面向?qū)ο蟾Y(jié)構(gòu)化的區(qū)別與分析
按我的理解，所謂的面向?qū)ο缶褪蔷褪窃诔绦蛟O(shè)計(jì)中按類來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。舉個(gè)例子，要發(fā)廣告郵件，廣告郵件列表存在數(shù)據(jù)庫(kù)里面。倘若用C來寫的話，一般會(huì)這樣思考，先把郵件內(nèi)容讀入，然后連接數(shù)據(jù)庫(kù)，循環(huán)取郵件地址，調(diào)用本機(jī)的qmail的sendmail命令發(fā)送。
然后考慮用Java來實(shí)現(xiàn)，既然是OOP，就不能什么代碼都塞到main過程里面，于是就設(shè)計(jì)了三個(gè)類：
一個(gè)類是負(fù)責(zé)讀取數(shù)據(jù)庫(kù)，取郵件地址，調(diào)用qmail的sendmail命令發(fā)送；
一個(gè)類是讀郵件內(nèi)容，MIME編碼成HTML格式的，再加上郵件頭；
一個(gè)主類負(fù)責(zé)從命令讀參數(shù)，處理命令行參數(shù)，調(diào)用發(fā)email的類。
仔細(xì)的分析一下，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣的設(shè)計(jì)完全是從程序員實(shí)現(xiàn)程序功能的角度來設(shè)計(jì)的，或者說，設(shè)計(jì)類的時(shí)候，是自低向上的，從機(jī)器的角度到現(xiàn)實(shí)世界的角度來分析問題的。因此在設(shè)計(jì)的時(shí)候，就已經(jīng)把程序編程實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)都考慮進(jìn)去了，企圖從底層實(shí)現(xiàn)程序這樣的出發(fā)點(diǎn)來達(dá)到滿足現(xiàn)實(shí)世界的軟件需求的目標(biāo)。類與類之間是通過發(fā)送和接收消息相聯(lián)系的，接收消息的對(duì)象通過調(diào)用類的方法來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的操作。訪問限制符Private、protected和public將類分成三個(gè)部分：私有部分、保護(hù)部分和公有部分。使數(shù)據(jù)具有不同的隱蔽程度。類定義可包含一組構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)，構(gòu)造函數(shù)保證了在聲明類的對(duì)象時(shí)對(duì)其自動(dòng)初始化，而析構(gòu)函數(shù)則保證對(duì)類的對(duì)象正常地清除。從已有的類還可以派生瓣的類，前者稱為基類，后者稱為派生類，OO方法中繼承的原則在這里得以體現(xiàn)。能夠突破類的私有部分，禁止其它函數(shù)直接訪問限制的友員機(jī)制，以及由運(yùn)算符重載、函數(shù)名重載和虛函數(shù)構(gòu)成的多形性，使程序員能以更自然、方便的表達(dá)方式實(shí)現(xiàn)對(duì)象的操作。
當(dāng)然萬(wàn)事萬(wàn)物皆為對(duì)象，而對(duì)象又是類的實(shí)例，因此在面向?qū)ο蟮木幊讨?，就如上面的例子，我們可以在分析三個(gè)大類的前提下，定義這些類的對(duì)象。大家都知道任何對(duì)象都會(huì)有
屬性，方法，過程，函數(shù)，事件等，且類與類之間又可以繼承，子類繼承父類，子類間有多態(tài)性。類也可以先進(jìn)行封裝，再使用。這些都是面向的特性，當(dāng)然它還有一個(gè)代碼可重復(fù)使用的特性。也是因?yàn)槿绱耍诔绦蛟O(shè)計(jì)中如果采用面向?qū)ο蟮木幊谭绞娇梢愿玫囊匀祟惖恼Ｋ季S進(jìn)行分析。至于具體的分析，到后面將用俄羅斯方塊來分析。相比之下，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)則采用另外一種編程方式，它是采用按模塊功能進(jìn)行系統(tǒng)分析的，下面附出結(jié)構(gòu)化方法的大概流程圖。圖略
結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的主要思想是功能分解并逐步求精，當(dāng)一些任務(wù)十分復(fù)雜以至無法描述時(shí)，可以將它拆分為一系列較小的功能部件，直到這些自完備的子任務(wù)小到易于理解的程度。例如，計(jì)算一個(gè)公司中每一個(gè)職員的平均工資是一項(xiàng)較為復(fù)雜的任務(wù)。可以將其拆分為以下的子任務(wù)
（1） 找出一個(gè)人的收入
（2） 計(jì)算總共有多少職員
（3） 計(jì)算工資總額
（4） 用職員人數(shù)去除工資總額
而計(jì)算工資總額本身又可以分為一系列子任務(wù)：
（1） 找出每個(gè)職員的檔案
（2） 讀出工資數(shù)額
（3） 把工資加到部分和上
（4） 讀出下個(gè)職員的檔案
類似地，讀出每個(gè)職員檔案的記錄又可以分解為一系列子任務(wù)
（1） 打開職員的檔案
（2） 找出正確記錄
（3） 從磁盤讀取數(shù)據(jù)
具體看來結(jié)構(gòu)化程序具有以下幾個(gè)特征：自頂向下，逐步細(xì)化，模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)化編碼
從軟件工程發(fā)展的歷史來看，早期的軟件開發(fā)量小，結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)在成功地為處理復(fù)雜問題提供了有力的手段。然而到80年代末，它的一些缺點(diǎn)越來越大。比如當(dāng)數(shù)據(jù)量增大時(shí)，數(shù)據(jù)與處理這些數(shù)據(jù)的方法之間的分離使程序變得越來越難以理解。對(duì)數(shù)據(jù)處理能力的需求越強(qiáng)，這種分離所造成的負(fù)面影響越顯著。并且對(duì)于每一種老問題的新方法都要帶來額外的開銷，與可重用性相比，這種編程思想顯得落后許多。面向?qū)ο缶褪窃谶@種情況產(chǎn)生了，相信在未來十年內(nèi)，面向?qū)ο筮€將繼續(xù)發(fā)展。
介紹完了兩者大致的定義后，接下來用俄羅斯方塊來分析一下兩種編程思想具體的不同
對(duì)于結(jié)構(gòu)化程序的方法，在這里用腳本語(yǔ)言javascript來描述，而面向?qū)ο髣t采用如日中天的java來分析。
首先按結(jié)構(gòu)化編程方式來完成俄羅斯方塊的話，我們會(huì)對(duì)問題按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模塊化的分解，本程序?qū)⒂靡韵聨讉€(gè)模塊來完成：
（1） 開始游戲（function beginGame()）
（2） 俄羅斯方向鍵的控制（function keyControl()）
（3） 塊的消除（function decline()）
（4） 面板的移動(dòng)（function moveBar()）
（5） 暫停游戲（function pauseGame()）
（6） 游戲重新開始（function replayGame()）
（7） 方塊的顯示（function randBar()）
在分解這幾個(gè)模塊后，就已經(jīng)大致完成了對(duì)程序的整體分析了。這是對(duì)程序中問題的描述，接下來則是具體的算法分析，也是結(jié)構(gòu)化當(dāng)中的解決問題了。要解決本程序中最主要的一個(gè)算法一一方塊的顯示算法，在本程序中采用四維數(shù)組的方式來表達(dá)方塊，比如：
1,0,0,0
1,0,0,0
1,0,0,0
1,1,1,1
這樣則表示方塊中的L形狀態(tài)，其他則不在一一列出。其他算法的則略過。還是把重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到面向?qū)ο笾衼怼?div style="height:15px;">
在面向?qū)ο笾惺滓鉀Q的是本程序中要分為幾大類來完成最基本的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這個(gè)俄羅斯方塊放在網(wǎng)頁(yè)中，也就是采用applet小程序的形式，但由于java跨平臺(tái)性，它可以在windows,linux,unix等操作系統(tǒng)中使用。本程序大致分為三個(gè)大類：Tetrisapplet,Brick3D,Board。下面是TerisApplet的UML圖：
TerisApplet
Init()
Initcomponent()
Minewgameactionperformed()
Miendgameactionperformed()
（1） init()：初始化applet
（2） initcomponent()：初始化窗口以及窗口中的組件
（3） minewGameActionPerformed()：當(dāng)選擇菜單或者工具欄上的“開始游戲”命令后，開始新游戲。
（4） miEndGameActionPerformed()：當(dāng)選擇或者工具欄上上的“結(jié)束游戲”命令后，結(jié)束游戲。
2．Brick3D，以下是UML圖
略，看word
從圖中可以看出,Brick3D定義主要有reset(),getShapeIno(),getAngle(),getShape(),rotate()和paint()方法。其中g(shù)etshapeInfo(),getAngle(),getShape()用于獲取磚塊的形狀信息，矩陣、角度和形狀值。Totate()方法用于旋轉(zhuǎn)磚塊，paint()方法用于在指定的地點(diǎn)給制磚塊
3．Board
Board類實(shí)現(xiàn)俄羅斯方塊的主要大部分功能，下面是它的UML圖
略
從建模圖中可以看出:Board實(shí)現(xiàn)的方法有drop()、move()、reset()、newGame()、endGame()、run()、paint()、createNewBrick()、checkRow()、processKeyEvent()、processMouseEvent()、processMouseWheelEvent()等方法，這些方法的功能定義如下。
（1） drop()：磚塊的下落函數(shù)。
（2） move()：移動(dòng)磚塊，1表示向右移動(dòng)，-1表示向左移動(dòng)
（3） reset()：初始化board_info數(shù)組
（4） newGame()：開始執(zhí)行線程（游戲）
（5） endgame()：停止執(zhí)行線程（游戲）
（6） run()：線程運(yùn)行的函數(shù)
（7） paint()：繪制背景，邊界和磚塊
（8） createNewBrick()：創(chuàng)建下一個(gè)新的磚塊形狀、角度和顏色，角度、形狀和顏色隨機(jī)產(chǎn)生
（9） checkrow()：檢查是否可以消行，并計(jì)算分?jǐn)?shù)
（10） processKeyEvent()：處理鍵盤事件，控制磚塊的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)
（11） processMouseEvent()：處理鼠標(biāo)事件，控制旋轉(zhuǎn)和左右移動(dòng)
（12） processMouseWheelEvent()：處理鼠標(biāo)滾輪事件，當(dāng)向下滾動(dòng)時(shí)，控制塊向下移動(dòng)
分析完后，本程序用了三個(gè)主要的類：Brick3D對(duì)象、Board對(duì)象和TerisApplet對(duì)象，分別對(duì)應(yīng)Brick3D.java,Board.java和TetrisApplet.java三個(gè)文件，在實(shí)例中還包括了一個(gè)Html文件。
雖然用面向?qū)ο髮懙拇a更多，看似面向?qū)ο蟾鼮槁闊珜?shí)際上面向?qū)ο蟾芙鉀Q現(xiàn)在的軟件工程問題，而結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的方法只對(duì)小型的軟件設(shè)計(jì)適合。未來十年內(nèi)面向?qū)ο筮€是軟件開發(fā)的主流。
posted on 2005-11-05 13:06
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軟件工程概論
