面向对象ｕｍｌ技术在软件设计中的应用

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1、面向对象ＵＭＬ技术在软件设计中的应用：孙亮　张永强　乔世权　赵金宝　　摘要：统一建模语言UML是面向对象软件设计的新技术。在介绍UML的基础上，用UML分析设计了俄罗斯方块。根据本游戏特点，侧重选用了用例图、顺序图、类图、状态图进行分析设计，最后总结了UML技术的优越性。?　　关键词：面向对象技术；UML；软件工程；俄罗斯方块?　　　　1引言?　　　　在20世纪60年代中期开始爆发的软件危机，使人们认识到大中型软件系统与小型软件有着本质的区别：大型软件系统的开发周期长、费用高、软件质量难以保证、开发生产率低，为了摆脱软件危机提出了软件工程的

2、概念。软件工程的目的就是要在规定的时间、开发费用内开发出满足用户需求的高质量的软件系统，高质量不仅是指错误率低，还包括好用、易用、可移植、易维护等要求。软件开发有复杂性和困难性，软件设计人员既要为自己建立设计与实践的准则，又要利用这些准则构造符合要求的软件系统，因此所面临的困难比其他涉及领域更多。?　　　　2面向对象技术及统一建模语言UML?　　　　为了减少软件复杂性对软件开发过程的影响，我们只能采用控制复杂性的方法，这些方法包括分解、抽象、模块化、信息隐蔽等。而面向对象技术充分体现了上述思想，可以有效的提高软件生产率，缩短软件开发时间、提

3、高软件质量、是控制软件复杂性的有效途径。面向对象方法的基本思想是：对问题领域进行自然分割，以更接近人类思维的方式建立问题域模型，从而使设计出的软件尽可能直接描述现实世界，具有更好的可维护性，能适应用户需求的变化。?　　统一建模语言(UML：UnifiedModelingLanguage)是面向对象(Object-Oriented)技术领域内占主导地位的标准建模语言。UML是一种基于面向对象的可视化建模语言，它提供了用图形符号表示的模型元素，它可消除一些潜在的不必要的差异，还可通过统一语义和符号表示，使项目根植于一个成熟的标准建模语言，从而可

4、以拓宽所研制与开发的软件系统的适用范围，并提高其灵活程度。?　　UML定义了下列5类、共10种模型图，主要内容如下：第一类用例图，它从用户的角度描述系统的功能，并指出各功能的操。用例图有助于系统开发者与用户之间进行交流，以获取用户需求。第二类静态图，包括类图、对象图和包图。其中类图用于定义系统中的类，包括描述类之间的联系以及类的内部结构，即类的属性和操作；对象图显示类的对象实例，一个对象图是类图的一个实例；包图由包或类组成，主要表示包与包、或包与类之间的关系，用于描述系统的分层结构。第三类行为图，描述系统的动态模型和组成对象间的交互关系。一

5、种是状态图，它描述一类对象的所有可能的状态以及事件发生时状态的转移条件；另一种是活动图，它描述为满足用例要求所要进行的活动以及活动间的约束关系。第四类交互图，描述对象间的交互关系。一种称之为顺序图，用以显示对象之间的动态合作关系；另一种是合作图，它着重描述对象间的协作关系。第五类实现图，包括构件图和配置图。构件图描述代码部件的物理结构以及各部件之间的依赖关系；配置图定义系统中软硬件的物理体系结构。这些图为系统的分析、开发提供了多种图形表示，它们的有机结合就有可能分析与构造一个一致的系统。?　　　　3基于面向对象技术UML开发俄罗斯方块?　　

6、　　3.1系统描述与规划并建立用例图?　　俄罗斯方块的功能需求是，提供一个界面显示当前生成的方块状态、下落及下一个方块，接收用户输入以控制下落和旋转，调整到最佳位置，当下落终止后判断是否产生满行，如果有满行则消行并设置分数，当分数达到一定要求时给用户增加等级和下降速度，之后产生新方块，重复执行此操作，直到方块无法被消去而阻止新方块的产生。?　　根据系统描述我们可以抽象出9个用例：用户输入系统、图像显示系统、方块动作、新方块生成、消行、方块死亡、分数设置、等级设置、下降速度控制。抽取出两个角色：用户和控制系统。用例图如图1所示。?　　用例图用

7、简单的图形符号表示出系统的活动者，用例以及它们之间的联系，准确的表达了活动者与系统的交互情况和系统所能提供的服务。在实际问题中提取出用例是系统的一个基本任务，把系统的功能需求用用例图清楚、准确的表达出来，在此基础上进行对象模型的分析与设计。在开发过程中要不断的修改和完善用例模型，推动系统的分析与设计不断精化，努力达到系统预定目标。?　　3.2系统静态分析、类图及顺序图?　　系统分析主要是对领域问题及其解决方案的一个分析和设计过程，关键是要准确找出现实世界的对象和类之间的关系，把他们映射成系统中的对象类和类之间的联系，并加以设计和调整，最终用

8、图形表示出来。?　　本系统中主要类有窗口类、图形显示类和方块类。窗口是操作的载体，图形显示是与用户进行交互的媒介，方块类是操作的对象执行具体的动作。窗口类是整个系统的载体，操作显