一次搞懂建模語(yǔ)言UML

Unified Modeling Language
(UML)又稱統(tǒng)一建模語(yǔ)言或標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言，它是一個(gè)支持模型化和軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的圖形化語(yǔ)言，為軟件開(kāi)發(fā)的所有階段提供模型化和可視化支持，包括由需求分析到規(guī)格，到構(gòu)造和配置。

* UML分類
（1）靜態(tài)模型（系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）： 用例圖、類圖、對(duì)象圖、構(gòu)件圖、部署圖
（2）動(dòng)態(tài)模型（系統(tǒng)行為）：狀態(tài)圖、活動(dòng)圖、順序圖、協(xié)作圖
* UML中有4種事務(wù)：
（1）結(jié)構(gòu)事務(wù)：名詞、靜態(tài)部分、物理元素。


*
（2）行為事務(wù)：動(dòng)詞、動(dòng)態(tài)部分、行為。


*
（3）分組事務(wù)：包。


*
（4）注釋事務(wù)：注解。


用例圖：

用例圖是指由參與者（Actor）、用例（Use Case），邊界以及它們之間的關(guān)系構(gòu)成的用于描述系統(tǒng)功能的視圖。用例圖（User
Case）是外部用戶（被稱為參與者）所能觀察到的系統(tǒng)功能的模型圖。用例圖是系統(tǒng)的藍(lán)圖，用于需求分析階段。用例圖呈現(xiàn)了一些參與者，一些用例，以及它們之間的關(guān)系，主要用于對(duì)系統(tǒng)、子系統(tǒng)或類的功能行為進(jìn)行建模。




用例之間的關(guān)系
（1）包含 (include) 關(guān)系
父用例包含子用例，父用例執(zhí)行，子用例必然被執(zhí)行

當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)用例中共用一組相同的動(dòng)作，這時(shí)可以將這組相同的動(dòng)作抽出來(lái)作為一個(gè)獨(dú)立的子用例，供多個(gè)基用例所共享。因?yàn)樽佑美怀槌?，基用例并非一個(gè)完整的用例，所以include關(guān)系中的基用例必須和子用例一起使用才夠完整，子用例也必然被執(zhí)行。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<
>)，箭頭從基用例指向子用例。



（2）擴(kuò)展(extend)關(guān)系
子用例擴(kuò)展父用例，復(fù)用執(zhí)行，子用例不一定執(zhí)行
是對(duì)基用例的擴(kuò)展，基用例是一個(gè)完整的用例，即使沒(méi)有子用例的參與，也可以完成一個(gè)完整的功能。 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<
>)，箭頭從子用例指向基用例。



圖例：用戶如果如期還書(shū)，則還書(shū)業(yè)務(wù)就結(jié)束了，如果超期了，才會(huì)有罰款的業(yè)務(wù)，罰款不是必須，所以是擴(kuò)展關(guān)系。

類圖



類圖（Class diagram）展現(xiàn)了一組對(duì)象、接口、協(xié)作和它們之間的關(guān)系。類圖是靜態(tài)視圖。
類圖中包括：
（1）類
（2）接口
（3）協(xié)作
（4）依賴、泛化和關(guān)聯(lián)關(guān)系

使用類圖的場(chǎng)景：
（1）對(duì)系統(tǒng)的靜態(tài)設(shè)計(jì)建模
（2）對(duì)簡(jiǎn)單的協(xié)作建模
（3）對(duì)邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)模式建模

類的分類：

(1)
實(shí)體類：實(shí)體類對(duì)應(yīng)系統(tǒng)需求中的每個(gè)實(shí)體，它們通常需要保存在永久存儲(chǔ)體中，一般使用數(shù)據(jù)庫(kù)表或文件來(lái)記錄，實(shí)體類既包括存儲(chǔ)和傳遞數(shù)據(jù)的類，還包括操作數(shù)據(jù)的類。實(shí)體類來(lái)源于需求說(shuō)明中的名詞，如學(xué)生、商品等。

(2)
控制類：控制類用于體現(xiàn)應(yīng)用程序的執(zhí)行邏輯，提供相應(yīng)的業(yè)務(wù)操作，將控制類抽象出來(lái)可以降低界面和數(shù)據(jù)庫(kù)之間的耦合度?？刂祁愑糜趯?duì)一個(gè)或幾個(gè)用例所特有的控制行為進(jìn)行建模?？刂茖?duì)象（控制類的實(shí)例）通?？刂破渌麑?duì)象，因此它們的行為具有協(xié)調(diào)性質(zhì)?？刂祁悓⒂美奶赜行袨檫M(jìn)行封裝

(3) 邊界類：邊界類用于對(duì)外部用戶與系統(tǒng)之間的交互對(duì)象進(jìn)行抽象，主要包括界面類，如對(duì)話框、窗口、菜單等。

類圖中的關(guān)系：

* 依賴(Dependency)



是一種使用的關(guān)系, 即一個(gè)類的實(shí)現(xiàn)需要另一個(gè)類的協(xié)助,
所以要盡量不使用雙向的互相依賴?？梢院?jiǎn)單的理解，就是一個(gè)類A使用到了另一個(gè)類B，而這種使用關(guān)系是具有偶然性的、臨時(shí)性的、非常弱的，但是B類的變化會(huì)影響到A；比如某人要過(guò)河，需要借用一條船，此時(shí)人與船之間的關(guān)系就是依賴。在UML中，依賴關(guān)系用帶箭頭的虛線表示，由依賴的一方指向被依賴的一方。

* 泛化（Generalization）


也就是繼承關(guān)系的反關(guān)系，用于描述父類與子類之間的關(guān)系，父類又稱作基類或超類，子類又稱作派生類。在UML中，泛化關(guān)系用帶空心三角形的直線來(lái)表示。
子類繼承自父類，父類是子類的泛化。

* 關(guān)聯(lián)（Association)


是一種擁有的關(guān)系, 它使一個(gè)類知道另一個(gè)類的屬性和方法；如：老師與學(xué)生，丈夫與妻子。

關(guān)聯(lián)是類之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，它描述了一組鏈，鏈?zhǔn)菍?duì)象之間的連接。兩個(gè)類之間可以有多個(gè)由不同角色標(biāo)識(shí)的關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)可以是雙向的，也可以是單向的。雙向的關(guān)聯(lián)可以有兩個(gè)箭頭或者沒(méi)有箭頭，單向的關(guān)聯(lián)有一個(gè)箭頭。

(1) 雙向關(guān)聯(lián)。默認(rèn)情況下，關(guān)聯(lián)是雙向的。

(2) 單向關(guān)聯(lián)
(3)自關(guān)聯(lián)
(4)多重關(guān)聯(lián)

*
聚合（Aggregation）



聚合是關(guān)聯(lián)關(guān)系的一種特例，他體現(xiàn)的是整體與部分、擁有的關(guān)系，即has-a的關(guān)系，此時(shí)整體與部分之間是可分離的，他們可以具有各自的生命周期，部分可以屬于多個(gè)整體對(duì)象，也可以為多個(gè)整體對(duì)象共享在UML中，聚合關(guān)系用帶空心菱形的直線表示。例如：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)(Engine)是汽車(Car)的組成部分，但是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可以獨(dú)立存在，因此，汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)是聚合關(guān)系，如圖所示

*
組合(Composition)




組合也是關(guān)聯(lián)關(guān)系的一種特例，他體現(xiàn)的是一種contains-a的關(guān)系，這種關(guān)系比聚合更強(qiáng)，也稱為強(qiáng)聚合；他同樣體現(xiàn)整體與部分間的關(guān)系，但此時(shí)整體與部分是不可分的，整體的生命周期結(jié)束也就意味著部分的生命周期結(jié)束。在UML中，組合關(guān)系用帶實(shí)心菱形的直線表示。

* 實(shí)現(xiàn)（Realization）


是用來(lái)規(guī)定接口和實(shí)現(xiàn)接口的類或者構(gòu)建結(jié)構(gòu)的關(guān)系，接口是操作的集合，而這些操作就用于規(guī)定類或者構(gòu)建的一種服務(wù)。

接口之間也可以有與類之間關(guān)系類似的繼承關(guān)系和依賴關(guān)系，但是接口和類之間還存在一種實(shí)現(xiàn)關(guān)系(Realization)，在這種關(guān)系中，類實(shí)現(xiàn)了接口，類中的操作實(shí)現(xiàn)了接口中所
聲明的操作。在UML中，類與接口之間的實(shí)現(xiàn)關(guān)系用帶空心三角形的虛線來(lái)表示。例如：定義了一個(gè)交通工具接口Vehicle，包含一個(gè)抽象操作move()，在類Ship和類Car中都實(shí)現(xiàn)了該move()操作，不過(guò)具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)將會(huì)不一樣，如圖所示：

對(duì)象圖

對(duì)象圖(ObjectDiagram) 展現(xiàn)了某一時(shí)刻一組對(duì)象以及它們之間的關(guān)系，描述了在類圖中所建立的事物的實(shí)例的靜態(tài)快照。


交互圖

交互圖表現(xiàn)為序列圖、通信圖、交互概覽圖和計(jì)時(shí)圖。用于動(dòng)態(tài)建模。

序列圖

序列圖強(qiáng)調(diào)消息時(shí)間順序的交互



通信圖

通信圖（協(xié)作圖）強(qiáng)調(diào)接收和發(fā)送信息的對(duì)象的結(jié)構(gòu)組織的交互
對(duì)象：圖中的矩形元素即為對(duì)象，其中冒號(hào)前面部分為對(duì)象名，后面為類名，表示類的一個(gè)實(shí)例。
鏈接：用兩個(gè)對(duì)象之間的單一線條表示，用來(lái)在通信圖中關(guān)聯(lián)對(duì)象，目的是讓消息在不同系統(tǒng)對(duì)象之間傳遞?？梢岳斫怄溄邮枪?，消息是車。
消息：通信圖中對(duì)象之間通信的方式。





交互概覽圖

交互概覽圖強(qiáng)調(diào)控制流的交互圖


計(jì)時(shí)圖

計(jì)時(shí)圖適合嵌入式系統(tǒng)建模的交互圖


狀態(tài)圖

用來(lái)描述一個(gè)特定的對(duì)象所有可能的狀態(tài)，以及由于各種事件的發(fā)生而引起的狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移和變化。用于對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)方面建模。


活動(dòng)圖


將進(jìn)程或其他計(jì)算的結(jié)構(gòu)展示為計(jì)算內(nèi)部一步步的控制流和數(shù)據(jù)流，主要用來(lái)描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)視圖?；顒?dòng)圖在本質(zhì)上是一種流程圖?；顒?dòng)圖著重表現(xiàn)從一個(gè)活動(dòng)到另一個(gè)活動(dòng)的控制流，是內(nèi)部處理驅(qū)動(dòng)的流程。
活動(dòng)圖主要描述行為的動(dòng)作，
狀態(tài)圖主要描述行為的結(jié)果。




構(gòu)件圖


使用構(gòu)件圖的思想是復(fù)用。就像是我們蓋房子，當(dāng)房子的大體框架建好之后，剩下的門(mén)和窗戶家具之類的直接拿來(lái)安裝上即可，不需要再?gòu)男轮谱?，直接拿?lái)復(fù)用的思想。這些門(mén)和窗戶就相當(dāng)于一個(gè)個(gè)的構(gòu)件。
構(gòu)件有一下幾種類型：
（1）部署構(gòu)件：dll文件、exe文件、com+對(duì)象、CORBA對(duì)象、EJB、動(dòng)態(tài)Web頁(yè)和數(shù)據(jù)庫(kù)表等。
（2）工作產(chǎn)品構(gòu)件：源代碼文件、數(shù)據(jù)文件等
（3）執(zhí)行構(gòu)件：系統(tǒng)執(zhí)行后得到的構(gòu)件。



部署圖

表示系統(tǒng)中軟件和硬件的物理架構(gòu)。

從部署圖中，可以了解到軟件和硬件組件之間的物理關(guān)系以及處理節(jié)點(diǎn)的組件分布情況。使用部署圖可以顯示運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，同時(shí)還傳達(dá)構(gòu)成應(yīng)用程序的硬件和軟件元素的配置和部署方式。


包圖

在 UML
中用類似于文件夾的符號(hào)表示的模型元素的組合。包圖是一種維護(hù)和描述系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的模型的重要建模工具，通過(guò)對(duì)包中各個(gè)包以及包之間關(guān)系的描述，展現(xiàn)出系統(tǒng)的模塊與模塊之間的依賴關(guān)系。
包圖的作用：包圖可以描述需求，設(shè)計(jì)的高階概況；包圖通過(guò)合理規(guī)劃自身功能反應(yīng)系統(tǒng)的高層架構(gòu)，在邏輯上將系統(tǒng)進(jìn)行模塊化分解；包圖最終是組織源碼的方式。
一個(gè)包圖可以由任何一種ＵＭＬ圖組成，通常是ＵＭＬ用例圖或是ＵＭＬ類圖。
包被描述成文件夾，可以用于ＵＭＬ任何一種的圖上。
包圖只是把某些類放在一個(gè)包中，因此可以看做是類圖的一種。

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