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基于UML柔性开发模型之Java设计

王朝java/jsp·作者佚名  2008-05-19
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一. 面向对象技术与UML语言

与传统的结构化软件开发技术不同,面向对象技术提出了对象的封装、继续、多态性、对象的覆盖等方法,而传统的程序表示方法(如:框图、NS图等),无法对面向对象这些新的特性加以描述表达。因此,面向对象技术的表达、面向对象技术的方法论也是面形对象技术必不可少的研究内容之一。

面向对象方法论从1986年Booch率先提出后,至今已有50种以上的方法论出现,常见的有Rumbaugh的对象模型技术OMT、Booch以及Yourdon的面向对象分析与设计(OOA/OOD)、Jacobson的面向对象软件工程(OOSE)、(Martin/Odell)的面向对象分析与设计(OOAD)、(Shlaer Mellor)的面向对象系统分析(OOSA)、Brock的责任导向设计RDD等等,各有其特色,但是不同分析设计方法缺乏统一的标准。

为了整合面向对象方法论,1995年由Rumbaugh、Booch、Jacobson三位面向对象大师提出与最重要的、具有划时代统一建模语言(Unify Modeling Language,简称 UML)。1997年后,UML成为现今国际软件工业的标准。事实上,近年来UML在世界范围,已经逐渐成为是面向对象技术领域内占主导地位的标准建模语言。

二. Rational Rose UML柔性开发模型

Rational Rose UML柔性软件开发模型,是指在软件开发过程中,根据需求工程的牵引,首先建立软件系统的顶层模型,并对其进行模拟、分析和调整。然后,将顶层模型自顶向下地进行分解,建立该系统各个子系统的模型,对这些子模型进行模拟、分析和调整。将子模型的模拟结果,逐次代入上层,再对该上层模型进一步进行模拟、分析和调整,如有不适,则进行修改。因此整个建模过程是一个"自顶向下建模,由底向上修改"的反复迭代的过程。简言之,柔性软件开发过程是一个在需求牵引下,自顶向下分层细化地建模,然后按照"T型技术",通过对模型的虚拟执行,由底向上地逐层上移修改,直至各层的模拟结果都满足需求为止。

图 1柔性软件开发模型

代码的生成建立在模型正确性的基础上,同时考虑到对需求修改的灵活性和快速响应能力,实施能够反馈修改的"闭环开发"。即不仅能支持从模型到代码的自动生成,将新的模型转换为代码,还能支持从代码到模型的逆向变换,将原有的代码转化成模型,进行再次分析、修改和调整以及新一轮的开发,从而为增量式开发提供支持。这样不仅能做到分阶段提交产品,也提高了对用户需求变化的响应速度和应变能力,以满足用户不断变化的新的需求。Rational Rose是一个能支持系统建模、系统模拟和系统生成的"闭环式开发"的集成化支持环境。

图 2基于Rational Rose UML开发模型用例图

三. Jbuilder对UML的支持

java作为纯面向对象的计算机语言,自然与UML关系密不可分。目前比较流行的Java集成化的开发系统(IDE),如:Jbuilder7、Visual Café、IBM Visual age,都或多或少地提供了对UML的支持。在此,只讨论Jbuilder集成化开发环境。

图 3 Jbuilder集成开发环境

图 4 Jbuilder自动生成的应用程序UML类图

Jbuilder对虽然提供了对UML的 支持,不过邻人遗憾的是Jbuilder对UML的支持是有限的。截止到Jbuilder8版本,只提供了由程序源代码到UML类图自动生成功能。在某种意义上,该功能确实为开发人员提供了迅速分析现有程序代码的功能。但是,Jbuilder自身并不支持由UML类图到程序代码这一源码产生正向过程(Jbuilder中EJB的开发过程中,只提供了简单的类似UML图到程序源代码的过程)。

我们知道,一个产品的开发与研制,通常是由产品设计工程师绘制出产品图纸,然后,再由产品加工人员,根据图纸加工出产品。在这其中"图纸"是设计的第一步骤,而Jbuilder(至少在Jbuilder8以下版本)并没有提供这一功能。因此,单纯地应用Jbuilder并不能实现UML柔性开发模型。

四. Rational Rose UML柔性开发模型Java开发环境的建立

Rational Rose 是IBM公司出品(最近,Rational 公司已经被IBM公司收购)的面向对象统一建模语言与软件开发集成环境,它提供了Java,C++,Visual Basic,ADA等等诸多软件的软件代码双向生成环境,另外,他还提供了与Jbuilder集成开发环境。该开发环境建立步骤如下:

(1) 首先安装Jbuilder。

读者可以从http://www.borland.com/jbuilder上免费下载Jbuilder8的试用版本。Jbuilder8的安装过程比较简单,一般选择默认安装选项即可,具体过程在这里就不介绍了。

(2) 安装Rational Rose。

Rational Rose可以从http://www.rational.com上下载,并免费试用。Rational Rose在安装过程中,有两个非凡重要的选项是:安装对Java的支持和安装对Jbuilder 链接(Link)支持。Rational Rose在安装过程中会自动搜寻Jbuiler的安装目录并在Jbuilder的安装目录,安装一些必要的链接文件文件。

图 5 Rational Rose中配置Jbuilder

图 6 Jbuilder、Rose开发模型交互选项

(3) Rational Rose与Jbuilder开发环境的配置。

在Rational Rose中配置Jbuilder。在Rational Rose的Tool工具栏上,选择Java/J2EE-PRoject specification-Code Generation,选择IDE为Jbuilder,另外,还可以复选Automatic Synchronization (见图5),可以实现jbuilder代码与Rose UML模型图的同步。至于Jbuilder,无需任何配置,在Tool菜单中,自动增添了Rational Rose Update Model和Rational Rose Show In Model菜单选项,以实现模型与代码的双向同步(见图6)。

五. 使用Rational Rose 与Jbuilder UML柔性开发模型案例

为了抛砖引玉,演示Rational Rose 与Jbuilder UML柔性开发模型案例,笔者举一个最为简单的入门例子。该程序运行时候,根据用户的输入,显示"你好!***!"(其中***,为用户输入的字符串)。

在这个例子中,我们使用一个接口(interface),Hello.java,该接口提供了一个静态最终变量public final static String hi="你好",并提供了一个抽象的方法say(),HelloWrold,继续interface Hello.java,完成接受用户输入,显示"你好!***!"。

首先,我们使用Rational Rose对上述设计思想进行描述,勾画UML类图(见图7)如下:

图7 Rational Rose UML类图设计以及Java代码生成

选择选择Java/J2EEàProject specificationà在Code Generation,默认在在c:\RoseJbuilderLink目录下产生的Java代码框架,并自动打开Jbuilder见图8。

图8 Jbuilder环境下查看Rational Rose生成的Java代码

将上述生成的Hello.java和HelloWorld框架代码(指:代码结构),在Jbuilder环境下填写必要的代码:可以得到Hello.java //Source file: C:\\Hello\\src\\Hello.java

public interface Hello

{

public final static String hi="你好";

/**

* @roseuid 3E9932680328

*/

public void say();

}

HelloWorld的代码为:

//Source file: C:\\Hello\\src\\HelloWorld.java

import java.io.*;

public class HelloWorld implements Hello

{

private String name=null;

/**

* @roseuid 3E9937D302C8

*/

public HelloWorld()

{

System.out.println("请输入您想问候的名字(按回车结束):");

try {

DataInputStream da = new DataInputStream(System.in);

name = new String(da.readLine().getBytes("ISO8859-1"));

}

catch (IOException ex) {}

}

/**

* @roseuid 3E9937BC0008

*/

public static void main(String [] args) {

HelloWorld hh=new HelloWorld();

hh.say();

}

/**

* @roseuid 3E9937D30318

*/

public void say()

{

System.out.println(this.hi+name);

}

}

在Jbuilder环境下修改代码以后,选择ToolsàRational Rose Update Model,可以反向更新在Rational Rose环境下的UML类图。 在上述这个非常小的例子中,我们可以看到软件的开发过程为:设计――代码――设计,设计与代码是双向自动更新的,这种设计方法符合开发人员的思维,对软件的源码维护也十分直观,是一种高效的软件开发方法。

6 结束语

软件开发的技术(或者称艺术)是没有止境的,使用Java与UML结合可

 
 
 
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