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软件设计模式;提纲;1.1软件工程简介;软件工程关注或解决的软件产品开发问题;软件生命周期;最早被提出的软件开发周期模型为瀑布模型（WaterfallModel）。在很多文献资料中，一般会将瀑布模型的提出者标注为美国计算机科学家WinstonW.Royce。;图1.1瀑布模型;图1.1中，从软件计划开始至软件维护阶段，自上而下形成一个完整的软件开发周期。;初步需求;图1.2中，原型模型的软件开发阶段含：初步需求，原型设计，编码实现，原型测试，原型评估和软件交付。值得注意的是，由于软件需求不稳定，原型评估阶段需要决定是进行下一周期的原型优化，还是将软件交付给客户。如果需要进行下一周期的原型优化，软件开发人员会在原型评估的基础上，继续进行原型设计、编码实现等；直到最终形成可交付的软件产品。;原型模型能够很好地解决软件需求不稳定或不明确的开发问题，但由于原型开发的成本不易控制，也会产生开发成本超支、需求分析不充分等问题。此外，在实践中，人们将原型模型分成快速原型（RapidPrototyping）、增量原型（IncrementalPrototyping）、迭代原型（EvolutionaryPrototyping）和螺旋模型（SpiralModel）等。;软件开发周期模型指出了每个开发阶段的活动或任务，但没有明确地指出如何具体实施软件开发计划，包括实施步骤、成果规范、工具或环境、实现技术等。因此，软件技术人员或学习者通过软件开发周期模型，仅仅形成了软件开发周期的概念模型；他们仍然需要进一步学习更多软件开发的实践方法或技术。;软件开发方法;结构化方法于上世纪70年代被提出，分为结构化分析（StructuredAnalysis，SA）方法和结构化设计（StructuredDesign，SD）方法。

结构化分析采用自顶向下（TopDown）的方法，以数据流（DataFlows）的方式构建软件逻辑视图，将软件功能定义为数据流中的处理过程。

结构化设计依据低耦合（LowCoupling）、高内聚（HignCohesion）原则，使用结构图（StructureChart，SC）、数据字典（DataDictionary）等对软件模块结构及模块接口进行设计。;;数据流图一般包括系统功能（加工/处理，用圆角矩形符号表达）、外部实体（用直角矩形表达）、数据存储（用开口矩形或??行线表达）和数据流向（用带箭头直线表达）。图1.3所示的数据流图中，客户向COS（CafeteriaOderingSystem，订餐系统）系统中输入订单信息，COS系统生成订单并存储，COS系统向配餐员发送配送指令。;结构图以“自顶向下”的视角对系统进行可视化建模。图1.4表达了COS系统中，“下订单”、“生成订单”、“确认订单”、“支付订单”等模块之间的逻辑关系结构图。图1.4中，“下订单”模块调用“生成订单模块”，并将“订单”数据发送至“确认订单”模块，最后调用“支付订单”模块获取支付结果。;模块;由于没有明确软件或程序设计的优化规范，也没有定义软件需求分析和设计文档标准；当软件系统规模或复杂度达到一定程度后，使用结构化方法进行软件开发会变得越来越困难。而面向对象提出了一种以对象为中心的软件系统分析、设计与实现的软件开发方法，能够在应对较大规模或复杂度的软件系统构建问题上起到很好的作用。

;软件开发方法;1.2理解面向对象;面向对象特征;封装是信息隐藏的一种形式。如果某个类将域或方法定义为私有（Private），则能够避免外部程序的干扰或错误访问。封装也能让程序员将业务相关性较强的数据或行为定义在一个类中，形成内聚度较强的代码单元，为软件解耦或复用提供便利。;继承是面向对象重要特征之一，允许类以层次结构实现代码定义和复用。同时，它也是物理世界中对象间关系的一种形式，能够使软件开发人员很容易地将目标领域的业务模型映射为技术模型。在继承关系中，被继承的类为父类，继承类为子类；子类可以继承父类的属性、行为和关系。;多态允许将父类型对象的引用指向不同的子类型对象，从而使得父类型对象依据指向的子对象实例，执行不同的行为。多态也是一种抽象编程形式，可以向客户端屏蔽子类型对象的差异，统一客户端对多态对象行为调用的形式，以达到客户端程序灵活适应需求变化的目的。;使用面向对象; 面向对象分析方法有很多，如：

1）行为分析（BehaviorAnalysis）。主要通过分析系统功能和动态行为，抽取目标类或对象；

2）领域分析（DomainAnalysis）。通过咨询领域专家，抽取重要的领域类或对象以及它们之间的关联；

3）用例分析（Use-CaseAnalysis）。以用例为中心，通过情景建模，抽取软件系统的类或对象。;当前，面向对象软件开发方法主要使