淺析面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法的優(yōu)點

摘 要：軟件技術(shù)總是處于不斷發(fā)展變化中，軟件產(chǎn)業(yè)和軟件工程師們不停的尋求軟件設(shè)計和開發(fā)的新途徑。本文闡述了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法的基本特點，并與傳統(tǒng)的程序設(shè)計方法作對比，著重分析了其優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計；易學(xué)好用；穩(wěn)定性好；可重用性；維護性好

中圖分類號：TP311.52

在程序設(shè)計方法發(fā)展過程中，每一次重大突破都使得程序員可以應(yīng)對更大的復(fù)雜性。在這條道路上邁出的每一步中，新的方法都運用和發(fā)展了以前的方法中最好的理念。今天，許多項目的規(guī)模又進一步發(fā)展。為了解決這個問題，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法應(yīng)運而生。在軟件工程中，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法作為軟件開發(fā)的一種實用而有效的途徑，具有很多獨特的優(yōu)點，已逐步得到軟件開發(fā)人員的廣泛應(yīng)用。

1 面向?qū)ο蟮脑O(shè)計（Object-Orineted Design）特點

軟件開發(fā)分為五個階段：分析、設(shè)計、實現(xiàn)、測試和運用。每一個階段都很重要，但分析的設(shè)計階段是最為關(guān)鍵的，往往需要軟件開發(fā)者花費大量的時間和精力。分析描述的是系統(tǒng)需要做什么，設(shè)計描述的是系統(tǒng)如何去做。在系統(tǒng)中，將現(xiàn)實對象與程序?qū)ο蟮年P(guān)系、相互作用模型化，找出有用的屬性去簡化和解決問題。OOA（Object Oriented Analyzing面向?qū)ο蠓治觯┠Ｐ团cOOD模型兩者之間的關(guān)系如下圖所示：

這些可利用的對象類或部件可能是以前開發(fā)工作的結(jié)果，也可能是從網(wǎng)絡(luò)上免費下載或從有關(guān)軟件廠商購買到的產(chǎn)品，還可能是同一開發(fā)小組的其他開發(fā)人員設(shè)計實現(xiàn)供大家共享的模塊?，F(xiàn)成的對象類或部件使用得越多，這個優(yōu)勢就越明顯。如果暫時沒有可以利用的現(xiàn)成的對象類或部件，在詳細(xì)設(shè)計中還可以分析所要開發(fā)的軟件系統(tǒng)中哪些類或哪些功能是可以重用的，把這些可重用的部件交給專人優(yōu)先開發(fā)。這樣，不僅節(jié)約了開發(fā)人員重復(fù)開發(fā)的時間，提高了效率和質(zhì)量，并提高了軟件開發(fā)過程的標(biāo)準(zhǔn)化程度。在比較大型的開發(fā)項目中，可以設(shè)置專人負(fù)責(zé)管理所有的可重用資源。將這些資源組織成類庫或其他的可重用結(jié)構(gòu)。這些資源對整個開發(fā)任務(wù)將是非常關(guān)鍵的。

2 面向?qū)ο蟮脑O(shè)計（Object-Orineted Design）優(yōu)點

面向?qū)ο笤O(shè)計的結(jié)果既可以用面向?qū)ο笳Z言、也可以用非面向?qū)ο笳Z言實現(xiàn)。從原理上說，使用任何一種通用語言都可以實現(xiàn)面向?qū)ο蟮母拍睢．?dāng)然，使用面向?qū)ο笳Z言，實現(xiàn)面向?qū)ο蟮母拍?，遠(yuǎn)比使用非面向?qū)ο笳Z言方便，但是，方便性也并不是決定選擇何種語言的關(guān)鍵因素。選擇編程語言的關(guān)鍵因素，是語言的一致的表達(dá)能力、可重用性及可維護性。從面向?qū)ο笥^點來看，能夠更完整、更準(zhǔn)確地表達(dá)問題

與傳統(tǒng)的方法相比，面向?qū)ο蟮膯栴}求解具有更好優(yōu)勢。具體表現(xiàn)在如下幾個方面。

（1）易學(xué)好用。傳統(tǒng)的程序設(shè)計技術(shù)是面向過程的設(shè)計方法，這種方法以算法為核心，把數(shù)據(jù)和過程作為相互獨立的部分，數(shù)據(jù)代表問題空間中的客體，程序代碼則用于處理這些數(shù)據(jù)。把數(shù)據(jù)和代碼代為分離的實體，反映了計算機的觀點，因為在計算機的內(nèi)部數(shù)據(jù)和程序是分開存放的。但是，這樣做的時候總存在使用錯誤的數(shù)據(jù)調(diào)用正確的程序模塊，或使用正確的數(shù)據(jù)調(diào)用錯誤的程序模塊的危險。使數(shù)據(jù)和操作保持一致，是程序員一個沉重負(fù)擔(dān)，在多人分工合作開發(fā)一個大型軟件系統(tǒng)的過程中，如果負(fù)責(zé)設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的人中途改變了某個數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)而又沒有及時通知所有人員，則會發(fā)生許多不該發(fā)生的錯誤。面向?qū)ο蟮能浖夹g(shù)為開發(fā)者提供了隨著對某個應(yīng)用系統(tǒng)的認(rèn)識逐步深入和具體化的過程，隨著認(rèn)識深入和具體化再逐步派生出更具體的派生類。這樣的開發(fā)過程符合人們認(rèn)識客觀世界，解決復(fù)雜問題時逐步深化漸進過程。

（2）穩(wěn)定性好。傳統(tǒng)的軟件開發(fā)方法以算法為核心，開發(fā)過程基于功能分析和功能分解。用傳統(tǒng)方法所建立起來的軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊密依賴于系統(tǒng)所要完成的功能，用傳統(tǒng)的面向過程方法來實現(xiàn)模塊化技術(shù)時，一個很大的障礙是無法實現(xiàn)同一模塊的多次同時運行，例如，假設(shè)一個完成銀行日常業(yè)務(wù)的系統(tǒng)，其中一個小模塊專門用來實現(xiàn)隊列的功能，包括一些與隊列有關(guān)的基本操作，如插入一個事物、刪除一個事物、檢測隊列是否已滿等。由于隊列是一種常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在系統(tǒng)中可能會有多處同時使用，如未劃轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)隊列，未確認(rèn)業(yè)務(wù)隊列等。這些隊列雖然有相同的操作，遵循相同的規(guī)則，但卻是相互獨立的。這樣的要求用面向?qū)ο筮^程方法實現(xiàn)的模塊是無法滿足的。相反，用面向?qū)ο蠹夹g(shù)中的類來實現(xiàn)模塊，用類的實例化，對象塊用隊列類來實現(xiàn)，類中包含了隊列的各種操作。以這個隊列為模板可以產(chǎn)生多個隊列對象。每個對象都有相同的方法。但卻可以獨立地同時運行，應(yīng)用于系統(tǒng)的不同場合，從而方便地解決了這個面向過程開發(fā)中頗為棘手的問題。

（3）可重用性。為了能帶來可觀的商業(yè)利益，必須在更廣泛范圍中運用重用機制，而不是僅僅在程序設(shè)計這個層次上進行重用。因此，在OOA、OOD直到OOP中都顯示表示問題域語義，其意義是十分深遠(yuǎn)的。隨著時間的推移，軟件開發(fā)組織既可能重用它在某個問題域內(nèi)的OOA結(jié)果，也可能重用相應(yīng)的OOD和OOP結(jié)果。

（4）維護性好。盡管人們反復(fù)強調(diào)保持文檔與源程序一致的必要性，但是，在實際工作中很難做到交付兩類不同的文檔，并使它們保持彼此完全一致，特別是考慮到進度、預(yù)算、能力和人員等限制因素時，做到兩類文檔完全一致幾乎是不可能的。因此，維護人員最終面對的往往只有源程序本身。以ATM系統(tǒng)為例，說明在程序內(nèi)部表達(dá)問題域語義對維護工作的意義。假設(shè)在維護該系統(tǒng)時沒有合適的文檔資料可供參閱，于是維護人員人工瀏覽程序或使用軟件工具掃描程序，記下或打印出程序顯示陳述問題域語義，維護人員看到“ATM”、“賬戶”、“現(xiàn)金兌換卡”等，這對維護人員理解所要維護的軟件有很大幫助。

因此，在選擇編程語言時，應(yīng)該考慮的首要因素，是在供選擇的語言中哪個語言能最好地表達(dá)問題域語義。一般來說，應(yīng)該盡量選用面向?qū)ο笳Z言來實現(xiàn)面向?qū)ο蠓治?、設(shè)計的結(jié)果。

3 結(jié)束語

面對對象程序設(shè)計方法的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用是計算機軟件技術(shù)發(fā)展中的一次重大變革和飛躍。相對于之前的程序設(shè)計方法，面向?qū)ο蠹夹g(shù)能夠更好地適應(yīng)當(dāng)今軟件開發(fā)在規(guī)模、復(fù)雜性、可靠性、質(zhì)量、效率上的種種需求，因而被越來越多地推廣和使用，其方法本身也在諸多實踐的檢驗和磨煉中日趨成熟、標(biāo)準(zhǔn)化和體系化。相信利用其優(yōu)勢，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法會逐漸成為公認(rèn)的主流程序設(shè)計方法。

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作者簡介：柳勁華（1977.09-），湖南湘潭人，湘大本科畢業(yè)，電子計算機工程師，研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)、計算機信息化管理、實時計算機應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)性能分析與協(xié)議設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)管理與安全、程序設(shè)計基礎(chǔ)、工程實施。

作者單位：湘潭電機力源模具有限公司，湖南湘潭 411100