面向对象设计和结构化分析设计(软件设计师备考笔记)

目录

第十章.面向对象设计和结构化分析设计

第一节.结构化设计

第二节.UML

第三节.面向对象设计——设计原则

第四节.面向对象设计——设计模式

第五节.结构化分析——数据流图(DFD)    必考(下午第一道题)

第六节.面向对象设计方法—多态与绑定

第七节.类的分类

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第十章.面向对象设计和结构化分析设计

结构化开发方法、数据流图基本概念、软件设计原则、数据流图结构判断

第一节.结构化设计

1.概念：结构化设计主要包括以下步骤：

·体系结构设计：定义软件的主要结构元素及其关系

·数据设计：基于实体联系图确定软件涉及的文件系统的结构及数据库的表结构

·接口设计：描述用户界面，软件和其他硬件设备、其他软件系统及使用人员的外部接口，以及各种构件之间的内部接口

·过程设计：确定软件各个组成部分内的算法及内部数据结构，并选定某种过程的表达形式来描述各种算法

注：这些设计的具体体现是结构图，结构图中的元素包括模块、调用、数据、控制信息和转接符

2.结构化分析与结构化设计的关系：软件设计必须依托软件的需求来进行，结构化分析的结果为结构化设计提供了最基本的输入信息，其关系为：

(1)根据加工规格说明书和控制规格说明书进行过程设计

(2)根据数据字典和实体关系图进行数据设计

(3)根据数据流图进行接口设计

(4)根据数据流图进行体系结构设计

注：该设计方法特别适合数据处理领域的问题，但是不适合解决大规模的、特别复杂的项目

第二节.UML

主要考察UML相关的一系列图的概念

构造块

构造块中包含事务、关系、图

图：可以分为结构图和行为图或者分为动态图和静态图

静态图/结构图包括：

类图：类之间关系的图

对象图：对象之间关系的图

包图：包之间关系的图

组合结构图

构件图：在该类图中存在两种类似棒棒糖和插座的符 ，棒棒糖符 表示“供接口”；插座式的符 表示“需接口”，该图是描述系统构件与构件之间、类与接口之间的关系图

部署图：软件的部件应该部署在哪个硬件的节点上面

制品图

动态图/行为图包括：

用例图：该图的归类有分歧，大部分时候归结为动态，小部分时候归结为静态，该图的内容是系统和外部的交互关系

顺序图/序列图：强调了时间顺序的通信图

通信图/协作图

定时图

状态图：表达的是状态的变迁、转移的情况

活动图：与流程图的结构一致

交互概览图

第三节.面向对象设计——设计原则

单一职责原则：设计目的单一的类

开放—封闭原则：对扩展开放，对修改封闭(多扩展，少修改)

李氏替换原则：子类可以替换父类

依赖倒置原则：要依赖于抽象，而不是具体实现；针对接口编程，不要针对实现编程

接口隔离原则：使用多个专门的接口比使用单一的总接口要好

组合重用原则：要尽量使用组合，而不是继承关系达到重用的目的

迪米特原则(最少知识法则)：一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解

第四节.面向对象设计——设计模式

三种模式的概念及其层次关系：

1.架构模式：是软件设计中的高层决策，例如C/S结构就属于架构模式

2.设计模式：

反映了开发软件系统过程中所作的基本设计决策，而设计模式则是主要关注软件系统的设计，与具体的实现语言无关，是在软件开发过程中，经过验证的，用于解决在特定环境下的、重复出现的、特定问题的解决方案

3.惯用法：

是最底层的模式，关注软件系统的设计与实现，实现时通过特定的程序设计语言来描述构件与构建之间的关系。每种编程语言都有它自己特定的模式，即语言的惯用法。例如c++语言的惯用法就是：引用–计数

设计模式的分类

设计模式可以被分成三种：创建型模式、结构型模式、行为型模式

创建型模式

 

结构型模式

 

图注：组合模式：想表示对象的部分—整体层次结构(对象组合)

适配器模式：想使用一个已经存在的类，而它的接口不符合描述

装饰模式：在不影响其他对象的情况下，以动态透明的方式给单个对象添加职责

桥接模式：不希望在抽象和它的实现部分之间有一个固定判定关系

享元模式：即对象共享

行为型模式

 

 

第五节.结构化分析——数据流图(DFD)    必考(下午第一道题)

是一种在需求分析阶段用到的一种工具，是结构化开发方法中最为主流的开发工具，它的作用是在逻辑上描述系统的功能输入、输出和数据存储等，是系统逻辑模型的重要组成部分

数据流图基本概念及四大组成元素

 

图注：

·数据存储在题干描述时，要么是某某表，要么是某某文件，是存储了信息的文件

·加工即操作的名称，一般是动词+名词的结构

·数据流即信息

·外部实体一般是人员或组织以及系统

1.加工：数据流图中对每一个加工都必须有加工规格说明，该说明必须描述把输入数据流变换为输出数据流的加工规则，而加工规则的说明有三种方式：结构化语句、判断表(决策表)、判断树(决策树)

2.数据流：数据流类型在一般情况下包括变换流型和事务流型，不同类型的数据流有不同的映射方法

数据流图的分层

 

数据字典

1.数据字典的概念：数据字典是配合数据流图的使用，对数据流图中的一些数据进行进一步的诠释，其内容包括：数据流、数据项、基本加工、数据存储

2.数据字典中的符 及其含义

 

数据流图平衡原则

该平衡有两个维度，分别是：父图与子图之间的平衡、子图内平衡

1.父图与子图之间的平衡

即已知父图或者子图，将其子图或者父图补充完整

 

2.子图内平衡

概念：数据流的正常加工必须是既有输入，也有输出，而且每条数据流的起点或终点必须是加工，而只有输入没有输出的数据流称之为黑洞，只有输出没有输入的数据流被称之为奇迹，二者都属于不正常的数据流

例题1

 

 

 

 

 

解题流程：首先根据题干，将外部实体、加工、数据存储提取出来，而第三问在解决时，应首先找到顶层数据流图在0层数据流图中缺失的部分，如果仍未找完，则根据题干的描述，寻找0层数据流内部缺失了哪些数据流，而起点和终点都是外部实体或数据存储

数据流的错误可能是名称错误，也可能是起点和终点错误

第六节.面向对象设计方法—多态与绑定

多态

1.参数多态：应用广泛、最纯的多态

2.包含多态：同样的操作可用于一个类型及其子类型。包含多态需要进行时的类型检查

3.强制多态：编译程序通过语义操作，把操作对象的类型强行加以变换，以符合操作符的要求

4.过载多态：同一个名(操作符、函数名)在不同的上下文中有不同的类型

绑定

1.动态绑定：是指在程序运行过程中，把函数(或过程)调用与响应调用所需要的代码结合的过程

2.静态绑定：是指程序在编译过程中，把函数(方法或过程)调用与响应调用所需的代码结合的过程

第七节.类的分类

类可以被分为三类：实体类、接口类和控制类

1.实体类：实体类的对象是显示世界中真实的实体，如人类、动物等

2.接口类：接口类的对象为用户提供一种与系统交互的方式，分为人和系统两大类，其中人的接口可以是显示屏、窗口、web窗体、菜单等

3.控制类：该类的对象用来控制活动流，充当协调者

 

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