面向对象的新型软件开发技术文献综述

刘家俊

摘 要：面向对象的开发技术能够有效的提升网站开发、软件系统开发、移动软件和测试软件的效率。针对面向对象技术在尺度分配、软件测试以及操作多态性上存在的问题，本文提出了面向对象的新型软件开发技术研究。首先开展了异构应用领域的面向对象适应性分析，得出了遥感成像领域、系统测试领域以及专家判决领域对于面向对象技术的操作多态性需求。然后归纳了形式化推理的面向对象方法创新，分析了基于petri网推理、形式化uml以及总体视图MVC的面向对象方法可行性，最后对面向对象方法进行总结和归纳。

关键词：对象；异构；Petri；MVC

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）20-0015-01

面向对象是以有限功能集合认知和表征世界客观事物的重要思想，其区别于面向直线思维的过程认知，能够将客体、功能、特征、状态和过程进行有效分离，改变了人类最开始的按照流程分解问题来解决问题的方式，大幅地降低认知处理的难度。通过面向对象的方式，利用封装、继承、多态、传递等新型函数编写方式，能够设计出结构清晰、可重用性高的大规模软件系统，并且实现组件式和动态性的功能模块和消息机制，从而为程序的扩展性和灵活性提供很好的支撑。国际上现有的开发语言C++、C#、JAVA、python、HTML、Verilog等都已经能够很好的支撑和扩展面向对象的编程，并在面向对象的支持下在网站开发、软件系统开发、移动软件和测试软件取得了良好的应用效果，而目前国内在面向对象的开发语言方面仍是空白。

国内外大型软件开发公司以及科研机构从面向对象的新领域以及新方法等方面开展研究。面向对象的遥感影像信息提取，将图像以及处理过程作为对象，提升信息提取准确性和处理速率，但其最优信息提取尺度分配如何从对象中建立客体仍然是一个难以处理的问题。同时，由于编程语言思路的改变，对软件测试提出了更高的要求，传统的检测手段不足以满足现有的软件开发，因此解决软件测试的问题非常迫切。对于面向对象的专家系统，其专家知识库是由推理模型不断学习形成的，其对操作的封装多态性需要进行进一步的简化。

针对面向对象技术在尺度分配、软件测试以及操作多态性上存在的问题，本文提出了面向对象的新型软件开发技术研究。首先开展了异构应用领域的面向对象适应性分析，得出了遥感成像领域、系统测试领域以及专家判决领域对于面向对象技术的操作多态性需求。然后归纳了形式化推理的面向对象方法创新，分析了基于petri网推理、形式化uml以及总体视图MVC的面向对象方法可行性，最后对面向对象方法进行总结和归纳。

1 异构应用领域的面向对象适应性分析

1.1 遥感成像领域的面向对象适应性分析

齐义娜[1]提出一种面向对象的高分辨率遥感影像信息提取与尺度效应分析，针对IKONOS影像地物信息的提取建立了基于精度的均指方差算法模型，通过理论分析了面向对象监督学习分类法的可行性。通过实验仿真得到，面向对象的影像分析方法在分类精度以及分类效果上都高于基于像元的分类方法，在对高分辨率影像进行信息提取方面具有的优越性。管珍等[2]提出面向对象的遥感影像分类研究，提出了多尺度分割的概念，分析了参数选择的标准，选取德国德绍城的遥感影像为数据源。实验仿真表明，面向对象的分类方法实现分类结果精度达到了85%以上。

1.2 系统测试领域的面向对象适应性分析

在软件测试领域，魏少涵[3]提出了一种面向对象软件测试方法，其构建了一个基于论坛测试系统的测试方案，有效监测出软件运行过程中的局部漏洞。但是由于局域检测效应的存在，无法整体关联全局代码，容易造成漏洞的漏检。齐震[4]设计了一种面向对象软件的自动化测试框架，其针对传统软件测试方案的缺点，确定了一套测试框架的编写规则和实现机制，并实现面向对象的智能自适应测试系统，有效解决了复杂环境下的测试问题。

1.3 专家判决领域的面向对象适应性分析

在专家判决领域，李曙歌[5]提出了基于面向对象知识表示的专家系统，其有效应用于大田作业的小麦自动化生产中，实现预估小麦产量的可信度达到0.837，提升了专家系统的预测精度。汪康康等[6]提出了一种面向对象的调度命令票专家系统，并设计了以城市电力的调度为对象的调度命令票专家系统，构造了规则库和推理模块。该系统已经成功应用在成都电业局调度局配网调度网络中，并获得了良好的应用效果。

2 形式化推理的面向对象方法创新

2.1 基于petri网推理的面向对象方法

在基于petri网络领域，顾妍午等[7]提出了面向对象Petri网技术在系统建模应用，利用对象的封装及继承等特性，设计了描述对象内部的状态变化细节及与外部联系的接口，降低了所建立系统模型的结构复杂性，实现了OOPN建模了电梯的控制系统，有效解决了多联系、多环节的建模问题。陶晓峰等[8]提出了一种面向对象Petri网的构造及应用研究，基于客户机/服务器模式，有效实现面向对象 Petri网的结构、形式定义、运行规则。

2.2 基于形式化uml的面向对象方法

在基于形式化UML的面向对象方法研究中，董爱美[9]提出了一种基于UML的面向对象需求建模方法，有效对程序开发进行可视化、详细描述、构造和文档化的标准建模，实现从面向功能的开发方法转向使用UML的面向对象，解决了系统的复杂性、多样性和相互关联性问题。陈娟[10]提出了基于UML的面向对象的系统分析与设计，利用统一建模语言实现了订单管理子系统的需求分析和系统设计，提升了系统开发的规范性。

2.3 基于总体视图MVC的面向对象方法

在基于總体视图MVC的面向对象的研究中，常彦平[11]提出了基于MVC模式的面向对象软件开发研究与应用，实现了面向MVC的公文流转管理系统，通过理论分析法和实例验证，验证总体视图开发方法的正确性。郭军[12]提出了一种基于MVC模式和ORM对象持久化的PHP开发框架与应用，实现了视图与业务领域的模型严格分离，利用控制器调控视图和模型，降低了系统代码设计的耦合型，提高了系统的健壮性。通过PHP实体类中属性映射来简单实现J2EEN HIBERNATE中的映射的过程。

3 总结与展望

通过研究面向对象的新型软件开发技术，分析异构应用领域的面向对象适应性，得出了遥感成像领域、系统测试领域以及专家判决领域对于面向对象技术的操作多态性需求。有效归纳了形式化推理的面向对象方法创新，分析了基于petri网推理、形式化uml以及总体视图MVC的面向对象方法可行性，最后对面向对象方法进行总结和归纳。

参考文献

[1]齐义娜.面向对象的高分辨率遥感影像信息提取与尺度效应分析[D].东北师范大学，2009.

[2]管珍，曹广超，易俊柱.面向对象的遥感影像分类研究[J].科技创新导报，2010，（34）：8-10+12.

[3]魏少涵.面向对象软件测试方法分析与研究[D].厦门大学，2009.

[4]齐震.面向对象软件的自动化测试框架的研究与设计[D].西北工业大学，2006.

[5]李曙歌.基于面向对象知识表示的专家系统的实现[D].山东大学，2006.

[6]汪康康，张英敏.一种面向对象的调度命令票专家系统[J].华中电力，2007，（02）：31-34+38.

[7]顾妍午，王遵彤，吴启迪.面向对象Petri网技术在系统建模中的应用[J].同济大学学报：自然科学版，2010，（3）：437-441.

[8]陶晓峰，蒋昌骏，段江涛.一种面向对象Petri网的构造及应用研究[J].机械科学与技术，2003，（5）：746-750.

[9]董爱美.UML建模技术在机房管理系统中的应用研究[J].山东轻工业学院学报（自然科学版），2010，（01）：66-68.

[10]陈娟.基于UML的面向对象的系统分析与设计[D].武汉理工大学，2005.

[11]常彦平.基于MVC模式的面向对象软件开发研究与应用[D].西南石油学院，2003.

[12]郭军.基于MVC模式和ORM对象持久化的PHP开发框架与应用[D].吉林大学，2010.endprint