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编程问答

OOD知识---对OOA\OOD\OOP思想

發(fā)布時間:2025/6/15 编程问答 28 豆豆
生活随笔 收集整理的這篇文章主要介紹了 OOD知识---对OOA\OOD\OOP思想 小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.
? ? ? ??面向?qū)ο笤O計(Object-Oriented Design,OOD)方法是OO方法中一個中間過渡環(huán)節(jié)。其主要作用是對OOA分析的結(jié)果作進一步的規(guī)范化整理,以便能夠被OOP直接接受。
? ? ? 面向?qū)ο笤O計(OOD)是一種軟件設計方法,是一種工程化規(guī)范。這是毫無疑問的。按照Bjarne Stroustrup的說法,面向?qū)ο蟮木幊谭妒?#xff08;paradigm)是[Stroustrup, 97]:
? ? ? ? ? (1) 決定你要的類;
? ? ? ? ? (2)給每個類提供完整的一組操作;
? ? ? ? ? (3)明確地使用繼承來表現(xiàn)共同點。
? ? ? 由這個定義,我們可以看出:OOD就是“根據(jù)需求決定所需的類、類的操作以及類之間關(guān)聯(lián)的過程”。
? ? ??OOD的目標是管理程序內(nèi)部各部分的相互依賴。為了達到這個目標,OOD要求將程序分成塊,每個塊的規(guī)模應該小到可以管理的程度,然后分別將各個塊隱藏在接口(interface)的后面,讓它們只通過接口相互交流。比如說,如果用OOD的方法來設計一個服務器-客戶端(client-server)應用,那么服務器和客戶端之間不應該有直接的依賴,而是應該讓服務器的接口和客戶端的接口相互依賴。這種依賴關(guān)系的轉(zhuǎn)換使得系統(tǒng)的各部分具有了可復用性。還是拿上面那個例子來說,客戶端就不必依賴于特定的服務器,所以就可以復用到其他的環(huán)境下。如果要復用某一個程序塊,只要實現(xiàn)必須的接口就行了。
? ? ? OOD是一種解決軟件問題的設計范式(paradigm),一種抽象的范式。使用OOD這種設計范式,我們可以用對象(object)來表現(xiàn)問題領(lǐng)域(problem domain)的實體,每個對象都有相應的狀態(tài)和行為。我們剛才說到:OOD是一種抽象的范式。抽象可以分成很多層次,從非常概括的到非常特殊的都有,而對象可能處于任何一個抽象層次上。另外,彼此不同但又互有關(guān)聯(lián)的對象可以共同構(gòu)成抽象:只要這些對象之間有相似性,就可以把它們當成同一類的對象來處理。
? ? ???一、OOD背景知識
? ? ? ?計算機硬件技術(shù)卻在飛速發(fā)展。從幾十年前神秘的龐然大物,到現(xiàn)在隨身攜帶的移動芯片;從每秒數(shù)千次運算到每秒上百億次運算。當軟件開發(fā)者們還在尋找能讓軟件開發(fā)生產(chǎn)力提高一個數(shù)量級的“銀彈”[Brooks, 95]時,硬件開發(fā)的生產(chǎn)們能夠如此高效,是因為他們都很懶惰。他們永遠恪守“不要去重新發(fā)明輪子”的古訓。Grady Booch把這些黑箱稱為類屬(class category),現(xiàn)在我們則通常把它們稱為“組件(component)”。
? ? ? 類屬是由被稱為類(class)的實體組成的,類與類之間通過關(guān)聯(lián)(relationship)結(jié)合在一起。一個類可以把大量的細節(jié)隱藏起來,只露出一個簡單的接口,這正好符合人們喜歡抽象的心理。所以,這是一個非常偉大的概力早已提升了百倍千倍。
? ? ? 硬件工程師念,因為它給我們提供了封裝和復用的基礎,讓我們可以從問題的角度來看問題,而不是從機器的角度來看問題。
? ? ? ?軟件的復用最初是從函數(shù)庫和類庫開始的,這兩種復用形式實際上都是白箱復用。到90年代,開始有人開發(fā)并出售真正的黑箱軟件模塊:框架(framework)和控件(control)。框架和控件往往還受平臺和語言的限制,現(xiàn)在軟件技術(shù)的新潮流是用SOAP作為傳輸介質(zhì)的Web Service,它可以使軟件模塊脫離平臺和語言的束縛,實現(xiàn)更高程度的復用。但是想一想,其實Web Service也是面向?qū)ο?#xff0c;只不過是把類與類之間的關(guān)聯(lián)用XML來描述而已[Li, 02]。
? ? ? 在過去的十多年里,面向?qū)ο蠹夹g(shù)對軟件行業(yè)起到了極大的推動作用。在可以預測的將來,它仍將是軟件設計的主要技術(shù)——至少我看不到有什么技術(shù)可以取代它的。
? ? ??二、OOD的由來
? ? ? 有很多人都認為:OOD是對結(jié)構(gòu)化設計(Structured Design,SD)的擴展,其實這是不對的。OOD的軟件設計觀念和SD完全不同。SD注重的是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和處理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的過程。而在OOD中,過程和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都被對象隱藏起來,兩者幾乎是互不相關(guān)的。不過,追根溯源,OOD和SD有著非常深的淵源。
? ? ? 1967年前后,OOD和SD 的概念幾乎同時誕生,它們分別以不同的方式來表現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。當時,圍繞著這兩個概念,很多科學家寫了大量的論文。其中,由Dijkstra和 Hoare兩人所寫的一些論文講到了“恰當?shù)某绦蚩刂平Y(jié)構(gòu)”這個話題,聲稱goto語句是有害的,應該用順序、循環(huán)、分支這三種控制結(jié)構(gòu)來構(gòu)成整個程序流程。這些概念發(fā)展構(gòu)成了結(jié)構(gòu)化程序設計方法;而由Ole-Johan Dahl所寫的另一些論文則主要討論編程語言中的單位劃分,其中的一種程序單位就是類,它已經(jīng)擁有了面向?qū)ο蟪绦蛟O計的主要特征。
? ? ? 這兩種概念立刻就分道揚鑣了。在結(jié)構(gòu)化這邊的歷史大家都很熟悉:NATO會議采納了Dijkstra的思想,整個軟件產(chǎn)業(yè)都同意goto語句的確是有害的,結(jié)構(gòu)化方法、瀑布模型從70年代開始大行其道。同時,無數(shù)的科學家和軟件工程師也幫助結(jié)構(gòu)化方法不斷發(fā)展完善,其中有很多今天足以使我們振聾發(fā)聵的名字,例如Constantine、Yourdon、DeMarco和Dijkstra。有很長一段時間,整個世界都相信:結(jié)構(gòu)化方法就是拯救軟件工業(yè)的 “銀彈”。當然,時間最后證明了一切。
? ? ? 而此時,面向?qū)ο髣t在研究和教育領(lǐng)域緩慢發(fā)展。結(jié)構(gòu)化程序設計幾乎可以應用于任何編程語言之上,而面向?qū)ο蟪绦蛟O計則需要語言的支持[1],這也妨礙了面向?qū)ο蠹夹g(shù)的發(fā)展。實際上,在60年代后期,支持面向?qū)ο筇匦缘恼Z言只有Simula-67這一種。到70年代,施樂帕洛阿爾托研究中心(PARC)的 Alan Key等人又發(fā)明了另一種基于面向?qū)ο蠓椒ǖ恼Z言,那就是大名鼎鼎的Smalltalk。但是,直到80年代中期,Smalltalk和另外幾種面向?qū)ο笳Z言仍然只停留在實驗室里。
? ? ? 到90年代,OOD突然就風靡了整個軟件行業(yè),這絕對是軟件開發(fā)史上的一次革命。不過,登高才能望遠,新事物總是站在舊事物的基礎之上的。70年代和80年代的設計方法揭示出許多有價值的概念,誰都不能也不敢忽視它們,OOD也一樣。
? ? ? ?三、OOD和傳統(tǒng)方法的區(qū)別
? ? ? ?還記得結(jié)構(gòu)化設計方法嗎?程序被劃分成許多個模塊,這些模塊被組織成一個樹型結(jié)構(gòu)。這棵樹的根就是主模塊,葉子就是工具模塊和最低級的功能模塊。同時,這棵樹也表示調(diào)用結(jié)構(gòu):每個模塊都調(diào)用自己的直接下級模塊,并被自己的直接上級模塊調(diào)用。
? ? ? ?那么,哪個模塊負責收集應用程序最重要的那些策略?當然是最頂端的那些。在底下的那些模塊只管實現(xiàn)最小的細節(jié),最頂端的模塊關(guān)心規(guī)模最大的問題。所以,在這個體系結(jié)構(gòu)中越靠上,概念的抽象層次就越高,也越接近問題領(lǐng)域;體系結(jié)構(gòu)中位置越低,概念就越接近細節(jié),與問題領(lǐng)域的關(guān)系就越少,而與解決方案領(lǐng)域的關(guān)系就越多。
? ? ? 但是,由于上方的模塊需要調(diào)用下方的模塊,所以這些上方的模塊就依賴于下方的細節(jié)。換句話說,與問題領(lǐng)域相關(guān)的抽象要依賴于與問題領(lǐng)域無關(guān)的細節(jié)!這也就是說,當實現(xiàn)細節(jié)發(fā)生變化時,抽象也會受到影響。而且,如果我們想復用某一個抽象的話,就必須把它依賴的細節(jié)都一起拖過去。
? ? ? 而在OOD中,我們希望倒轉(zhuǎn)這種依賴關(guān)系:我們創(chuàng)建的抽象不依賴于任何細節(jié),而細節(jié)則高度依賴于上面的抽象。這種依賴關(guān)系的倒轉(zhuǎn)正是OOD和傳統(tǒng)技術(shù)之間根本的差異,也正是OOD思想的精華所在。
? ? ??四、OOD步驟
? ? ? ? ? 細化重組類
? ? ? ? ? 細化和實現(xiàn)類間關(guān)系,明確其可見性
? ? ? ? ? 增加屬性,指定屬性的類型與可見性
? ? ? ? ? 分配職責,定義執(zhí)行每個職責的方法
? ? ? ? ? 對消息驅(qū)動的系統(tǒng),明確消息傳遞方式
? ? ? ? ? 利用設計模式進行局部設計
? ? ? ? ? 畫出詳細的類圖與時序圖
? ? ??五、OOD設計過程中要展開的主要幾項工作
? ? ? ?(一)對象定義規(guī)格的求精過程
? ? ? ?對于OOA所抽象出來的對象、類以及匯集的分析文檔,OOD需要有一個根據(jù)設計要求整理和求精的過程,使之更能符合OOP的需要。這個整理和求精過程主要有兩個方面:一是要根據(jù)面向?qū)ο蟮母拍?/span>模型整理分析所確定的對象結(jié)構(gòu)、屬性、方法等內(nèi)容,改正錯誤的內(nèi)容,刪去不必要和重復的內(nèi)容等。二是進行分類整理,以便于下一步數(shù)據(jù)庫設計和程序處理模塊設計的需要。整理的方法主要是進行歸類,對類、對象、屬性、方法和結(jié)構(gòu)、主題進行歸類。
? ? ? ?(二)數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)庫設計
? ? ? ?數(shù)據(jù)模型的設計需要確定類-&-對象屬性的內(nèi)容、消息連接的方式、系統(tǒng)訪問、數(shù)據(jù)模型的方法等。最后每個對象實例的數(shù)據(jù)都必須落實到面向?qū)ο蟮膸旖Y(jié)構(gòu)模型中。
? ? ? ?(三)優(yōu)化
? ? ? ?OOD的優(yōu)化設計過程是從另一個角度對分析結(jié)果和處理業(yè)務過程的整理歸納,優(yōu)化包括對象和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、抽象、集成。
? ? ? ?對象和結(jié)構(gòu)的模塊化表示OOD提供了一種范式,這種范式支持對類和結(jié)構(gòu)的模塊化。這種模塊符合一般模塊化所要求的所有特點,如信息隱蔽性好,內(nèi)部聚合度強和模塊之間耦合度弱等。
? ? ? ?集成化使得單個構(gòu)件有機地結(jié)合在一起,相互支持。
? ? ??六、OO方法的特點和面臨的問題
? ? ? ?OO方法以對象為基礎,利用特定的軟件工具直接完成從對象客體的描述到軟件結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)換。這是OO方法最主要的特點和成就。OO方法的應用解決了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法中客觀世界描述工具與軟件結(jié)構(gòu)的不一致性問題,縮短了開發(fā)周期,解決了從分析和設計到軟件模塊結(jié)構(gòu)之間多次轉(zhuǎn)換映射的繁雜過程,是一種很有發(fā)展前途的系統(tǒng)開發(fā)方法。
? ? ? 但是同原型方法一樣,OO方法需要一定的軟件基礎支持才可以應用,另外在大型的MIS開發(fā)中如果不經(jīng)自頂向下的整體劃分,而是一開始就自底向上的采用OO 方法開發(fā)系統(tǒng),同樣也會造成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不合理、各部分關(guān)系失調(diào)等問題。所以OO方法和結(jié)構(gòu)化方法目前仍是兩種在系統(tǒng)開發(fā)領(lǐng)域相互依存的、不可替代的方法。
? ? ?七、OOD能給我?guī)硎裁?#xff1f;
? ? ? ?問這個問題的人,腦子里通常是在想“OOD能解決所有的設計問題嗎?”沒有銀彈。OOD也不是解決一切設計問題、避免軟件危機、捍衛(wèi)世界和平……的銀彈。OOD只是一種技術(shù)。但是,它是一種優(yōu)秀的技術(shù),它可以很好地解決目前的大多數(shù)軟件設計問題——當然,這要求設計者有足夠的能力。
? ? ? OOD可能會讓你頭疼,因為要學會它、掌握它是很困難的;OOD甚至會讓你失望,因為它也并不成熟、并不完美。OOD也會給你帶來欣喜,它讓你可以專注于設計,而不必操心那些細枝末節(jié);OOD也會使你成為一個更好的設計師,它能提供給你很好的工具,讓你能開發(fā)出更堅固、更可維護、更可復用的軟件。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/solodance/p/3364345.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的OOD知识---对OOA\OOD\OOP思想的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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