基于UML柔性开发模型之Java设计

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基于UML柔性开发模型之Java设计

转载自赛迪网
作者：李鲁群

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、继承、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，详细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，有两个特别重要的选项是：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，继承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结合可以消除在过去数十种面向对象的建模语言存在一些潜在的不必要的差异，以免用户混淆； UML对软件结构的表达与分析起着十分重要的作用，目前UML已经在软件开发领域占据了非常重要的地位。另外，通过UML统一建模语义和符号表示，能够统一和稳定我国的面向对象技术市场，使项目根植于一个成熟的标准建模语言，从而可以大大拓宽所研制与开发的软件系统的适用范围，并提高其软件系统灵活程度。采用Rational Rose UML柔性开发模型Java开发环境的建立与软件设计是一种高效快捷的软件开发方法

延伸阅读

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