面向对象分析与设计(第3版)

1.5.1　分解的作用　13
1.5.2　抽象的作用　16
1.5.3　层次结构的作用　16
1.6　复杂系统的设计　17
1.6.1　作为科学和艺术的工程　17
1.6.2　设计的含义　17
1.7　小结　19
第2章　对象模型　20
2.1　对象模型的演进　20
2.1.1　程序设计语言的换代　20
2.1.2　第一代和第二代早期程序设计语言的拓扑结构　22
2.1.3　第二代后期和第三代早期程序设计语言的结构　23
2.1.4　第三代后期程序设计语言的结构　23
2.1.5　基于对象和面向对象的程序设计语言的结构　24
2.2　对象模型基础　26
2.2.1　面向对象编程　29
2.2.2　面向对象设计　29
2.2.3　面向对象分析　30
2.3　对象模型要素　30
2.3.1　抽象的意义　31
2.3.2　封装的意义　35
2.3.3　模块化的意义　38
2.3.4　层次结构的意义　41
2.3.5　类型的意义　46
2.3.6　并发的意义　47
2.3.7　持久的意义　49
2.4　应用对象模型　51
2.4.1　对象模型的好处　51
2.4.2　开放式问题　52
2.5　小结　52
第3章　类与对象　53
3.1　对象的本质　53
3.1.1　什么是对象，什么不是对象　53
3.1.2　状态　55
3.1.3　行为　57
3.1.4　标识符　60
3.2　对象之间的关系　62
3.2.1　链接　62
3.2.2　聚合　64
3.3　类的本质　65
3.3.1　什么是类，什么不是类　65
3.3.2　接口和实现　66
3.3.3　类的生命周期　68
3.4　类之间的关系　68
3.4.1　关联　69
3.4.2　继承　70
3.4.3　聚合　78
3.4.4　依赖关系　79
3.5　类与对象的互动　79
3.5.1　类与对象的关系　79
3.5.2　类与对象在分析和设计中的角色　79
3.6　创建高品质的类与对象　80
3.6.1　评判一种抽象的品质　80
3.6.2　选择操作　81
3.6.3　选择关系　82
3.6.4　选择实现　83
3.7　小结　84
第4章　分类　85
4.1　正确分类的重要性　85
4.1.1　分类的困难　86
4.1.2　分类的增量和迭代本质　87
4.2　确定类和对象　88
4.2.1　经典方法和现代方法　89
4.2.2　面向对象分析　92
4.3　关键抽象与机制　97
4.3.1　确定关键抽象　97
4.3.2　识别机制　99
4.4　小结　101
第2部分　方法
第5章　表示法　104
5.1　统一建模语言　104
5.1.1　简单历史回顾　104
5.1.2　模型与多重视图　105
5.1.3　图分类　105
5.1.4　在实践中使用图　107
5.1.5　概念模型、逻辑模型和物理模型　108
5.1.6　工具的角色　108
5.1.7　面向对象开发的产品　108
5.1.8　规模上的伸缩　109
5.1.9　UML的语法和语义　109
5.1.10　UML 2.0信息资源　110
5.2　包图　110
5.2.1　基本概念：包表示法　110
5.2.2　基本概念：元素的可见性　111
5.2.3　基本概念：依赖关系　111
5.2.4　基本概念：包图　113
5.2.5　高级概念：导入和访问　114
5.3　组件图　117
5.3.1　基本概念：组件表示法　117
5.3.2　基本概念：组件图　118
5.3.3　基本概念：组件接口　119
5.3.4　基本概念：组件实现　121
5.3.5　高级概念：组件的内部结构　122
5.4　部署图　123
5.4.1　基本概念：工件表示法　123
5.4.2　基本概念：节点表示法　124
5.4.3　基本概念：部署图　124
5.5　用例图　126
5.5.1　基本概念：执行者　126
5.5.2　基本概念：用例　127
5.5.3　基本概念：用例图　127
5.5.4　高级概念：[[include]]和[[extend]]关系　129
5.5.5　高级概念：泛化　133
5.6　活动图　133
5.6.1　基本概念：动作　134
5.6.2　基本概念：开始和停止　134
5.6.3　基本概念：判断节点和合并节点　134
5.6.4　基本概念：分区　135
5.6.5　高级概念：分叉、结合和并发　135
5.6.6　高级概念：对象流　138
5.6.7　高级概念：其他元素　138
5.7　类图　138
5.7.1　基本概念：类表示法　138
5.7.2　基本概念：类关系　140
5.7.3　高级概念：模板(参数化)类　142
5.7.4　高级概念：可见性　143
5.7.5　高级概念：关联端名称和限定符　144
5.7.6　高级概念：约束　145
5.7.7　高级概念：关联类和注解　148
5.8　序列图　149
5.8.1　基本概念：对象与交互　149
5.8.2　基本概念：生命线与消息　149
5.8.3　高级概念：销毁事件　151
5.8.4　高级概念：执行说明　151
5.8.5　高级概念：交互使用　153
5.8.6　高级概念：控制结构　153
5.9　交互概述图　155
5.9.1　基本概念：框　155
5.9.2　基本概念：控制流元素　155
5.9.3　基本概念：交互图元素　156
5.10　组合结构图　157
5.10.1　基本概念：组合结构的部分　157
5.10.2　基本概念：组合结构的部分与接口　157
5.10.3　基本概念：组合结构连接器　158
5.10.4　高级概念：协作..　158
5.11　状态机图　159
5.11.1　基本概念：初始状态、最终状态和简单状态　160
5.11.2　基本概念：转换与事件　160
5.11.3　高级概念：状态活动——入口活动、执行活动和出口活动　162
5.11.4　高级概念：控制转换　162
5.11.5　高级概念：复合状态与嵌套状态　163
5.11.6　高级概念：并发与控制　165
5.11.7　高级概念：子状态机状态　168
5.11.8　高级概念：其他状态机图元素　169
5.12　时间图　170
5.12.1　基本概念：更多相同之处　170
5.12.2　基本概念：布局　170
5.12.3　基本概念：事件　171
5.12.4　基本概念：约束　171
5.12.5　高级概念：另一种表示形式　172
5.12.6　高级概念：事件与消息　172
5.13　对象图　173
5.13.1　基本概念：对象　173
5.13.2　基本概念：对象关系　173
5.13.3　高级概念：端点名称和限定符　174
5.14　通信图　175
5.14.1　基本概念：对象、链接和消息　175
5.14.2　基本概念：顺序表达式　176
5.14.3　高级概念：消息与同步　177
5.14.4　高级概念：迭代子句和警戒条件　178
5.15　小结　179
第6章　过程　181
6.1　首要原则　181
6.1.1　成功项目的特征　181
6.1.2　追求理性的开发过程　184
6.2　宏观过程：软件开发生命周期　186
6.2.1　概述　187
6.2.2　宏观过程的内容维：科目　188
6.2.3　宏观过程的时间维：里程碑和阶段　190
6.2.4　宏观过程的时间维：迭代　195
6.2.5　发行计划　196
6.3　微观过程：分析与设计过程　198
6.3.1　概述　198
6.3.2　抽象层次　199
6.3.3　活动　200
6.3.4　产品　201
6.3.5　微观过程与抽象层次　203
6.3.6　识别元素　205
6.3.7　确定元素间的协作　208
6.3.8　确定元素间的关系　211
6.3.9　详细确定元素的语义　213
6.4　小结　216
第7章　实战　217
7.1　管理和计划　217
7.1.1　风险管理　218
7.1.2　任务计划　218
7.1.3　开发评审　219
7.2　人员配备　220
7.2.1　资源配置　220
7.2.2　开发团队角色　221
7.3　发布版本管理　223
7.3.1　配置管理和版本控制　223
7.3.2　集成　224
7.3.3　测试　224
7.4　复用　225
7.4.1　复用的元素　225
7.4.2　建立复用制度　225
7.5　质量保证和度量　226
7.5.1　软件质量　226
7.5.2　面向对象度量　226
7.6　文档化　229
7.6.1　开发遗产　229
7.6.2　文档化的内容　229
7.7　工具　230
7.7.1　工具种类　230
7.7.2　组织上的意义　231
7.8　特殊主题　231
7.8.1　领域特定问题　231
7.8.2　采纳面向对象技术　232
7.9　面向对象开发的好处和风险　233
7.9.1　面向对象开发的好处　233
7.9.2　面向对象开发的风险　233
7.10　小结　235
第3部分　应用
第8章　系统架构——基于卫星的导航　238
8.1　先启　238
8.1.1　卫星导航系统的需求　239
8.1.2　定义问题的边界　240
8.1.3　决定使命用例　243
8.1.4　决定系统用例　245
8.2　精化　248
8.2.1　开发一个好的架构　248
8.2.2　定义架构开发活动　248
8.2.3　验证所建议的系统架构　249
8.2.4　分配非功能需求和阐明接口　255
8.2.5　规定系统架构及其部署　257
8.2.6　分解系统架构　259
8.3　构造　265
8.4　后移交　265
8.4.1　添加新的功能　265
8.4.2　改变目标硬件　266
第9章　控制系统——交通管理　267
9.1　先启　268
9.1.1　列车交通管理系统的需求　268
9.1.2　决定系统用例　270
9.2　精化　273
9.2.1　分析系统功能　274
9.2.2　定义TTMS架构　277
9.2.3　从系统工程到硬件和软件工程　279
9.2.4　关键抽象和机制　281
9.3　构造　282
9.3.1　消息传送　283
9.3.2　列车日程计划　285
9.3.3　显示信息　288
9.3.4　传感器数据采集　289
9.3.5　发布版本管理　289
9.3.6　系统架构　290
9.3.7　子系统规格　291
9.4　后移交　293
第10章　人工智能——密码分析　294
10.1　先启　295
10.1.1　密码分析需求　295
10.1.2　定义问题的边界　296
10.1.3　黑板框架的架构　297
10.1.4　知识源的分析　299
10.2　精化　299
10.2.1　黑板对象　300
10.2.2　依赖和认定　301
10.3　构造　303
10.3.1　设计黑板对象　304
10.3.2　设计知识源　308
10.3.3　设计控制器　313
10.3.4　集成黑板框架　314
10.3.5　添加新的知识源　317
10.4　后移交　318
10.4.1　系统增强　318
10.4.2　改变需求　320
第11章　数据采集——气象监测站　321
11.1　先启　321
11.1.1　气象监测站需求　321
11.1.2　定义问题的边界　322
11.1.3　场景　330
11.2　精化　331
11.2.1　气象监测系统用例　331
11.2.2　架构框架　338
11.3　构造　340
11.3.1　帧机制　340
11.3.2　发布计划　343
11.3.3　传感器机制　344
11.3.4　显示机制　346
11.3.5　用户界面机制　346
11.4　后移交　349
第12章　Web应用——休假跟踪系统　350
12.1　先启　350
12.1.1　需求　350
12.1.2　用例模型　352
12.2　精化　353
12.2.1　部署视图　354
12.2.2　逻辑视图　355
12.2.3　进程视图　357
12.2.4　实现视图　359
12.2.5　用例视图　359
12.3　构造　362
12.3.1　用户体验模型　362
12.3.2　分析和设计模型　364
12.3.3　实体　372
12.3.4　控制器　379
12.3.5　Web页面和用户界面　380
12.4　移交和后移交　384
附录A　面向对象编程语言　386
A.1　语言进化　386
A.2　Smalltalk　389
A.2.1　概述　390
A.2.2　例子　390
A.2.3　参考文献　393
A.3　C++　393
A.3.1　概述　394
A.3.2　例子　394
A.3.3　参考文献　397
A.4　Java　397
A.4.1　概述　398
A.4.2　例子　399
A.4.3　参考文献　402
附录B　进一步阅读　403
注解　409
术语表　430
分类书目...　438

.　　·即使对于有经验的实践者，UML 2．0也是新的。这里可以看到表示法方面的重要区别。
　　·根据前一版本所收到的反馈，更加关注建模。
　　·通过本书的概念部分的学习，可以了解在面向对象的世界中，“为什么事情是像它们现在的样子”。许多人可能从没研究过面向对象(OO)概念本身的发展，即使有所了解，在初次学习OO方法时，也许未能理解其重要性。
　　本书这一版和以前的版本有4项主要区别，如下所示。
　　·UML 2．0已经正式得到了通过，第5章将介绍UML 2．0。为了加强读者对这种表示法的理解，特别区分了它的基本元素和高级元素。
　　·这一版在应用程序的章节中引入了一些新的领域和背景。例如，应用程序的领域范围很广，包括从高级系统架构到基于Web的系统的设计细节等各种不同层次的抽象。
　　·在前一版出版时，作为OO编程的概念来说，C++相对还是比较新的。读者告诉我们，这种强调不再是主要的考虑。现在有大量的OO编程和技术书籍及培训，还有许多为OO开发而设计的编程语言。因此，大部分关于编码的讨论被删除了。
　　·最后，响应读者的要求，这一版更关注OOAD建模方面。应用程序章节将展示如何利用UML，其中每一章强调了整个开发生命周期中的一个阶段。
　　本书的目标
　　本书在面向对象系统构建方面提供了实用指导。它的具体目标是：
　　·提供对对象模型的基础概念及其发展变化的正确理解；
　　·帮助读者掌握面向对象分析和设计的表示法和过程；
　　·介绍在不同的问题域中面向对象分析和设计的实际应用。
　　本书介绍的概念都基于牢固的理论基础，但本书首先是一本注重实效的书，面向架构师和软件开发者等软件工程实践者的实际需要。..
　　读者对象
　　本书既是为计算机专业人员也是为学生编写的。
　　·对于实际系统和软件的开发者，本书将展示如何高效地利用面向对象技术来解决实际问题。
　　·对于系统分析师或架构师，本书将利用面向对象的分析与设计，提供一条从需求到实现的途径。我们帮助分析人员或架构师提高识别能力，以区分不好的面向对象的结构与好的面向对象的结构，并在现实情况反常时权衡可选的设计方案。也许最重要的就是，我们提供了一些让复杂系统变得有条理的新方法。
　　·对于项目经理，本书可以帮助他们更好地理解开发团队的资源分配、软件品质、测量指标以及管理与复杂软件系统相关的风险。
　　·对于学生，本书提供了一些必要的指导，使得学生能够开始掌握复杂系统开发的科学与艺术中的一些重要技巧。
　　本书不仅适合于专业研讨班和个人学习使用，也适合作为高等院校本科牛和研究生课程的教材。因为它主要阐述了软件开发的方法，所以非常适合软件工程和高级编程等课程，也可以作为涉及具体面向对象编程语言的课程的补充阅读材料。
　　本书的组织结构
　　本书分成3个主要部分：概念、方法和应用，其中穿插了大量的补充材料。
　　概念
　　第1部分研究软件的内在复杂性及其表现方式。本书将对象模型作为一种手段来帮助我们管理这种复杂性，详细地研究了对象模型的基本元素——抽象、封装、模块化、层次结构，讨论了“什么是类”以及“什么是对象”等基本问题。由于确定有意义的类和对象是面向对象开发中的关键任务，因此我们花了相当多的时间来研究分类的本质。具体来说，我们研究了生物学、语言学和心理学等其他学科中的分类方法，然后将这些经验应用到发现软件系统中类和对象的问题上。
　　方法
　　第2部分基于对象模型提出了复杂系统开发的一种方法。针对面向对象的分析与设计，首先提出了一套图形表示法(即UML)，然后是一个通用的过程框架。还研究了面向对象开发的实践，具体来说，就是它在软件开发生命周期中的位置以及它对于项目管理意味着什么。
　　应用程序
　　第3部分提供了一组5个不简单的例子，涉及不同问题域：系统架构、控制系统、密码分析、数据获取和Web开发。之所以选择这些问题域，是因为它们是软件工程师实践过程中遇到的复杂问题的代表。展示某些原则如何应用于简单的问题是很容易的，但是因为我们关注的是为现实世界构建有用的系统，所以我们对如何将对象模型应用于复杂应用程序更加感兴趣。软件系统的开发不同于按菜谱做菜，因此我们强调应用程序的增量式开发，这种开发以一些正确的原则和良好的模型作为指导。
　　补充材料
　　本书中穿插了大量的补充资料。多数章节中都有补充材料，这些材料对重要的主题提供了相关的信息。本书包括了一个关于面向对象编程语言的附录，其中总结了一些常见语言的特征；还提供了常用术语的词汇表，以及一个扩展的分类参考书目，列出了关于对象模型的参考资料。
　　工具说明
　　读者总是会问创建本书中的图使用了什么工具。我们主要使用两个很好的工具来画图：IBM Rational Software Architect和Sparx Systems Enterprise Architect。为什么不只用一个?市场的实际情况是，没有哪一种工具可以做所有的事情。实践OOAD的时间越长，最后就会发现有些特别的情况是所有工具都不支持的。(在这种情况下，可能需要寻求基本的绘图工具来展示你的想法。)但是，不要让这些很少的情况阻止你使用健壮的OOAD工具，如我们提到的这两种工具。
　　本书的阅读方法
　　本书可以一页一页地读，也可以不按现有的组织形式阅读。如果想对对象模型中的基本概念或面向对象开发的动机有较深的理解，那么就应该从第1章开始依次读下去。如果只对面向对象开发分析与设计中的表示法和过程感兴趣，就从第5章和第6章开始阅读。第7章对使用这种方法管理项目的管理者来说特别有用。如果对针对特定问题域的面向对象技术的应用程序更感兴趣，则可以从第8～12章中任选一章或者全部阅读。...