设计程序时如何使用CRC卡与UML图

背景简介

在软件开发领域，良好的设计是项目成功的关键。无论你是初学者还是有经验的开发人员，理解并掌握如何使用CRC卡和UML图来设计和理解程序，都将极大地提升开发效率和代码质量。本文将根据提供的书籍章节内容，介绍如何在设计程序时有效地应用这些工具和方法。

使用CRC卡发现类和责任

CRC卡（Class-Responsibility-Collaborator）是一种简单的工具，用于帮助设计者识别和组织类及其责任。通过列出类名、责任和合作者，CRC卡可以帮助我们清晰地看到每个类的职责所在。

类的识别

在寻找类时，我们应该关注那些频繁出现的实体。例如，如果我们的系统需要处理发票，那么“客户”和“产品”这样的实体很可能是类的良好候选者。通过发现它们的共同点，我们可以设计出捕捉这些共同点的类。

类与原始类型的抉择

并非所有实体都应当成为类。有时一个简单的数据类型如字符串就足够了。决定一个实体应该以类的形式存在还是作为原始类型，需要根据实际需求来定。

已存在类的利用

在设计类时，你可能会发现一些类已经存在于标准库中，或者在之前开发的程序中。通过继承这些类，你可以减少开发时间和工作量。

CRC卡方法的实践

使用CRC卡进行类设计，你需要为每个类定义其责任。这可以通过分析任务描述中的动词来完成。例如，如果任务描述中提到“计算应付款项”，那么应该由发票类负责这一责任。

使用UML图描述类之间的关系

在确定了一组类之后，下一步就是描述这些类之间的关系。UML（统一建模语言）图是一个强大的工具，它帮助我们以图形化的方式展示这些关系。

继承关系

继承是一种类与类之间的关系，它代表了一个类是另一个类的特化。例如，每辆汽车是交通工具的一种，因此汽车类会继承自交通工具类。

聚合关系

聚合表示一种has-a关系，即一个类的对象包含对另一个类的对象的引用。例如，汽车类包含轮胎类的对象。

关联关系

关联是一种更为一般的类与类之间的关系，它表示可以从一个类的对象导航到另一个类的对象。例如，银行和客户之间的关系就是一种关联。

高级主题

在使用CRC卡和UML图的过程中，我们还可以进一步了解类的属性和方法，以及如何在类图中表示它们。此外，了解聚合与关联的细微差别也是有用的。

属性和方法

在类图中，属性代表对象的外部可观察属性，而方法则代表对象可以执行的行为。这些信息有助于更全面地理解类的设计。

聚合与关联的区分

尽管聚合和关联在概念上存在细微的差别，但在实践中，它们都表示类之间的一种关系。在设计阶段，我们应当更多地关注类之间关系的实际意义，而不是纠结于这些术语的区别。

总结与启发

通过阅读本章内容，我们了解到CRC卡和UML图是设计程序时不可或缺的工具。它们不仅帮助我们发现和定义类，还允许我们描述类之间的复杂关系。设计程序时，我们应注重实际需求，并在继承和聚合等概念间找到平衡。

作为启发，我们应该意识到，良好的设计不应过度追求抽象和复杂性，而应以解决问题为最终目标。CRC卡和UML图为我们提供了一种结构化且直观的方式来实现这一目标。

阅读完本章后，你应该能够熟练地使用CRC卡来识别类及其责任，并能用UML图来表达类之间的继承、聚合和关联关系。这将使你的程序设计更加高效和专业。