結構化與面向對象分析方法之間關系的研究

摘 要:通過對具體實例的剖析,揭示DFD與UML之間的對應關系,從而提出結構化軟件分析方法與面向對象軟件分析方法存在的對應關系,在軟件需求分析方法上實現了二者的相互轉換,這種對應與轉換關系對現有結構化軟件的維護及再工程具有指導意義。

關鍵詞:結構化開發方法;面向對象開發方法;UML;DFD;E-R圖

中圖分類號:TP311.5文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2009)20-137-03

Research of Corresponding Relation between Structured Analysis and Object-oriented Analysis

BAI Guimei

(Luoyang Institute of Science and Technology,Luoyang,471023,China)

Abstract:With studying of an example,the relation between DFD and UML diagram is discovered.So the corresponding relation between structured analysis and object-oriented analysis is raised.The analysis transforming from one to another is realized.This relation has directing signification of structured software′s maintenance or reengineering.

Keywords:structured development method;object-oriented development method;UML;DFD;E-R diagram

0 引 言

對傳統的結構化軟件開發方法,在需求分析階段要對系統中數據的加工過程(即從開始的數據輸入到最終系統輸出數據的加工處理過程)用數據流圖(DFD)加以描述,對系統所涉及的永久性數據的存儲與組織用實體關系(E-R)圖來描述。進入軟件設計階段后,DFD將轉換為系統結構(SC)圖,E-R圖則被轉換為數據庫中的表[1]。

面向對象的分析方法,需求分析階段首先要給出UML圖中的用例圖與類圖[2]。用例圖是由系統之外的執行者(稱為主角或角色)與執行者感受到的一系列動作(稱為用例)所構成,用例圖包括主角、用例以及主角與用例之間的聯系[3]。類圖則要從問題域的研究、描述中抽象提取。在初步的用例圖與類圖的基礎上可根據需要分析給出UML的其他圖,比如狀態圖、順序圖、活動圖、協作圖等[4]。進入設計階段后需進一步規劃、設計類的屬性與方法,給出方法體的實現流程。

1 結構化分析方法與面向對象分析方法的對應關系

以實例說明系統結構化分析方法與面向對象分析方法的對應關系。在超市型書店中,顧客可以從書架上自由選書,然后到收款臺付款和打印單據。為方便顧客,書店還向顧客提供查詢服務,可以依據顧客提供的信息,如書號、書名、作者或出版社,查詢書店中有無相應的圖書。書店管理人員日常需要詳細記錄進書與售書情況,需要經常查詢庫存書和銷售情況,還要統計銷售量、銷售利潤最大的圖書(比如10種)信息,為書店進書提供依據[5]。書店只設一個收款臺,用一臺微機即可實現經營管理。

從系統功能的角度分析,該系統應包括以下四個部分。

(1) 進書登記。登記本店購進圖書的書名、書號、作者、出版社、進價、定價、庫存數等信息;

(2) 售書登記。登記售書日期、書號、售出數量、單據號、開單人等消息,打印銷售單據;

(3) 查詢統計與報表。隨時顯示和打印給定時間段內的售書情況,并結算銷售金額與利潤;統計銷售量、銷售利潤最大的10種圖書;隨時顯示和打印庫存書清單;

(4) 購書查詢。可查詢有無某書號、書名、作者、出版社的書。

1.1 系統E-R圖

系統所包含的實體有庫存書、單據,二者之間具有售書關系,所對應的E-R圖如圖1所示。

圖1 系統E-R圖

1.2 系統的DFD

DFD是自頂向下逐步細化的層次圖,其中包含四種元素,即用矩形框表示的起點與終點;有向線表示的數據流;圓角框表示的加工;以及雙橫線表示的文件。該系統所對應的DFD如圖2~圖5所示[2,4]。

圖2 頂層DFD

圖3 一層DFD

圖4 二層DFD

圖5 三層DFD

數據字典的內容如下:

(1) 文件條目

庫存表=0{入庫書目+進書日期+庫存數+封面+備注}m

售書表=0{書號+單據號+數量}m

單據表=0{單據號+開單日期+開單人+購書單位+總金額}m

(2) 數據流條目

書目=書號+書名+作者+出版社

入庫書目=書目+進價+定價

售書輸入=1{書號+數量}m

購書單=單據號+1{書名+定價+數量}m+總金額+付款金額+找零+開單日期

查詢選擇=[客戶查詢輸入|管理員查詢選擇]

客戶查詢輸入=[書號|書名|作者|出版社|書名+作者|書名+出版社|作者+出版社]

客戶查詢結果=書目+庫存數+封面

起止日期=起始日期+終止日期

管理員查詢選擇=[銷售額選擇|銷售量最大選擇|銷售利潤最大選擇]+ 起止日期

管理員查詢結果=銷售額查詢結果+銷售量最大查詢結果+銷售利潤最大查詢結果

報表選擇=庫存清單選擇+售書選擇+單據選擇

報表輸出結果=庫存清單+售書報表+單據報表

庫存清單=1{序號+入庫書目+進書日期+庫存數}m+書種數+總數量+總金額+報表生成日期

售書報表=1{書號+書名+1{單據號+數量+開單日期+開單人+購書單位}n+售出數}m+銷售書種數+總金額+利潤總計+起止日期

單據報表=1{單據號+開單日期+開單人+購書單位+1{書號+書名+數量+定價}n+合計金額}m+銷售書種數+總金額+利潤總計+起止日期

客戶查詢輸入|=[書號|書名|作者|出版社|書名+作者|書名+出版社|作者+出版社]

管理員查詢選擇=[銷售額選擇|銷售量最大選擇|銷售利潤最大選擇]+起止日期

銷售額查詢結果=0{書目+銷售數量+銷售金額}m+起止日期

銷售量最大查詢結果=0{書目+銷售數量}10+起止日期

銷售利潤最大查詢結果=0{書目+銷售利潤}10+起止日期

(3) 加工條目

基于數據流圖中所標加工的清晰性,加工條目不再列出。

1.3 系統用例圖與DFD的對應關系

DFD與UML的用例圖有直接的對應關系,即DFD中的起點、終點就是用例圖中的主角,DFD中的加工是用例圖中的用例,下層對上層加工的細化對應用例圖中用例的包含關系(《include》)[6],該系統的用例圖如圖6所示。

圖6 用例圖

DFD中判斷加工對應用例圖中的擴展關系(《extend》),如圖7所示的部分DFD,其對應的部分用例圖如圖8所示[7]。

圖7 部分DFD

圖8 部分用例圖

1.4 系統類圖

從系統的DFD,E-R圖及對問題域的描述,使用名詞、動詞分析法先找出候選類及其屬性與操作[8],再通過CRC(Class Responsibility Collaborator)分析與RUP(Rational Unified Process)構造型進一步確定類(及其屬性與操作)[9],可提取出如圖9所示的系統類圖。由圖9可知,類圖與DFD,E-R圖也緊密相關。

圖9 系統類圖

2 結 語

以上通過具體實例說明了DFD,E-R圖與UML的用例圖、類圖的對應關系,亦即傳統的結構化分析方法與面向對象分析方法之間的對應關系。需要強調的是不管是傳統的結構化軟件開發方法,還是面向對象的軟件開發方法,各階段都是循環往復的迭代過程[10],需求分析階段也不例外,它也是一個不斷修正、完善的過程。

參考文獻

[1]孫家廣,劉強.軟件工程理論、方法與實踐[M].北京:高等教育出版社,2005.

[2]齊治昌,譚慶平,寧洪.軟件工程[M].2版.北京:高等教育出版社,2004.

[3]國剛.UML與Rational Rose 2003軟件工程統一建模原理與實踐教程[M].北京:電子工業出版社,2007.

[4]Bernd Oestereich.軟件開發方式——UML 面向對象分析與設計[M].2版.姜南,譯.北京:電子工業出版社,2004.

[5]高春玲,張文學,白桂梅.數據庫原理及應用Visual FoxPro[M].2版.北京:電子工業出版社,2005.

[6]王強,張曉鵬.用UML活動圖集成用例的研究[J].計算機工程,2004,30(3):80-81.

[7]鄧安遠,王道乾,文俊浩.基于UML的期貨公司管理平臺的分析與建模[J].計算機工程與設計,2008,29(1):259-261.

[8]Leon Starr.How to Build Articulate Class Models[EB/OL].http://www.modelint.com/,August 6,2008.

[9]Andrew Watson.UMLsR vs.DSLs:A False Dichotomy[EB/OL].http://www.omg.org/docs/omg/08-09-03.pdf,2008.

[10]Roger S Pressman.軟件工程:實踐者之路[M].5版.北京:清華大學出版社,2005.