,4,2. 5,组合举例,Building,Bulidingname,NumberofFloors,setName(),setNumberofFloors(),Floor,floorNumber,NumberofRooms,getFloorNumber(),getNumberofRooms(),Room,roomNumber,roomLocation,getRoomNumber(),getRoomLocation(),1,12,1,18,类图中的关系及解释,（,2,）,泛化,关系,在面向对象中一般称为继承关系，存在于父类与子类、父接口与子接口之间,UML,表示法,关联、泛化、实现、依赖都是一种关系,类、接口都是一种事物,泛化举例,Employee,ClericalStaff,SoftwareEngineer,Manager,SalesManager,ProductionManager,类图中的关系及解释,（,3,）,实现,关系,对应于类和接口之间的关系,UML,表示法,类,Circle,、,Rectangle,实现了接口,Shape,的操作,类图中的关系及解释,（,4,）,依赖,关系,描述了一个类的变化对依赖于它的类产生影响的情况。有多种表现形式，,例如,绑定,(bind),、友元,(friend),等,UML,表示法,模板类,Stack,定义了栈相关的操作；,IntStack,将参数,T,与实际类型,int,绑定,，使得所有操作都针对,int,类型的数据,类,Memento,和类,Originator,建立了友元依赖关系，以便,Originator,使用,Memento,的私有变量,state,依赖关系,类图与代码的,映射,C+,代码,c,lass,Vehicle,public:,virtual,int,Start(),= 0;,virtual,int,Stop(),= 0;,virtual,int,Run(float,fSpeed,),= 0;,private:,float,fMaxSpeed,;,;,Java,代码,public abstract class,Vehicle,public abstract,int,Start();,public abstract,int,Stop();,public abstract,int,Run(float,fSpeed,);,private float,fMaxSpeed,;,关联关系的映射,C+,代码,class Dialog,private:,Button btnOK,;,Button btnCancel,;,TextBox txtInfo,;,;,class Button,;,class TextBox,;,组合关系，代码表现为,Dialog,的属性有,Button,和,TextBox,的对象,泛化关系的,映射,Java,代码,public class SavingsAccount extends Account, ,C+,代码,class SavingsAccount : public Account, ;,实现关系的映射,C+,代码,class,Shape,public:,virtual void,Draw() = 0;,;,class Circle : public Shape,public:,void,Draw();,Private:,Point,ptCenter,;,int,nRadius,;,;,Java,代码,public interface Shape,public abstract,void Draw();,public class Circle implements Shape,public void,Draw();,private Point,ptCenter,;,private,int,nRadius,;,在,C+,语言里面，使用抽象类代替接口，使用泛化关系代替实现关系,在,Java,语言里面，有相应的关键字,interface,、,implements,依赖关系的,映射,绑定依赖,C+,代码,template,class Stack,private:,int size;,public:,int Push(T elem);,int Pop();,const T,;,typedef Stack FloatStack;,C+,代码(编译器生成),class FloatStack,private:,int size;,public:,int Push(float elem);,int Pop();,const float,;,如何建立类图,分析问题域，确定需求；,寻找类，确定类的含义和职责；,定义类的属性和操作；,确定类之间的关系；,精化类和类间的关系；,绘制类图。,寻找类的方法（,1,）,使用名词,/,动词寻找类：,收集相关信息,补充的需求规格说明,用例,项目说明文档,其他文档,分析信息,名词、名词短语,类或属性,动词、动词短语,操作,寻找类的方法（,2,）,使用,CRC,分析法寻找类：,C-class,（类）,R-responsibility,（职责）,C-collaboration,（协作）,CRC,分析法是根据类所要扮演的职责来确定类。,脑力风暴收集信息。,关键业务用类表示，其它卡片作为属性。,案例,李小平是一个爱书之人，家里各类书籍已过千册，而平时又时常有朋友外借，因此需要一个个人图书管理系统。该系统应该能够将书籍的基本信息按计算机类、非计算机类分别建档，实现按书名、作者、类别、出版社等关键字的组合查询功能。在使用该系统录入新书籍时系统会自动按规则生成书号，可以修改信息，但一经创建就不允许删除。该系统还应该能够对书籍的外借情况进行记录，可对外借情况列表打印。另外，还希望能够对书籍的购买金额、册数按特定时间周期进行统计。,发现类,李小平,是一个爱书之,人,，,家里,各类,书籍,已过千册，而平时又时常有,朋友,外借，因此需要一个,个人图书管理系统,。该系统应该能够将书籍的,基本信息,按,计算机类,、,非计算机类,分别建档，实现按,书名,、,作者,、,类别,、,出版社,等,关键字,的组合查询,功能,。在使用该系统录入,新书籍,时,系统,会自动按,规则,生成,书号,，可以修改,信息,，但一经创建就不允许删除。该系统还应该能够对书籍的外借情况进行,记录,，可对,外借情况列表,打印。另外，还希望能够对书籍的,购买金额,、,册数,按,特定时间周期,进行统计。,筛选备选类,“李小平”、“人”、“家里”很明显是系统外的概念，无须对其建模；,而“个人图书管理系统”、“系统”指的就是将要开发的系统，即系统本身，也无须对其进行建模；,很明显“书籍”是一个很重要的类，而“书名”、“作者”、“类别”、“出版社”、“书号”则都是用来描述书籍的基本信息的，因此应该作为“书籍”类的属性处理，而“规则”是指书号的生成规则，而书号则是书籍的一个属性，因此“规则”可以作为编写“书籍”类构造函数的指南。,“基本信息”则是书名、作者、类别等描述书籍的基本信息统称，“关键字”则是代表其中之一，因此无需对其建模；,“功能”、“新书籍”、“信息”、“记录”都是在描述需求时使用到的一些相关词语，并不是问题域的本质，因此先可以将其淘汰掉；,筛选修选类,“计算机类”、“非计算机类”是该系统中图书的两大分类，因此应该对其建模，并改名为“计算机类书籍”和“非计算机类书籍”，以减少歧义；,“外借情况”则是用来表示一次借阅行为，应该成为一个候选类，多个外借情况将组成“外借情况列表”，而外借情况中一个很重要的角色是“朋友”,借阅主体。虽然到本系统中并不需要建立“朋友”的资料库，但考虑到可能会需要列出某个朋友的借阅情况，因此还是将其列为候选类。为了能够更好地表述，将“外借情况”改名为“借阅记录”，而将“外借情况列表”改名为“借阅记录列表”；,“购买金额”、“册数”都是统计的结果，都是一个数字，因此不用将其建模，而“特定时限”则是统计的范围，也无需将其建模；不过从这里的分析中，我们可以发现，在该需求描述中隐藏着一个关键类,书籍列表，也就是执行统计的主体。,得到候选类,在使用“名词动词法”寻找类的时候，很多团队会在此耗费大量的时间，特别是对于中大型项目，这样很容易迷失方向。其实在此主要的目的是对问题领域建立概要的了解，无需太过咬文嚼字,书籍 计算机类书籍 非计算机类书籍,借阅记录 借阅记录列表 书籍列表,关联分析建模,多重性分析建模,职责分析,书籍类：从需求描述中，可找到,书名、类别、作者、出版社,；同时从统计的需要中，可得知“,定价,”也是一个关键的成员变量。,书籍列表类：书籍列表就是全部的藏书列表，其主要的成员方法是新增、修改、查询（按关键字查询）、统计（按特定时限统计册数与金额）。,借阅记录类：借阅人（朋友）、借阅时间。,借阅记录列表类：主要职责就是添加记录（借出）、删除记录（归还）以及打印借阅记录,小结,类,设计类,类的关系,实验,08,主要用例的,设计类（属性和方法）,设计类图（类之间的关系）,谢谢,