软件开发（三）——设计与建模
一、软件设计的作用？
需求分析描述了软件应该“做什么”，设计是规划出“怎么做”的蓝图。设计是需求的直接体现，也是软件实现的直接依据。软件设计的越好，开发实现就越容易，后期维护的成本也就越低。
二、软件设计是什么？
软件设计包含三方面内容：软件结构设计，数据库设计，程序处理过程设计。
数据库设计就是建立数据库表的过程，一般来说，首先从需求分析描述中找到所有的名词，分析其是否可以作为一张表，然后再去考虑应该为这张表添加哪些属性。
程序处理过程设计就是在软件结构设计完成之后，进行更详细的内部完成过程的设计。比如软件结构设计中说了一个“去上学”，程序处理过程需要将其细化成走哪条路，在第几个十字路口转弯这样的详细过程。
软件结构设计是软件设计中最重要的内容，由于目前大部分程序语言都是面向对象设计的，所以为了提高开发效率，软件结构的设计最好也采取面向对象的思路来设计，这时软件结构设计就成了建立模型的过程。
三、如何进行面向对象的建模？
建模的最终目的是要实现三个内容：1、分析出需要建立哪些类；2、分析出各类所需要的属性；3、分析出各类所需要的方法。
这三个内容的分析很难从思维中靠想象来捋清楚，可以尝试首先建立用例图的方式。
（一）建立用例图
所谓的用例图就是用图形的方式来表示用户和系统的交互。下图是一个点菜系统的用例图，矩形框外的小人是操作者，矩形框内的椭圆是用例，这里的箭头可以理解为一种关联。
为了建立用例图，首先要分析系统有哪些类型的操作者，又称系统有哪些执行者或者角色；其次要分析每个操作者对应的用例。
用例指的是操作者和系统进行交互的某些动作的步骤集合。
用例图的关键是完整的统计用例，一是可以通过分析操作者的业务处理过程来确定用例，二也可以从系统的业务描述中获得用例。
这里需要注意，用例是和功能完全不同的概念，它是操作者和系统发生在系统边界的动作序列，是操作者使用系统的过程。
用例只是对动作的一种简要描述，在建立完用例图之后还需要用详细的语言来描述每一个用例，描述的方面包括：用例名称、操作者、简要说明、前置条件、后置条件、基本事件流和异常事件流（即用伪代码的形式描述过程）。其中前置条件指的是执行用例之前必须存在的系统状态，后置条件指的是执行用例后系统可能处于的一组状态。
（二）确定系统的类和对象
每一个类都对应一个相应的表格，如图所示：
第一栏代表类名，第二栏代表类的属性，第三栏代表类的方法。可以用+号、-号、#号来分别表示公有、私有和受保护的。
（1）确定类名
从用例模型中挑选出下面五类：1、可感知的物理实体；2、人；3、应记录的事件；4、两个或多个对象的相互作用；5、需要说明的概念
而后从这五类内容中合并相同或相似的，剔除与系统无关的，找出可作为属性而不必作为类的。
（2）确定类的属性
类的属性是附属于类的各方面的数据特征，确定类的名称后，分析数据特征，进而确定属性。
在这里要注意：不要把对象当作属性，不要把限定当作属性，不要把内部状态当作属性，不要过于细化，不要出现不一致的属性定义。
再定义完类的名称和属性后，就可以进一步的确定各类之间的关系，主要是确定好哪些类之间是泛化关系，即一个类基于另一个类的情况。
（3）确定类的行为
为了更好的分析类的行为，可以先建立类的顺序图，即一个行为的完成分别需要哪些类在哪些时候做出哪些动作。行为图例如图所示：
这样就能清楚的看到各个类所需实现的行为是什么，也就能清楚地得到各类所对应的方法。
这里记录一个自己有一天突然开始想不明白的问题，其归根到底还是对软件的开发过程不熟悉，下面将其记录。
如果现在有读者和书籍两个类，那么借书这个方法是应该写在读者类里还是写在书籍类里？同时还能实现查找读者借阅过哪些书籍，以及书籍被哪些读者借阅过？
类只是提供了一个相应的数据模型，用类可以声明出对象，而对象是有其自身生命周期的，在使用对象的过程中，不能指望对象一直存在着，这一来会消耗很多内存，二来也基本不现实。
关于书籍或者读者的信息都应存储于数据库表中，通过软件与数据库频繁的交互来存取数据信息。
在数据库表中可以将所想到的所有属性都加入其中，而在类的属性中，只需要按需建立属性列表即可。
如在本例中，我们可以在数据库中设置一个读者库表，将读者的属性设置为姓名、读者ID、身份证号、电话号码、年龄、性别等。
设置一个书籍库表，所含属性有书名、作者、编号、出版社、价格、是否在馆等。
同时再设置一个借还库表，所含属性为时间、读者ID、书籍编号、借阅/归还。
这样在代码中建立读者类时，就可以创建一个借书方法，方法的形参为书籍类型，在该方法的实现中实现与借还库表的交互。
同样，通过借还库表的查询，就能实现我们提到的查找读者借阅过哪些书籍，以及书籍被哪些读者借阅过。
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