淺談面向?qū)ο蠓椒║ML

• 一、UML的含義
• 二、UML的主要內(nèi)容
• • 1、UML的概念模型
  • 2、UML概念模型圖例
• 三、UML的基本構(gòu)造塊
• • 1、UML中的事物
  • • （1）UML中的四種事物
    • （2）UML中各種事物的圖示法
  • 2、UML中的四種關(guān)系
  • • （1）依賴
    • （2）關(guān)聯(lián)
    • （3）泛化
    • （4）實現(xiàn)
  • 3、UML中的圖形（五大類十種圖）
  • • （1）用例圖
    • （2）靜態(tài)圖：類圖、對象圖、包圖
    • （3）行為圖：狀態(tài)圖、活動圖
    • （4）交互圖：順序圖、協(xié)作圖
    • （5）實現(xiàn)圖：構(gòu)建圖、部署圖
• 四、寫在最后

在下面的這篇文章中，將講解我們平常常用的一種面向?qū)ο蟮漠媹D方法，即統(tǒng)一建模語言UML(Unified Modeling Language)。

接下來開始進(jìn)行講解。

一、UML的含義

• 標(biāo)準(zhǔn)的建模語言（具有語言的規(guī)范）
• 促進(jìn)溝通（各種圖示表達(dá)規(guī)范）
• 支持系統(tǒng)構(gòu)建（正向工程，反向工程）

二、UML的主要內(nèi)容

1、UML的概念模型

UML具有一個完整的概念模型，提供了一套完整、全面的表達(dá)方法，其主要元素包括：①UML的基本構(gòu)造塊；②支配這些構(gòu)造塊如何放在一起的規(guī)則；③一些運用于整個UML的公共機制。

2、UML概念模型圖例

UML概念模型$?\begin{array}{l}基本構(gòu)造塊?\begin{array}{l}事物：結(jié)構(gòu)事物、行為事物、分組事物、注釋事物\\ 關(guān)系：依賴、關(guān)聯(lián)、泛化、實現(xiàn)\\ 圖：用例圖、類圖、對象圖、包圖、交互圖等\end{array}\\ 規(guī)則\\ 公共機制?\begin{array}{l}規(guī)格說明\\ 修飾\\ 通用劃分\\ 擴展機制\end{array}\end{array}$

下面依據(jù)概念模型中的這三大類進(jìn)行一一講解。

三、UML的基本構(gòu)造塊

在UML中可以將詞匯劃分為3中構(gòu)造塊，即3類詞匯或基本元素：事物、關(guān)系和圖。

1、UML中的事物

（1）UML中的四種事物

事物是對模型中最具有代表性的成分的抽象，可分為結(jié)構(gòu)事物、行為事物、分組事物和注釋事物。

1）結(jié)構(gòu)事物

通常是模型的靜態(tài)部分，描述概念的物理元素。主要有以下五種結(jié)構(gòu)事物：

• 類 (class) ：與面向?qū)ο蠓椒ㄖ蓄惖母拍钜恢隆?/li>
• 接口 (interface) ：描述了一個類或構(gòu)件的一個服務(wù)的操作集。
• 用例 (use case) ：代表了一個系統(tǒng)功能，是對一組動作序列的描述，系統(tǒng)執(zhí)行這些動作將產(chǎn)生一個對特定的參與者（即系統(tǒng)用戶）有價值而且可觀察的結(jié)果。
• 構(gòu)件 (component) ：描述的是系統(tǒng)中的軟件物理事物。
• 節(jié)點 (node) ：是在運行時存在的物理元素，表示了一種可計算的資源。

2）行為事物

行為事物主要有：狀態(tài)、交互。

3）分組事物

分組事物主要有：包。

4）注釋事物

注釋事物主要有：注解。

（2）UML中各種事物的圖示法

依據(jù)上面對四種事物的描述，下面給出UML中各種事物的圖示。

2、UML中的四種關(guān)系

UML中的四種關(guān)系是：依賴、關(guān)聯(lián)、泛化、實現(xiàn)。

（1）依賴

兩個模型元素中，有一個是獨立的，一個是非獨立的，獨立的模型元素發(fā)生改變，會影響非獨立的模型元素。

用帶箭頭的虛線來表示依賴關(guān)系。

如圖所示：

（2）關(guān)聯(lián)

關(guān)聯(lián)是一種結(jié)構(gòu)化的關(guān)系，指兩個模型元素有聯(lián)系。雙向關(guān)聯(lián)用一條實線來表示。

注意：關(guān)聯(lián)關(guān)系有多重度，主要有： 0 、 1 、 0..1 、 0..* 、 1..* 。

如圖所示：

值得注意的是，關(guān)聯(lián)中有兩種特殊的關(guān)聯(lián)關(guān)系：組合和聚合。

如果是組合和聚合類型，則再加一個棱形符號。

如下圖所示：

（3）泛化

是一般與特殊的關(guān)系，也就是繼承的關(guān)系。用實線加空心三角號來表示。

如圖所示：

（4）實現(xiàn)

實現(xiàn)關(guān)系是，一種模型元素保證另外一種模型元素的執(zhí)行，該關(guān)系主要用在接口中。用一條實線來表示。

如圖所示：

講到這里，以下再給出一張完整的圖來回顧這四種關(guān)系。

3、UML中的圖形（五大類十種圖）

（1）用例圖

1）用例圖的定義

用例圖從用戶角度描述系統(tǒng)功能，并指出各功能的操作者。

用例圖顯示若干角色或執(zhí)行者 (actor) 以及這些角色與系統(tǒng)提供的用例之間的連接關(guān)系。用例圖定義的是系統(tǒng)的功能需求。

2）用例圖的基本構(gòu)成

• 用例；
• 角色；
• 角色之間的關(guān)系（如果有，主要是泛化）；
• 角色和用例之間的關(guān)系（單向關(guān)聯(lián)或雙向關(guān)聯(lián)）；
• 用例和用例之間的關(guān)系（包含、擴展、泛化）。

3）元素與元素之間的關(guān)系

include：

• include（包含關(guān)系），當(dāng)兩個或多個用例中共用一組相同的動作，可以將其抽出來作為一個獨立的子用例，供多個基用例所共享。
• 基用例并非一個完整的用例，所以必須和子用例一起使用才夠完整。
• include關(guān)系在用例圖中使用帶箭頭的虛線表示(在線上標(biāo)注 <<include>> )，箭頭從基用例指向子用例。

extend：

• extend（擴展關(guān)系），對基用例的擴展，基用例是一個完整的用例，即使沒有子用例的參與，也可以完成一個完整的功能。
• extend的基用例中將存在一個擴展點，只有當(dāng)擴展點被激活時，子用例才會被執(zhí)行。
• extend關(guān)系在用例圖中使用帶箭頭的虛線表示（在線上標(biāo)注 <<extend>> ），箭頭從子用例指向基用例。

子用例和基用例的關(guān)系：

（泛化關(guān)系）子用例將繼承父用例的所有結(jié)構(gòu)、行為和關(guān)系。也就是說在任何使用基用例的地方都可以用子用例來代替。

（泛化關(guān)系）在用例圖中使用空心的箭頭表示，箭頭方向從子用例指向基用例。

4）圖示

（2）靜態(tài)圖：類圖、對象圖、包圖

1）類圖

①定義： 類圖(class diagram)描述系統(tǒng)所有涉及到的類以及類和類之間的關(guān)系。

②類圖的基本構(gòu)成：

• 類（類名、屬性和方法）；
• 類和類之間的關(guān)系（依賴、關(guān)聯(lián)、泛化、實現(xiàn)）。

2）對象圖

①定義： 對象圖是類圖的實例，幾乎使用與類圖完全相同的標(biāo)識，但兩者之間又有一定的差別，如下圖例所示。

②圖例：

（3）行為圖：狀態(tài)圖、活動圖

1）狀態(tài)圖

①定義： 狀態(tài)圖(state chart diagram)描述系統(tǒng)涉及到的某個對象的所有狀態(tài)以及狀態(tài)和狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的事件。

②狀態(tài)圖的基本構(gòu)成：

• 狀態(tài)（圓角矩形）；
• 狀態(tài)的起點、終點；
• 狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的事件；
• 注解（有時會有）。

③圖例：

2）活動圖

①定義： 活動圖(activity diagram)描述滿足用例功能需求所要進(jìn)行的活動以及活動間的約束關(guān)系。

②活動圖的基本構(gòu)成：

• 活動（注意符號與狀態(tài)不同）；
• 活動的起點、終點（終點有時有多個）；
• 活動之間用箭頭連接；
• 判定（有時會有，棱型框）；
• 同步條（表示活動的分叉或匯合，包括水平、垂直兩種）；
• 泳道（表示活動的不同職責(zé)）。

③圖例：

（4）交互圖：順序圖、協(xié)作圖

1）順序圖

①定義： 順序圖顯示對象之間的動態(tài)合作關(guān)系。。

②順序圖的基本構(gòu)成：

• 對象；
• 生命線（對象正下方的虛線，表示對象在一段時期內(nèi)的存在） ；
• 窄矩形條（表示對象被激活，說明對象正在執(zhí)行某種操作）；
• 交互的消息（有順序之分，消息其實就是接收對象的操作方法）；
• 注解（有時會有）；
• 可以轉(zhuǎn)換成協(xié)作圖。

③圖例：

2）協(xié)作圖

①定義： 協(xié)作圖(callobaration diagram)和順序圖的作用一樣，反映的也是動態(tài)協(xié)作。

②協(xié)作圖的基本構(gòu)成：

• 對象；
• 實線（對象之間的連接線，注意沒有箭頭） ;
• 交互的消息（有順序之分，消息其實就是接收對象的操作方法）；
• 注解（有時會有）；
• 可以轉(zhuǎn)換成順序圖。

③圖例：

（5）實現(xiàn)圖：構(gòu)建圖、部署圖

1）構(gòu)件圖

**①定義：**描述代碼構(gòu)件的物理結(jié)構(gòu)以及各構(gòu)件之間的依賴關(guān)系。

②構(gòu)件圖的基本構(gòu)成： 構(gòu)件。

③圖例：

2）部署圖

①定義： 系統(tǒng)中硬件的物理體系結(jié)構(gòu)。

②部署圖的基本構(gòu)成：

• 三維立方體表示部件；
• 節(jié)點名稱位于立方體上部。

③圖例：

四、寫在最后

到這里，關(guān)于軟件工程的體系知識就講解結(jié)束啦！后面將會繼續(xù)更新一些實踐的內(nèi)容。敬請期待！

如有需要了解軟件工程相關(guān)的其他內(nèi)容，可到『軟件工程』欄目進(jìn)行查看學(xué)習(xí)~

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的『软件工程13』浅谈面向对象方法，统一建模语言UML的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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