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第四章UML建模基础 本章主要内容 UML基本概念建模的思想UML中的视图和模型图UML建模步骤 UML基本概念 统一建模语言UnifiedModelingLanguage统一 由OMG发布 是业界标准语言 一种以图形为主要表达方式的语言建模 以直观和明确的方式来理解 构建和文档化软件系统 建模的思想 什么是建模 模型是对现实的抽象 建模就是去粗取精 对现实系统进行抽象的过程 为什么需要建模 建模可以帮助理解用户需求建模可以帮助进行系统的分析和设计建模可以帮助团队交流和项目的协同开发建模可以帮助提高开发速度和质量 软件建模的作用 与其他工程规范一样 软件工程师在真正实现系统之前要构建软件系统的模型 在软件开发过程中 建模是一项非常重要的活动 通常在最终设计和实现软件系统之前 软件工程师要花费很多时间在不同的抽象层次上开发模型 模型是一种高效的沟通手段 特别是在那些不需要详细信息的场合 如何进行建模 需要一系列统一规范的建模符号需要一套标准通用的建模规则需要一些灵活高效的建模工具以上这些够了吗 如何进行建模 还需要你的大脑思维 抽象思维 透过现象看本质面向对象的思维 一切都是Object思维的能力 工具的使用 UML的基本概念 视图 按照特定的目的 从某一特定角度来进行的建模 如用例视图 设计视图 实现视图 交互视图 部署视图等 注意 虽然从不同的目的和角度出发所建立的视图各不相同 但各个视图内在之间是互相关联的 所有视图一起构成了整个系统的完整模型 UML的基本概念 模型图 由一组建模符号按照一定的建模规则组合在一起来表示模型关系的图形 注意 模型图 和 视图 的区别模型图 diagram 视图 view模型图 类似于数据库中的一条记录视图 类似于按照一定的条件用select语句查询出来的一组记录 常用的九种模型图 用例图 UseCaseDiagram 类图 ClassDiagram 协作图 交流图 CollaborationDiagram 时序图 顺序图 SequenceDiagram 状态图 StateChartDiagram 活动图 ActivityDiagram 对象图 ObjectDiagram 构件图 部件图 ComponentDiagram 部署图 配置图 DeploymentDiagram 常用的九种模型图 各个模型图各有侧重 如用例图侧重描述用户需求 类图侧重描述系统具体实现 各个模型图描述的角度都不相同 如类图描述的是系统的结构 序列图描述的是系统的行为 各个模型图抽象的层次也不同 如构件图描述系统的模块结构 抽象层次较高 类图描述具体模块的结构 抽象层次较低 模型图的分类方式 常用的建模符号 notation Actor 演员 主角 角色 参与者 usecase 用例 boundary 系统边界 常用的建模符号 notation classdiagram 类图抽象类用斜体表示 objectdiagram 对象图 ClassName Attribute Type Operation Object Class AttributeName value Interface 接口 常用的建模符号 notation navigation 导航 generalization 泛化 dependency 依赖关系 To From Supertype Subtype A B 注意箭头指向 B依赖A 常用的建模符号 notation aggregation 聚合 composition 组合 Parent Child Whole Part 常用的建模符号 notation association 关联 One Another multiplicity 对应1Oneandonlyone Anynumberfrom0toinfinity0 1Either0or1n mAnynumberintherangentom A B 1 常用的建模符号 notation Package 包 start end 开始 结束 State 状态 condition 常用的建模符号 notation 包含关系 扩展关系 常用的建模符号 notation Note 注释 component 构件 Node 节点 用例图 用例图从用户的角度来描述系统的行为和特征 一般用来进行系统的需求分析 用例图中要明确的概念是参与者和用例 用例是系统的一个功能单元 描述了参与者与系统发生的一次交互行为 用例图是UML中最简单也是最复杂的一种图 说它简单是因为它简单的图形表示让人一看就懂 说它复杂是因为用例图往往不容易控制 要么画得过于庞杂 要么又过于简单 用例图 用例图建模步骤 找出使用系统的用户或者其他系统找出系统中的比较主要的功能点找出系统边界 排除非系统内部的元素找出系统内外部之间的关联 及用例按照规则画出用例图如果用例太多 可以考虑拆分成多个图来表示 每个图侧重一个方面检查 修改 重组 优化 美化 用例图 用例图 类图 类图描述的是类和类之间的相互关系 它可以帮助我们更直观的了解一个系统的体系结构 类之间的相互关系主要包括 关联 Association 依赖 Dependency 泛化 Generalization 实现 Realize 类图 类图 类图建模步骤 按照面向对象的原则 分析系统的需求 找出系统中的各个对象个体从对象个体中抽象出描述一类对象的类为每个类确定属性和方法分析各个类之间的关系 看能否进一步抽象 得到抽象类或者接口画出每个类的图型和类之间关系的图形检查 修改 重组 优化 美化 类图 类图 类图 时序图 顺序图 描述了对象之间动态的交互关系 着重体现对象之间消息传递的时间顺序 顺序图由一组对象构成 每个对象分别带有一条竖线 称作对象的生命线 它代表时间轴 时间沿竖线向下延伸 可以将顺序图看成一个二维坐标 纵向是时间 横向表示的是不同的对象 顺序图描述了对象随着时间的推移相互之间交换消息的过程 消息用从一个对象生命线指向另一个对象的生命线的水平箭头表示 图中还可以根据需要增加有关时间的说明和其他注释 时序图 添加借阅用户 时序图 添加书籍 时序图建模步骤 找出实现某个功能要求所需要的所有类的对象实例按照逻辑顺序排列每个对象从第一个对象开始 分析每个对象的生命周期 按照时间的先后顺序 画出向其后每个对象发出的消息检查 修改 重组 优化 美化 时序图 借阅者保留书籍 时序图 处理书籍借阅 协作图 协作图描述一组对象之间的相互作用和对象之间的关系 以及对象彼此之间的链接 与顺序图不同 协作图重点是在空间上描述对象的交互 协作图可以看成是在对象图的基础上 加入了对象之间的消息通讯以描述对象之间的交互 协作图通常用于通过描绘对象之间消息的移动情况来反映具体的方案 协作图 添加书籍 协作图 删除书籍 协作图建模步骤 找出实现某个功能要求所需要的所有类的对象实例按照逻辑顺序排列每个对象从第一个对象开始 依次画出向后面每个对象的消息传递过程检查 修改 重组 优化 美化 协作图 处理借书 协作图 处理还书 协作图 借阅者保留书籍 状态图 状态图描述特定对象在生命周期中的各种行为 其描述对象可以是类 程序模块 子系统等 通过状态图可以知道所描述对象的各种状态及其收到的消息和对其状态的影响 每个对象都有可以描述的状态 因此都可以通过状态图来描述他们的行为 状态图具有很强的表达能力 通常用状态图来研究组件的复杂行为 状态图 书的状态 状态图建模步骤 选择以某个特定对象 或者比较复杂的模块 子系统为研究对象分析从对象开始创建到对象消亡的过程中间可能出现的所有状态分析出现每一种状态的前提条件 以及在某种条件下状态之间的转化按照逻辑顺序画出各个状态的变化过程检查 修改 重组 优化 美化 状态图 借阅者状态 活动图 活动图是通过一系列活动描述对象的行为 其描述对象可以是程序 模块 子系统等 活动图记录了所描述对象要进行的各种任务和过程 业务流程的逻辑顺序等 通常用于描述一个操作中所要进行的各项活动的执行流程 同时 它也常被用来描述一个用例的处理流程 活动图由一些活动组成 图中包括了对这些活动的说明 当一个活动执行完毕后 控制将沿着控制转移箭头转向下一个活动 活动图中还可以方便地描述控制转移的条件以及并行执行等要求 活动图 借阅者活动 活动图建模步骤 选择以某个特定对象 或者比较复杂的模块 子系统为研究对象分析研究对象所执行的各种任务及业务流程的发生过程找出整个过程里所有出现的活动按照顺序画出每个活动 以及各个活动之间的逻辑联系检查 修改 重组 优化 美化 活动图 管理员活动 活动图 书籍维护活动 组件图 构件图 组件图是用来反映代码的物理结构 其主要目的是显示系统组件间的结构和依赖关系 组件图是在很具体的层次描述系统的物理结构 从组件图中 可以了解各软件组件 如源代码文件或动态链接库 之间的依赖关系 使用组件图可以将系统划分为内聚组件并显示代码自身的结构 组件图 组件图建模步骤 明确所需要表示的组件的内容按照一定的颗粒度来划分组件的层次把同一个层次的组件组织在一起来表示分析每个组件的接口 及组件之间的关联画出各个层次组件之间的相互关系检查 修改 重组 优化 美化 组件图 配置图 部署图 配置图描述系统中硬件和软件的物理配置情况和系统体系结构 在配置图中 用结点表示实际的物理设备 如计算机和各种外部设备等 并根据它们之间的连接关系 将相应的结点连接起来 并说明其连接方式 在结点里面 说明分配给该结点上运行的可执行构件或对象 从而说明哪些软件单元被分配在哪些结点上运行 部署图 部署图建模步骤 明确所需要表示的节点的内容按照一定的颗粒度来划分节点的层次把同一个层次的节点组织在一起来表示画出各个层次节点之间的相互关系画出节点与参与者之间的相互关系检查 修改 重组 优化 美化 部署图 对象图 对象图描述的是对象之间的关系 由于对象存在生命周期 因此对象图只能在系统某一时间段存在 对象图是类图的实例 几乎使用与类图完全相同的标识 它们的不同点在于对象图显示类的多个对象实例 而不是类 对象图 对象图建模步骤 分析在某个特定时间点 或者时间段之内所涉及到的所有对象实例确定每个对象当时的属性值画出每个对象的图型和对象之间