软件工程之结构化方法与面向对象方法

结构化方法包括结构化分析(Structured Analysis,简称SA)、结构化设计(Structured Design,简称SD)和结构化程序设计(Str

  结构化方法包括结构化分析(Structured Analysis,简称SA)、结构化设计(Structured Design,简称SD)和结构化程序设计(Structured Program Design,简称SP)三部分内容。相应地,面向对象方法包括面向对象分析(Object-Oriented Analysis,简称OOA)、面向对象设计(Object—Oriented Design,简称OOD)和面向对象程序语言(Object-Oriented Program Design,简称OOP)。两种软件开发方法从起源、思想、分析、设计,到程序设计、扩展重用、应用等各个方面有着许多的联系和区别,下文我将对于本期的这块学习做一点总结也作为我复习的一种方式吧。

  (一)从分析上看

  建立模型是为了更好地理解要模拟的现实世界,是软件开发方法的核心问题。在结构化方法中,使用SA构建系统的环境模型和逻辑模型,实现模型的主要工具有数据字典(DD)、ER图和数据流图(DFD)。数据字典是一个包含所有系统数据元素定义的仓库;ER图描述了数据之间的属性及联系;数据流图是描述信息流和数据从输入到输出变换,并展示系统和外部的接口、数据的输入和输出以及数据的存储的应用图形技术[1]。SA的前提条件是需求分析,建模过程是迭代分解需求、不断细化应用的过程,即数据流图的分解从顶层图开始,按照每个加工对应一个子图的分解原则,逐层分解为0层图、1层图等。

  面向对象方法使用OOA定义类,对现实世界建模。OOA的主要任务是要在问题域上构建具有主题层、对象层、结构层、属性层和服务层的OOA模型,实现模型的主要工具有用例图(Use-Case)和类图(Class Diagram)。用例图从用户角度描述系统功能,并指出各功能的操作者,是对需求分析的整理;类图定义了类的组成(属性和服务)、类的结构和类间的关系,确定并划分系统中的类。经过OOA,系统的静态模型建立起来。

  相对于结构化方法使用DD、ER图和DFD分别描述数据和功能(尽管二者存在相互参考),面向对象方法中,无论是用例图还是类图,数据和功能的描述总是并行的。

  (二)从设计上看

  在结构化方法中,使用SD构建系统的行为和功能模型,实现模型的主要工具有模块结构图(SC)和程序流程图。模块结构图说明了系统的模块的划分、模块的功能、模块间的数据传递及调用关系。根据数据流图,我们能够映射出相应的软件的上层模块结构;结合数据流图,我们可以逐步分解上层模块,设计出中、下层模块;对于得到的全部模块,我们需要设计模块基本的内部结构和外部接口及对模块结构进行优化。进一步,则是针对每一个模块设计程序流程图,整理优化,归纳算法。SD依然是对项目系统的进一步分解求精的过程,把模型从逻辑级,细化到模块级,再细化到程序级。

  而OOD不只是对OOA的细化,更主要的,构建了系统的动态模型,实现模型的主要工具有交互图(Sequence Diagram)、状态图(State Diagram)、活动图(Activity Diagram)。和模块相比,对象最大的不同是具有“活性”,突出表现在对象具有状态和对象间能够通讯。交互图描述对象间的交互关系,显示对象之间的动态合作关系,强调对象之间消息发送的时间顺序;状态图描述对象的所有可能状态,以及事件发生时状态的转移条件;活动图描述为满足用例要求所进行的活动以及活动间的约束关系,用于识别并行活动,以提高系统效率[2]。

  从设计方面,我们可以比较明显地看出结构化和面向对象的区别。结构化方法的核心是程序,从分析到设计,其实是从抽象到具体,从模糊到清晰地实现程序的过程;而面向对象方法的核心是功能,分析的是对象,设计的是行为,程序设计和系统设计相对分离。