第七章 交互图

第七章交互图第一页，共八十七页，编辑于2023年，星期四目录7.1顺序图7.2通信图7.3绘制交互图7.4顺序图与通信图的关系7.5定时图第二页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图一．顺序图的概念也称时序图，SequenceDiagram描述了系统中对象之间传送消息的时间顺序。二．顺序图的作用用来描述用例的实现第三页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图图：即时通信系统中对象server和对象Database的交互

UML2.0可以帧化顺序图，即用一个边框包围他并在左上角添加一个间隔区，间隔区中包含了识别该顺序图的信息。（例，sd:表示该图是顺序图；login:顺序图名）第四页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的表示三．组成元素对象--Object生命线--Lifeline消息--Message控制焦点（激活）--Activation第五页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的表示1、对象参与者实例也是对象；顺序图中水平方向为对象维；一般参与者和对象按从左到右顺序排列在顺序图的顶部；第六页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的表示1、对象对象的命名方式有三种：显示对象名和类名只显示类名（匿名对象）只显示对象名（不关心类）第七页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的表示2、生命线表示对象存在的时间。如果对象生命期结束，则用注销符号表示。第八页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的表示3、控制焦点（激活期）对象执行某个动作的时期。第九页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的表示4、消息对象间交互信息的方式UML中5种消息：调用（同步消息）发送（异步消息）返回创建销毁第十页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的表示（1）调用消息发送者把消息发送后，等待，直到接收者返回控制。可表示同步。第十一页，共八十七页，编辑于2023年，星期四图：同步消息第十二页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的表示（2）发送消息消息发送后，发送者继续操作，不等待。常用于表示并发。第十三页，共八十七页，编辑于2023年，星期四图：异步消息第十四页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的表示（3）返回消息表示消息的返回。一般同步的返回不需画出，直接隐含，而异步返回则可用它。第十五页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的表示自调用例：表示某对象调用自己的操作。UML标记ROSE标记第十六页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的表示（4）创建通常利用构造方法来实现，对象一创建，生命线就开始了。图：创建消息示例第十七页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的表示（5）销毁

生命终止符号用一个较大的叉形符号表示。图：销毁消息示例第十八页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的表示5、消息的格式UML中规定的消息语法格式如下：举例２：display(x,y)简单消息1.3.1:p:=find(specs)嵌套消息[x<0]4:invert(x,color)条件消息3.1*:update()循环消息第十九页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的表示（1）消息编号顺序编号

——在每个消息的前面加上一个用冒号隔开的顺序号来表示其顺序。第二十页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的表示图7-4将订单生成送货单第二十一页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的表示（2）消息编号嵌套编号

——把属于同一个对象发送和接收的消息放在同一层进行编号。第二十二页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的表示图7-5嵌套编号第二十三页，共八十七页，编辑于2023年，星期四Rose中的消息第二十四页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的深入顺序图中，对象的行为有循环和分支两种方式，为了表示这两种行为，引入了交互片段、区域和操作符的概念。第二十五页，共八十七页，编辑于2023年，星期四第二十六页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的深入每个交互片段都有一个操作符，操作符决定了交互片段的执行方式。1、表示分支的操作符alt:支持多条件opt:支持单条件第二十七页，共八十七页，编辑于2023年，星期四第二十八页，共八十七页，编辑于2023年，星期四第二十九页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的深入图7-5顺序图中的分支表示（1）第三十页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的深入图7-7顺序图中的分支表示（2）第三十一页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的深入2、表示循环的操作符：loop说明该片段将可以执行多次，而具体的次数由循环次数和监护条件表达式来说明。第三十二页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的深入图7-7顺序图中的循环表示第三十三页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的深入3、break

用break定义一个含有监护条件的子片段。如果监护条件为“真”则执行子片段，而且不执行子片段后面的其他交互；如果监护条件为“假”，那么就按正常流程执行。第三十四页，共八十七页，编辑于2023年，星期四第三十五页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的深入图7-10break操作符第三十六页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的深入4、assert、consider、ignore

assert是用来表示执行过程中，那个时刻的行为是唯一有效的。consider包含一个子片段和一个消息类型列表。只有列表中的消息类型可以出现在子片段中，其他类型可以出现在实际的系统中，但是交互会忽略它们。ingore也包含一个子片段和一个消息类型列表。列表中的消息类型可以出现在子片段中，但交互会忽略它们。它的含义与consider刚好相反。第三十七页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的深入图7-9consider和assert操作符第三十八页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的深入5、critical

crtical表示子片段是“临界区域”，在临界区域中，生命线上的事件序列不能和其他区域中的任何其他事件交错。第三十九页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的深入图7-11操作符crtical第四十页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的深入6、par

par是用来表示“并行”的，也就是用来表示两个或多个并发执行的子片段。第四十一页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的深入图7-12par操作符par第四十二页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的深入7、ref

ref用来在一个交互图中，引用其他的交互图。在一个矩形框的左上角标识ref操作符，并在方框中写明被引用的交互图名称。图7-13ref操作符第四十三页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图的深入顺序图中使用其它的技术：1、使用注释2、使用约束3、使用状态第四十四页，共八十七页，编辑于2023年，星期四第四十五页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——顺序图建模为每一个用例编写事件流，包括一个基本事件流和若干可选事件流或异常流；识别事件流中参与交互的对象；为每个事件流绘制顺序图，包括为每个对象设置生命线，即确定哪些对象存在于整个交互过程中，哪些对象在交互过程中被创建和撤销；从引发这个交互过程的初始消息开始，在生命线之间自顶向下依次画出随后的各个消息；如果需要，可以画上交互片段、交互引用和约束等。第四十六页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——绘制顺序图

以饮料自动销售系统为例，对“买饮料”的３种场景进行建模，对每一个场景，我们绘制其对应的顺序图。下面是买到饮料的一般事件流：（1）顾客从机器的前端钱币口投入钱币，然后选择想要的饮料；（2）钱币到达钱币记录仪，记录仪更新自己的存储；（3）记录仪通知分配器分发饮料到机器前端；第四十七页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——绘制顺序图1、买到饮料的场景对应的顺序图，如图7-14所示。图7-14买到饮料的场景第四十八页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——绘制顺序图图7-15饮料已售完的场景2.饮料“已售完”的场景第四十九页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．1顺序图——绘制顺序图3.机器没有合适的零钱图7-16零钱“找不开”的场景第五十页，共八十七页，编辑于2023年，星期四练习一

例：为即时通信系统中的“用户登录”用例建立顺序图：第一步：确定事件流第二步：识别对象第三步：添加消息第五十一页，共八十七页，编辑于2023年，星期四练习一第一步：确定事件流“用户登录”用例的基本事件流：（1）打开登录对话框；（2）输入用户信息；（3）将用户信息发给服务器；（4）服务器访问数据库，验证账号合法性；（5）数据库返回账号合法信息以及用户的离线消息（如果有）；（6）服务器更新在线用户列表；（7）客户端更新好友列表的状态信息，显示离线消息。第五十二页，共八十七页，编辑于2023年，星期四练习一第一步：确定事件流“用户登录”用例的异常事件流：用户输入的信息与数据库的信息不匹配，数据库验证不通过，弹出错误消息；第五十三页，共八十七页，编辑于2023年，星期四练习一第二步：识别对象（1）客户（client）；（2）登录对话框（entryDialogue）；（3）服务器（server）；（4）数据库（database）；（5）好友列表（friendList）；第五十四页，共八十七页，编辑于2023年，星期四练习一第三步：添加消息第五十五页，共八十七页，编辑于2023年，星期四例：建模“成绩系统”的“浏览成绩（viewgrades）”用例，需要至少表示出3个要建模的工作流：教师成功的检查学生的分数；教师试图检查某个学生的分数，但是该学生在系统中不存在；教师试图检查某个学生的分数，但是该学生的分数在系统中不存在。练习二第五十六页，共八十七页，编辑于2023年，星期四第五十七页，共八十七页，编辑于2023年，星期四第五十八页，共八十七页，编辑于2023年，星期四第五十九页，共八十七页，编辑于2023年，星期四练习三1、用户打印文件，计算机向打印服务器发送打印命令，打印机如果空闲，则直接打印；否则把打印文件存储在打印队列中。2、管理员通过课程管理器打印课程UML的信息。第六十页，共八十七页，编辑于2023年，星期四第六十一页，共八十七页，编辑于2023年，星期四[a]第六十二页，共八十七页，编辑于2023年，星期四管理员通过课程管理器打印全部课程信息。第六十三页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．2通信图一、通信图的概念通信图也称协作图（collaborationdiagram）；描述系统中对象（或活动者）如何共同协作实现用例；强调的是参与交互的对象的组织；一般，顺序图和协作图之间可相互转换；二、通信图的作用描述用例或用例中特定部分的行为。第六十四页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．2通信图三、组成元素对象（参与者实例、多对象、主动对象）消息链第六十五页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．2通信图三、组成元素1、对象（1）多对象多个对象的集合，往往是同类的对象。如果消息同时发送给多个对象，则用多重对象表示。在顺序图中仍然显示为同单对象一样的图标。第六十六页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．2通信图三、组成元素1、对象（2）主动对象（活动对象）一组属性和一组方法的封装体，其中至少有一个方法不需要接收消息就能主动执行（称作主动方法）。UML中Rose中第六十七页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．2通信图三、组成元素2、链用来连接对象，消息显示在链的旁边，一个链上可以有多个消息。在顺序图中不使用链，只有协作图中才使用链的概念。第六十八页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．2通信图三、组成元素3、消息通信图中的消息类型与顺序图中的相同。为了说明交互过程中消息的时间顺序，需要给消息添加顺序号。顺序号是在消息的前面加一个整数。每个消息都必须有唯一的顺序号。编号方式：无层次编号和嵌套编号。第六十九页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．2通信图三、组成元素4、迭代标记在顺序编号前加上一个迭代符“*”和一个可选的迭代表达式来表示，用来说明循环规则。表7-2常用迭代表达式迭代表达式语义[i:=1..n］迭代n次[I=1..10]I迭代10次[while(表达式)]表达式为true时才进行迭代[until(表达式)]迭代到表达识为true时，才停止迭代[foreach(对象集合)］在对象集合上迭代第七十页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．2通信图三、组成元素5、监护条件监护条件通常是用来表示分支在UML中，监护条件是以“[条件表达式]”的格式表示的。第七十一页，共八十七页，编辑于2023年，星期四如何读懂通信图第七十二页，共八十七页，编辑于2023年，星期四例：图7-18从订单生成订货单的通信图第七十三页，共八十七页，编辑于2023年，星期四图7-19通信图例：第七十四页，共八十七页，编辑于2023年，星期四图7-20注册课程例：第七十五页，共八十七页，编辑于2023年，星期四练习1第七十六页，共八十七页，编辑于2023年，星期四练习2第七十七页，共八十七页，编辑于2023年，星期四建立通信图的步骤确定交互过程的上下文。识别参与交互过程的对象。如果需要，为每个对象设置初始特性。确定对象之间的链，以及沿着链的消息。从引发这个交互过程的初始消息开始，将随后的每个消息附到相应的链上。如果需要表示消息的嵌套，则用Dewey十进制数表示法。如果需要说明时间约束，则在消息旁边加上约束说明。如果需要，可以为每个消息附上前置条件和后置条件。第七十八页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．3顺序图与通信图比较顺序图和协作图都属于交互图，都用于描述系统中对象之间的动态关系。二者在语义上是等价的，可以互换，但侧重点不同。（1）顺序图强调的是消息的时间顺序，而协作图强调的是参与交互的对象的组织。（2）顺序图中有对象生命线和控制焦点，协作图中没有；协作图中有路径，并且协作图中的消息必须有消息编号。第七十九页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．4绘制交互图绘制交互图的4个步骤：第一，找出交互对象及其关系（仅对于通信图而言）；第二，确定对象之间交互的具体消息格式和流程，并用同步调用、异步消息、返回消息来表示；第三，并利用交互片段（顺序图）或迭代标志及监护条件来表示循环和分支结构；第四，通过一些构造型来完善整个交互图。第八十页，共八十七页，编辑于2023年，星期四7．4绘制交互图例：为