UML初了解

一、统一建模语言

1、简介

统一建模语言（Unified Modeling Language，UML）是用来设计软件蓝图的可视化建模语言，1997 年被国际对象管理组织（OMG）采纳为面向对象的建模语言的国际标准。它的特点是简单、统一、图形化、能表达软件设计中的动态与静态信息。

2、作用

统一建模语言能为软件开发的所有阶段提供模型化和可视化支持。而且融入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术，使软件设计人员沟通更简明，进一步缩短了设计时间，减少开发成本。它的应用领域很宽，不仅适合于一般系统的开发，而且适合于并行与分布式系统的建模。

3、图分类

UML 从目标系统的不同角度出发，定义了用例图、类图、对象图、状态图、活动图、时序图、协作图、构件图、部署图等 9 种图。

二、用例图

用例图由参与者（Actor）、用例（Use Case）、系统边界、箭头组成，用画图的方法来完成。

1、用例图构成

（1）参与者
参与者不是特指人，是指系统以外的，在使用系统或与系统交互中所扮演的角色。因此参与者可以是人，可以是事物，也可以是时间或其他系统等等。还有一点要注意的是，参与者不是指人或事物本身，而是表示人或事物当时所扮演的角色。

举例：
比如小明是图书馆的管理员，他参与图书馆管理系统的交互，这时他既可以作为管理员这个角色参与管理，也可以作为借书者向图书馆借书，在这里小明扮演了两个角色，是两个不同的参与者。参与者在画图中用简笔人物画来表示，人物下面附上参与者的名称。

（2）用例

用例是对包括变量在内的一组动作序列的描述，系统执行这些动作，并产生传递特定参与者的价值的可观察结果。

简单的理解就是：用例是参与者想要系统做的事情。对于对用例的命名，我们可以给用例取一个简单、描述性的名称，一般为带有动作性的词。用例在画图中用椭圆来表示，椭圆下面附上用例的名称。

（3）系统边界

参与者画在边界的外面，用例画在边界里面。

系统边界是用来表示正在建模系统的边界。边界内表示系统的组成部分，边界外表示系统外部。系统边界在画图中用方框来表示，同时附上系统的名称

（4）箭头

箭头用来表示参与者和系统通过相互发送信号或消息进行交互的关联关系。箭头尾部用来表示启动交互的一方，箭头头部用来表示被启动的一方，其中用例总是要由参与者来启动。

（5）用例图（简易图书管理员用例图）

2、用例图的作用：

（1）获取需求；
（2）指导测试；
（3）还可在整个过程中的其它工作流起到指导作用。

三 、类图

1、类图概述

图(Class diagram)是最常用的UML图，显示出类、接口以及它们之间的静态结构和关系；它用于描述系统的结构化设计。类图(Class diagram)最基本的元素是类或者接口。

类图主要用在面向对象软件开发的分析和设计阶段，描述系统的静态结构。类图图示了所构建系统的所有实体、实体的内部结构以及实体之间的关系。即．类图中包含从用户的客观世界模型中抽象出来的类、类的内部结构和类与类之间的关系。它是构建其他设计模型的基础，没有类图，就没有对象图、状态图、协作图等其他UMI．动态模型图．也就无法表示系统的动态行为。类图也是面向对象编程的起点和依据。

2、类图的作用

（1）：在软件工程中，类图是一种静态的结构图，描述了系统的类的集合，类的属性和类之间的关系，可以简化了人们对系统的理解；
（2）：类图是系统分析和设计阶段的重要产物，是系统编码和测试的重要模型。

3、类图使用的场合

（1）为系统词汇建模型
为系统的词汇建模实际上是从词汇表中发现类，发现它的责任。

（2）模型化简单的协作
协作是指一些类、接口和其他的元素一起工作提供一些合作的行为，这些行为不是简单地将元素相加能得到的。例如：当你为一个分布式的系统中的事务处理过程建模型时，你不可能只通过一个类来明白事务是怎样进行的，事实上这个过程的执行涉及到一系列的类的协同工作。使用类图来可视化这些类和他们的关系。

（3）模型化一个逻辑数据库模式
想象模式是概念上设计数据库的蓝图。在很多领域，你将想保存持久性数据到关系数据库或面向对象的数据库。你可以用类图为这些数据库模式建立模型。

4、类

类（Class）一般包含3个组成部分。第一个是类名；第二个是属性（attributes）；第三个是该类提供的方法（ 类的性质可以放在第四部分；如果类中含有内部类，则会出现第五个组成部分）。

类名部分是不能省略的，其他组成部分可以省略。类名书写规范：正体字说明类是可被实例化的，斜体字说明类为抽象类。

属性和方法书写规范：修饰符 描述信息 属性 方法名称 参数 ：返回类型

属性和方法之前可附加的可见性修饰符：
加号（+）表示public；减号（-）表示private；井号(#)表示protected；省略这些修饰符表示具有package（包）级别的可见性。

如果属性或方法具有下划线，则说明它是静态的。
描述信息使用 << 开头，使用 >> 结尾。
类的性质是由一个属性、一个赋值方法和一个取值方法组成。

5、包

包（Package）是一种常规用途的组合机制。UML中的一个包直接对应于Java中的一个包。在Java中，一个包可能含有其他包、类或者同时含有这两者。进行建模时，通常使用逻辑性的包，用于对模型进行组织；使用物理性的包，用于转换成系统中的Java包。每个包的名称对这个包进行了惟一性的标识。

6、接口

接口（Interface）是一系列操作的集合，它指定了一个类所提供的服务。它直接对应于Java中的一个接口类型。接口的表示有大概两种方式。具体画法见下例：

7、类图关系

（1）一般化关系：表示为类与类之间的继承关系（用一个空心箭头+实线），接口与接口之间的继承关系（空心箭头+虚线），类对接口的实现关系（空心箭头+虚线）

（2）关联关系：类与类之间的联接，它使一个类知道另一个类的属性和方法

关联（Association）关系是对象之间的一种引用关系，用于表示一类对象与另一类对象之间的联系，如老师和学生、师傅和徒弟、丈夫和妻子等。关联关系是类与类之间最常用的一种关系，分为一般关联关系、聚合关系和组合关系。我们先介绍一般关联。

关联可以是双向的，也可以是单向的。在 UML 类图中，双向的关联可以用带两个箭头或者没有箭头的实线来表示，单向的关联用带一个箭头的实线来表示，箭头从使用类指向被关联的类。也可以在关联线的两端标注角色名，代表两种不同的角色。

在代码中通常将一个类的对象作为另一个类的成员变量来实现关联关系。下图所示是老师和学生的关系图，每个老师可以教多个学生，每个学生也可向多个老师学，他们是双向关联。

（3）聚合关系：是关联关系的一种，是强的关联关系。聚合关系是整体和个体的关系。关联关系的两个类处于同一层次上，而聚合关系两个类处于不同的层次，一个是整体，一个是部分。

聚合（Aggregation）关系是关联关系的一种，是强关联关系，是整体和部分之间的关系，是 has-a 的关系。

聚合关系也是通过成员对象来实现的，其中成员对象是整体对象的一部分，但是成员对象可以脱离整体对象而独立存在。例如，学校与老师的关系，学校包含老师，但如果学校停办了，老师依然存在。

在 UML 类图中，聚合关系可以用带空心菱形的实线来表示，菱形指向整体。下图 所示是大学和教师的关系图。

（4）复合（组合）关系：是关联关系的一种，是比聚合关系强的关系。它要求普通的聚合关系中代表整体的对象负责代表部分的对象的生命周期，合成关系不能共享

组合（Composition）关系也是关联关系的一种，也表示类之间的整体与部分的关系，但它是一种更强烈的聚合关系，是 cxmtains-a 关系。

在组合关系中，整体对象可以控制部分对象的生命周期，一旦整体对象不存在，部分对象也将不存在，部分对象不能脱离整体对象而存在。例如，头和嘴的关系，没有了头，嘴也就不存在了。

在 UML 类图中，组合关系用带实心菱形的实线来表示，菱形指向整体。下图所示是头和嘴的关系图。

（5）依赖关系：是类与类之间的连接，表示一个类依赖于另一个类的定义。例如如果A依赖于B，则B体现为局部变量，方法的参数、或静态方法的调用。

依赖（Dependency）关系是一种使用关系，它是对象之间耦合度最弱的一种关联方式，是临时性的关联。在代码中，某个类的方法通过局部变量、方法的参数或者对静态方法的调用来访问另一个类（被依赖类）中的某些方法来完成一些职责。

在 UML 类图中，依赖关系使用带箭头的虚线来表示，箭头从使用类指向被依赖的类。下图所示是人与手机的关系图，人通过手机的语音传送方法打电话。