面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML的知識(shí)課件

1、第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML13.1 面向?qū)ο笙到y(tǒng)的概念3.2 統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML概述3.3 UML的模型元素3.4 UML中的圖3.5 UML的元模型結(jié)構(gòu)1第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML3.1 面向?qū)ο笙到y(tǒng)的概念22第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML什么是對(duì)象客觀世界中的應(yīng)用問(wèn)題面對(duì)的主體都是物理的或概念的實(shí)體。從這些實(shí)體出發(fā)，分析實(shí)體的作用、責(zé)任以及它們之間協(xié)作，從而找出問(wèn)題的解，是很自然的。面向?qū)ο蠹夹g(shù)就是適合用這種方式分析和解決問(wèn)題的方法。它的基石就是問(wèn)題領(lǐng)域中識(shí)別出來(lái)的各種對(duì)象。依賴這些對(duì)象提供的服務(wù)和對(duì)象之間相互的協(xié)同（關(guān)系），實(shí)現(xiàn)期望的功能。面向?qū)ο蠹夹g(shù)能夠在解決方案中直接模擬問(wèn)題領(lǐng)域，

2、并與人類的思維習(xí)慣相一致。33第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML什么是面向?qū)ο笕绻粋€(gè)系統(tǒng)是使用對(duì)象、類、繼承和消息通信這樣4個(gè)概念設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的，則可認(rèn)為這個(gè)系統(tǒng)是面向?qū)ο蟮摹Ｃ嫦驅(qū)ο笙到y(tǒng)的每個(gè)成分都應(yīng)是對(duì)象，計(jì)算是通過(guò)新對(duì)象的建立和對(duì)象之間的通信來(lái)執(zhí)行的。面向?qū)ο?對(duì)象+類+繼承+消息通信一個(gè)面向?qū)ο蟮某绦虻拿恳怀煞輵?yīng)是對(duì)象，計(jì)算是通過(guò)新的對(duì)象的建立和對(duì)象之間的通信來(lái)執(zhí)行的。44第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML面向?qū)ο蠓缎偷奶攸c(diǎn)面向?qū)ο笙到y(tǒng)中的對(duì)象是數(shù)據(jù)抽象與過(guò)程抽象的綜合體。所謂過(guò)程抽象是指當(dāng)使用某個(gè)過(guò)程時(shí)，無(wú)需關(guān)心過(guò)程內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，只要知道如何調(diào)用該過(guò)程以及該過(guò)程完成什么功能即可。所謂數(shù)據(jù)抽象是

3、指使用結(jié)構(gòu)或記錄等方式把某個(gè)實(shí)體的數(shù)據(jù)集中起來(lái)，使得使用者能夠以單元為單位使用數(shù)據(jù)。面向?qū)ο蠓缎驮跀?shù)據(jù)抽象中組織過(guò)程抽象。55第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML面向?qū)ο蠓缎偷奶攸c(diǎn)面向?qū)ο笙到y(tǒng)的狀態(tài)分別保存在各個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中，而不是保存在一些全局變量中。系統(tǒng)解決問(wèn)題的控制流包含在各個(gè)對(duì)象中的操作內(nèi)。并通過(guò)消息傳遞，控制流從一個(gè)對(duì)象轉(zhuǎn)移到另一個(gè)對(duì)象。算法被分布到各種實(shí)體中。通過(guò)執(zhí)行消息傳遞和對(duì)象中的操作實(shí)現(xiàn)算法的功能。66第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML面向?qū)ο蟮奶攸c(diǎn)抽象性：對(duì)象包含數(shù)據(jù)抽象和行為抽象；封裝性：信息隱蔽（使用與實(shí)現(xiàn)分開(kāi)）；共享性：同一個(gè)類中所有對(duì)象共享相同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和行為；同一應(yīng)用中的對(duì)

4、象通過(guò)繼承關(guān)系，共享共同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和行為；不同應(yīng)用中的對(duì)象通過(guò)復(fù)用，共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和行為。77第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML面向?qū)ο笙到y(tǒng)具有的特色系統(tǒng)的定義從問(wèn)題領(lǐng)域的實(shí)體出發(fā)，與人類習(xí)慣的思維方式一致。搭建的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，修改可以局部化。系統(tǒng)及體系結(jié)構(gòu)可以使用構(gòu)件組裝，可復(fù)用性好。軟件系統(tǒng)容易理解，容易修改，容易測(cè)試，適合開(kāi)發(fā)大型的軟件產(chǎn)品。軟件體系結(jié)構(gòu)嚴(yán)格按照信息（細(xì)節(jié)）隱蔽的原則設(shè)計(jì)，產(chǎn)品可維護(hù)性好。88第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML對(duì)象的定義對(duì)象是系統(tǒng)中描述客觀事物的實(shí)體，是構(gòu)成系統(tǒng)的一個(gè)基本單元，由一組屬性值和一組對(duì)屬性進(jìn)行操作的服務(wù)組成。對(duì)象 = 對(duì)象名+數(shù)據(jù)(屬性)+操作(行為)屬

5、性表征了對(duì)象的靜態(tài)特征，一般通過(guò)封裝在對(duì)象內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)來(lái)定義。一旦對(duì)象的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)都賦了值，這個(gè)對(duì)象的狀態(tài)就確定了。屬性值一般只能通過(guò)執(zhí)行對(duì)象的操作來(lái)改變。操作又稱為方法或服務(wù)，它描述了對(duì)象執(zhí)行的功能。若通過(guò)消息傳遞，還可以為其他對(duì)象使用。99第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML計(jì)算機(jī)屏幕上三個(gè)多邊形(20, 20)(56, 10)(23, 30)(46, 37)(50, 45)(10, 50)(35, 60)(35, 85)(50, 60)(50, 85)(60, 35)計(jì)算機(jī)窗口中的三個(gè)多邊形對(duì)象1010第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML表示多邊形的3個(gè)對(duì)象triangle(10, 50)(20, 20

6、)(23, 30)drawmove(x, y)contains?(aPoint)quadrilateral1(46, 37)(50, 45)(60, 35)(56, 10)drawmove(x, y)contains?(aPoint)quadrilateral2(35, 60)(35, 85)(50, 85)(50, 60)drawmove(x, y)contains?(aPoint)表示多邊形的三個(gè)對(duì)象1111第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML對(duì)象的分類對(duì)象可以分為5種： 物理對(duì)象（Physical Objects）-物理對(duì)象是最易識(shí)別的對(duì)象，通?？梢栽趩?wèn)題領(lǐng)域的描述中找到，它們的屬性可以標(biāo)識(shí)和測(cè)

7、量。 角色對(duì)象（Roles）-一個(gè)實(shí)體的角色也可以抽象成一個(gè)單獨(dú)的對(duì)象。角色對(duì)象的操作是由角色提供的技能。 事件對(duì)象（Incidents）-一個(gè)事件是某種活動(dòng)的一次“出現(xiàn)”。一個(gè)事件對(duì)象通常是一個(gè)數(shù)據(jù)實(shí)體，它管理“出現(xiàn)”的重要信息。事件對(duì)象的操作主要用于對(duì)數(shù)據(jù)的存取。1212第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML對(duì)象的分類 交互對(duì)象（Interactions）-交互表示兩個(gè)對(duì)象之間的關(guān)系，這種類型的對(duì)象類似于在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)所涉及的“關(guān)系”實(shí)體。當(dāng)實(shí)體之間是多對(duì)多的關(guān)系時(shí)，利用交互對(duì)象可將其簡(jiǎn)化為兩個(gè)一對(duì)多的關(guān)系。 規(guī)格說(shuō)明對(duì)象（Specifications）-規(guī)格說(shuō)明對(duì)象表明組合某些實(shí)體時(shí)的要求。規(guī)格說(shuō)

8、明對(duì)象中的操作支持把一些簡(jiǎn)單的對(duì)象組合成較復(fù)雜的對(duì)象。1313第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML對(duì)象的特點(diǎn) 對(duì)象是消息處理的主體。對(duì)象之間是通過(guò)消息互相通信的。 對(duì)象是以數(shù)據(jù)為中心的。所有操作都與對(duì)象的屬性相關(guān)，而且操作的結(jié)果往往與當(dāng)時(shí)所處的狀態(tài)（屬性的值）有關(guān)。 實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)封裝。對(duì)象是一個(gè)黑盒，其屬性值對(duì)外不可見(jiàn)，被完全封裝在盒子內(nèi)部，對(duì)屬性值的訪問(wèn)只能通過(guò)接口中定義的（公有）接口操作進(jìn)行。為了使用對(duì)象內(nèi)的屬性值，只需知道屬性值的取值范圍和可以訪問(wèn)該屬性的接口操作，無(wú)需知道表征屬性的具體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作的實(shí)現(xiàn)算法。1414第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML對(duì)象的特點(diǎn) 模塊獨(dú)立性好。由于前3個(gè)特點(diǎn)，故對(duì)象內(nèi)

9、部各種成分彼此相關(guān)，聯(lián)系緊密，內(nèi)聚性強(qiáng)。又由于完成對(duì)象功能所需的操作和相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本上都被封裝在對(duì)象內(nèi)部，形成了面向?qū)ο笙到y(tǒng)的基本模塊，因而它與外界的聯(lián)系較少，對(duì)象之間的耦合比較松散。 具有并行的特點(diǎn)。不同的對(duì)象各自獨(dú)立地處理自身的數(shù)據(jù)，彼此通過(guò)發(fā)送消息、傳遞信息來(lái)完成通信。所以它們具有并行工作的特點(diǎn)。1515第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML對(duì)象的兩個(gè)視圖設(shè)計(jì)視圖：把對(duì)象看做實(shí)體，產(chǎn)生有關(guān)實(shí)體的聲明，包括實(shí)體的屬性和可以執(zhí)行的操作，但不涉及實(shí)現(xiàn)功能的一系列動(dòng)作。實(shí)現(xiàn)視圖：用對(duì)象表示在應(yīng)用程序代碼中的實(shí)體，是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與相關(guān)操作的統(tǒng)一的封裝體，是數(shù)據(jù)抽象和過(guò)程抽象的實(shí)例化。1616第3章 面向?qū)ο蠓?/p>

10、法與UML類與封裝類（Class）是一組具有相同結(jié)構(gòu)、相同服務(wù)、共同關(guān)系和共同語(yǔ)義的對(duì)象集合。類的定義包括類名、一組數(shù)據(jù)屬性和在數(shù)據(jù)上的一組合法操作。類名quadrilateral1(46, 37)(50, 45)(60, 35)(56, 10)drawmove(x, y)contains?(aPoint)quadrilateral2(35, 60)(35, 85)(50, 85)(50, 60)drawmove(x, y)contains?(aPoint)quadrilateralpoint1point2point3point4屬性draw服務(wù)move(x, y)contains?(aPoi

11、nt)17由兩個(gè)四邊形對(duì)象導(dǎo)出一個(gè)類17第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML繼承(inheritance)如果某幾個(gè)類之間具有共性的東西 (屬性和行為)，抽取出來(lái)放在一個(gè)泛化類中，將各個(gè)類的特有的東西放在特化類中分別描述，則可建立起特化類對(duì)泛化類的繼承。繼承是使用已有的類定義做為基礎(chǔ)建立新類的定義技術(shù)。已有的類可當(dāng)做泛化類（父類）來(lái)引用，則新類相應(yīng)地可當(dāng)做特化類（子類）來(lái)引用。1818第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML繼承(inheritance)建立繼承結(jié)構(gòu)的好處：易編程、易理解， 代碼短, 結(jié)構(gòu)清晰易修改， 共同部分只要在一處修改即可易增加新類， 只須描述不同部分怎樣建立一個(gè)好的繼承層次類可以從父類繼承

12、，父類又可以從它的父類繼承，形成多層次的繼承結(jié)構(gòu)。當(dāng)增加一個(gè)新類時(shí)，不一定在最低層，可能需要插在中間層，這樣可能需要調(diào)整原來(lái)的層次結(jié)構(gòu)。1919第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML繼承(inheritance)汽車大轎車載重車救火車起重車a) 建立一個(gè)新類起重車。它的底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)、輪胎、驅(qū)動(dòng)裝置等都在已有類汽車中。關(guān)系如右圖所示。新類是已有類的特殊情形。這時(shí)直接讓起重車類作為汽車類的子類即可。起重車類汽車類2020第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML繼承(inheritance)b) 增加一個(gè)新類拖拉機(jī)。它的底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)等與汽車不同，但驅(qū)動(dòng)裝置、輪胎等與汽車相同。調(diào)整繼承結(jié)構(gòu)。建立一個(gè)新的一般的車輛類，把拖拉

13、機(jī)與汽車類的共性放到車輛類中，拖拉機(jī)與汽車類都成為車輛類的子類。車輛是抽象類，相關(guān)操作到子類汽車找。汽車車輛拖拉機(jī)汽車拖拉機(jī)2121第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML繼承(inheritance)c) 另一種情形是在已有類的基礎(chǔ)上加入新類，使得新類成為已有類的泛化類。例如，已經(jīng)存在三角形類，四邊形類，想加入一個(gè)多邊形類，并使之成為三角形和四邊形類的泛化類。多邊形三角形類多邊形類四邊形類三角形四邊形六邊形2222第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML繼承(inheritance)d) 前三個(gè)情況主要是通過(guò)查找（應(yīng)用領(lǐng)域）類庫(kù)，找到可以原封不動(dòng)地繼承的類或可以通過(guò)調(diào)整繼承層次結(jié)構(gòu)繼承的類。但如果在已有的繼承層次中

14、找不到可以繼承的已有類，就從新開(kāi)始完全獨(dú)立地建立一個(gè)類。2323第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML多繼承如果一個(gè)類需要用到多個(gè)現(xiàn)有類的特征，可以從多個(gè)類中繼承，稱為多繼承。例如退休教師是繼承退休者和教師這兩個(gè)類的某些特征或行為而得到的一個(gè)新類。退休者教師退休教師2424第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML繼承的種類 取代繼承。如“窗口”和“Windows窗口”的關(guān)系，任何需要“窗口”的地方都可以用“Windows窗口”來(lái)代替。 內(nèi)容繼承。例如“四邊形”與“矩形”的關(guān)系，“四邊形”包括了“矩形”。 受限繼承。如“鴕鳥(niǎo)”是一種特殊的“鳥(niǎo)”，它不能繼承“鳥(niǎo)”的“會(huì)飛”的特性。 特化繼承。如“汽車”與“起重車”的關(guān)

15、系。2525第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML多態(tài)性和動(dòng)態(tài)綁定對(duì)象互相通信，即一個(gè)對(duì)象發(fā)消息給另一個(gè)對(duì)象，執(zhí)行某些行為或又發(fā)消息給另外的對(duì)象，從而執(zhí)行系統(tǒng)的功能。多態(tài)性指同名的函數(shù)或操作可在不同類型的對(duì)象中有各自相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)。例如a)整數(shù)“+”：整數(shù)加法b)浮點(diǎn)數(shù)“+”：浮點(diǎn)數(shù)加法c)字符串“+”：字符串連接d)點(diǎn)“+”：兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)位置分別疊加具有多態(tài)的函數(shù)或操作在運(yùn)行時(shí)才根據(jù)實(shí)際的對(duì)象類型，執(zhí)行相應(yīng)實(shí)現(xiàn)程序的連接，此即動(dòng)態(tài)綁定。2626第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML多態(tài)性實(shí)現(xiàn)的種類 利用繼承關(guān)系把所有數(shù)據(jù)類型當(dāng)做一個(gè)抽象數(shù)據(jù)類型的子類型。動(dòng)態(tài)綁定保證在程序執(zhí)行時(shí)實(shí)施與實(shí)例連接的操作。 利用模板機(jī)制把

16、所有可能的數(shù)據(jù)類型用一個(gè)參數(shù)化的數(shù)據(jù)類型來(lái)代替。2727第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML消息通信消息是一個(gè)對(duì)象向另一個(gè)對(duì)象傳遞的信息。有4類消息：發(fā)送對(duì)象請(qǐng)求接收對(duì)象提供服務(wù)。發(fā)送對(duì)象激活接收對(duì)象。發(fā)送對(duì)象詢問(wèn)接收對(duì)象。發(fā)送對(duì)象僅傳送信息給接收對(duì)象。2828第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML消息通信消息的使用類似于函數(shù)調(diào)用，消息中指定了某一個(gè)實(shí)例、一個(gè)操作名和一個(gè)參數(shù)表（可能是空的），接收消息的實(shí)例執(zhí)行消息中指定的操作，并將形式參數(shù)與參數(shù)表中相應(yīng)的值結(jié)合起來(lái)。系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)就是一組對(duì)象通過(guò)執(zhí)行對(duì)象自身的操作和消息通信來(lái)完成的。2929第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML對(duì)象生存周期對(duì)象的生存周期屬于對(duì)象的實(shí)現(xiàn)視

17、圖。在程序執(zhí)行過(guò)程中，它們根據(jù)需要被創(chuàng)建；一旦它們的使命完成不再需要它們時(shí)，對(duì)象將被銷毀。從這個(gè)意義上講，對(duì)象具有動(dòng)態(tài)性。對(duì)象的創(chuàng)建稱為實(shí)例化。對(duì)象具有狀態(tài)和行為。對(duì)象的狀態(tài)保存在對(duì)象內(nèi)部的屬性中，對(duì)象的行為通過(guò)相關(guān)的操作來(lái)表現(xiàn)。對(duì)象之間可以并行工作，各自獨(dú)立處理自己的數(shù)據(jù)，同時(shí)改變自己的狀態(tài)。對(duì)象之間還具有通信能力，它們通過(guò)互相發(fā)送消息進(jìn)行通信，協(xié)同完成工作流程。3030第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML3.2 統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML概述3131第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML什么是建模所謂建模就是對(duì)現(xiàn)實(shí)的簡(jiǎn)化或抽象，它濾掉了非本質(zhì)的細(xì)節(jié)，集中描繪復(fù)雜問(wèn)題或結(jié)構(gòu)的本質(zhì)，使得問(wèn)題更容易理解。模型可以幫助人們

18、按照實(shí)際情況或按照人們所需要的樣式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行直觀的描繪；模型允許人們細(xì)致地說(shuō)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行為；模型給出一個(gè)指導(dǎo)人們構(gòu)造系統(tǒng)的模板；模型可以通過(guò)文檔的方式把人們的決策正式記載下來(lái)。建模是系統(tǒng)成功的一個(gè)基本因素。3232第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML建模過(guò)程原則 選擇創(chuàng)建的模型應(yīng)能反映所要處理和解決的問(wèn)題。 根據(jù)觀察者的角色和觀察的原因，可選擇用不同詳細(xì)程度表示的模型。 模型建造要基于現(xiàn)實(shí)、反映現(xiàn)實(shí)。 為了完整地理解和表達(dá)系統(tǒng)，需要用一組從不同視角描述系統(tǒng)的模型。 構(gòu)造模型的基本技術(shù)是抽象，應(yīng)抓住與問(wèn)題有關(guān)的主要特征，從抽象到具體，逐步引進(jìn)問(wèn)題詳細(xì)可行的解決方案。3333第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUM

19、L建模過(guò)程原則 不要追求絕對(duì)的真實(shí)和完美，只須從預(yù)期目標(biāo)的角度看其是否充分。 應(yīng)當(dāng)分階段刻畫(huà)問(wèn)題的關(guān)鍵方面，略去相對(duì)次要的因素。 建模語(yǔ)言應(yīng)支持人的由模糊到清晰、由粗到細(xì)、逐漸完善的認(rèn)識(shí)過(guò)程。 應(yīng)采用可視化圖形建模語(yǔ)言，例如UML。3434第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML發(fā)展歷史UML（Unified Modeling Language）是一種定義良好、易于表達(dá)、功能強(qiáng)大且普遍適用的建模語(yǔ)言。它融入了軟件工程領(lǐng)域的新思想、新方法和新技術(shù)。它的作用域不僅支持面向?qū)ο笙到y(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)，還支持從需求分析開(kāi)始的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的全過(guò)程。20世紀(jì)90年代，有3種著名方法是OMT（Rumbaugh）、Booch

20、和OOSE（Jacobson）。每種方法都有自己的開(kāi)發(fā)過(guò)程、表示符號(hào)和側(cè)重點(diǎn)。OMT的強(qiáng)項(xiàng)在分析，而弱項(xiàng)在設(shè)計(jì)；Booch 91的強(qiáng)項(xiàng)在設(shè)計(jì)，而弱項(xiàng)在分析；OOSE的強(qiáng)項(xiàng)在行為分析，而弱項(xiàng)在其他領(lǐng)域。3535第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML36第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML的特點(diǎn) 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。融合了當(dāng)前一些流行的面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)方法的主要概念和技術(shù)，成為一種面向?qū)ο蟮臉?biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一建模語(yǔ)言。提供了標(biāo)準(zhǔn)的面向?qū)ο蟮哪Ｐ驮氐亩x和表示法，有標(biāo)準(zhǔn)的語(yǔ)言工具可用。已成為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化組織OMG的正式標(biāo)準(zhǔn)。 面向?qū)ο蟆ML支持面向?qū)ο蠹夹g(shù)的主要概念，它提供了一批基本的表示模型元素的圖形和方法，能簡(jiǎn)潔明了地表達(dá)面

21、向?qū)ο蟮母鞣N概念和模型元素。3637第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML的特點(diǎn) 可視化，表達(dá)能力強(qiáng)大。一種圖形化語(yǔ)言，系統(tǒng)的邏輯模型和實(shí)現(xiàn)模型都能用UML的模型圖形清晰地表示?？梢蕴幚砼c軟件的說(shuō)明和文檔有關(guān)的問(wèn)題。提供了語(yǔ)言的擴(kuò)展機(jī)制，用戶可以根據(jù)需要增加定義自己的衍型（StereoType）、標(biāo)記值和約束等?？捎糜诟鞣N復(fù)雜類型的軟件系統(tǒng)的建模。3738第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML的特點(diǎn) 獨(dú)立于過(guò)程。UML是系統(tǒng)建模語(yǔ)言，不依賴特定的開(kāi)發(fā)過(guò)程。 容易掌握使用。UML概念明確，建模表示法簡(jiǎn)潔明了，圖形結(jié)構(gòu)清晰，容易掌握使用。只要著重學(xué)習(xí)3個(gè)方面的主要內(nèi)容（UML的基本模型元素、組織模型元素的

22、規(guī)則、UML語(yǔ)言的公共機(jī)制），基本就了解了UML，剩下的就是實(shí)踐的問(wèn)題了。 與編程語(yǔ)言的關(guān)系。 可自動(dòng)生成Java，C+的代碼框架3839第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML的視圖一個(gè)軟件系統(tǒng)往往可以從不同的角度對(duì)其進(jìn)行觀察，從某個(gè)角度觀察到的系統(tǒng)就構(gòu)成了系統(tǒng)的一個(gè)視圖。每個(gè)視圖都是整個(gè)系統(tǒng)描述的一個(gè)投影，若干個(gè)不同的視圖可以完整地描述出所建造的系統(tǒng)。每種視圖用若干幅圖來(lái)描述，一幅圖包含了系統(tǒng)的某一特殊方面的信息。3940第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML的構(gòu)成UML的三個(gè)主要組成元素1)基本構(gòu)造塊（basic building blocks ）2)組織構(gòu)造塊的規(guī)則（rules）3)運(yùn)用于整個(gè)U

23、ML的公共機(jī)制（common mechanisms）UML包括三種基本構(gòu)造塊:1)事物（things）2)關(guān)系（relationships）3)圖（diagrams）4041第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML視圖的4個(gè)主題域結(jié)構(gòu)主題域描述了系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)成員及其相互關(guān)系，包括靜態(tài)視圖、設(shè)計(jì)視圖和用例視圖；動(dòng)態(tài)主題域描述了系統(tǒng)的行為或其他隨時(shí)間變化的行為，包括狀態(tài)機(jī)視圖、活動(dòng)視圖和交互視圖；物理主題域描述了系統(tǒng)中的計(jì)算資源及其總體結(jié)構(gòu)上的部署，包括部署視圖；模型管理主題域描述層次結(jié)構(gòu)中模型自身的組織（利用包來(lái)組織模型），包括模型管理視圖和剖面。4142第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML的視圖 用例

24、視圖（Use Case View） 用例視圖由一組用例圖構(gòu)成，其基本組成部件是用例、參與者和系統(tǒng)，用于從系統(tǒng)的外部視角描述參與者與系統(tǒng)的交互，進(jìn)行系統(tǒng)的功能建模。 靜態(tài)視圖（Static View） 靜態(tài)視圖用類圖表示，主要描述系統(tǒng)中的類以及類之間的相互關(guān)系。它用于建立系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)模型（應(yīng)用領(lǐng)域的視角）與物理結(jié)構(gòu)模型（系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的視角）。 設(shè)計(jì)視圖（Design View） 設(shè)計(jì)視圖由一組內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖、通信圖和構(gòu)件圖實(shí)現(xiàn)。它用于對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)自身的設(shè)計(jì)層面的結(jié)構(gòu)建模。4243第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML的視圖 狀態(tài)機(jī)視圖（State Machine View） 狀態(tài)機(jī)視圖用狀態(tài)機(jī)圖表示。每個(gè)狀

25、態(tài)機(jī)圖用于對(duì)一個(gè)類實(shí)例的整個(gè)生存周期的個(gè)體行為建模，它描述了該實(shí)例的一組狀態(tài)和這些狀態(tài)之間的遷移。 活動(dòng)視圖（Activity View） 活動(dòng)視圖用活動(dòng)圖表示?；顒?dòng)圖相當(dāng)于傳統(tǒng)的程序流程圖的作用，用于描述一個(gè)系統(tǒng)或子系統(tǒng)的工作流，或者描述某一算法中計(jì)算活動(dòng)的控制流。 交互視圖（Interaction View） 交互視圖可用順序圖和通信圖表示，描述系統(tǒng)中一組對(duì)象如何通過(guò)消息傳遞，共同協(xié)作來(lái)實(shí)現(xiàn)某一個(gè)用例或構(gòu)件的功能。4344第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML的視圖 部署視圖（Deployment View） 部署視圖用部署圖表示，部署圖描述了運(yùn)行時(shí)結(jié)點(diǎn)（如計(jì)算機(jī)等物理設(shè)備資源）的配置及其連接

26、，以及各種制品在結(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)上的分布。制品是一個(gè)物理實(shí)現(xiàn)單元，如一個(gè)文件，它也可以表示一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件的實(shí)現(xiàn)。 模型管理視圖（Model Managernent View） 模型管理視圖對(duì)模型自身的組織建模。一個(gè)模型由一組保存模型元素（如類、狀態(tài)機(jī)、用例）的包組成。包還可以包含其他的包，因此，一個(gè)模型從一個(gè)間接包含所有模型內(nèi)容的根包（Root Package）開(kāi)始。包是操縱模型內(nèi)容的單元，還是訪問(wèn)控制和配置控制的單元。每個(gè)模型元素可以被一個(gè)包或另一個(gè)元素?fù)碛?。模型管理信息通常展示在包圖中，它是類圖的變種。 剖面（Profile） UML是用一個(gè)元模型（Meta-model）定義的。元模型是指描述建模

27、語(yǔ)言自身的模型。剖面機(jī)制允許在不修改基本元模型的前提下對(duì)UML作有限的變化。4445第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML的視圖UML包含3個(gè)主要的可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)：約束是以自然語(yǔ)言或特定形式語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)的對(duì)語(yǔ)義的限制或條件，一般把約束寫(xiě)在花括號(hào)中，如 value 0 、 or 等。構(gòu)造型也叫做衍型，可追加在其他模型元素之上，使原來(lái)的模型元素變成具有特定語(yǔ)義的新變種。它本質(zhì)上是一種新元類（Metaclass）。一般用 標(biāo)記構(gòu)造型，如signal。標(biāo)簽值是貼在任何模型元素上被命名的信息片。4546第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML47第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML3.3 UML的模型元素4648第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅc

28、UMLUML的事物事物是對(duì)模型中最具代表性成分的抽象。在UML中，可以將事物分為結(jié)構(gòu)事物、行為事物、分組事物和注釋事物4類。4749第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML的事物origin(24,20)(f)用例size(12,8)suspend()flush()(c)對(duì)象open()close()windowsEventManagerdata:windowsPalce Ordermove()display()(a)類(b)主動(dòng)類ISpelling(d)接口(e)狀態(tài)機(jī)Initializing(g)參與者OrderManegement(h)協(xié)作Orderform.Java(i)構(gòu)件Applicat

29、ionServer(j)結(jié)點(diǎn)UserInterfacePackage(k)包See policy.doc(l)注釋UML的基本事物50第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML的事物1結(jié)構(gòu)事物結(jié)構(gòu)事物是UML模型的靜態(tài)部分，主要用來(lái)描述概念的或物理的元素，包括類、主動(dòng)類、接口、用例、協(xié)作、構(gòu)件和結(jié)點(diǎn)等。 類（Class）- 類用帶有類名、屬性和操作的矩形框來(lái)表示。類名Windoworiginsizeopen( )close( )move( )display( )屬性操作4851第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML的事物 對(duì)象（Object）- 對(duì)象是類的實(shí)例，在使用時(shí)需在其名字下邊加下劃線，對(duì)象的屬性值

30、需明確給出。 接口（Interface）- 描述了一個(gè)類或構(gòu)件的一組外部可用的服務(wù)（操作）集。接口定義的是一組操作的描述，而不是操作的實(shí)現(xiàn)。供口需口4952第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML的事物 主動(dòng)類（Active Class）- 主動(dòng)類的實(shí)例應(yīng)具有一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程或線程，能夠啟動(dòng)控制活動(dòng)。在圖形上，為了與普通類區(qū)分，主動(dòng)類用兩側(cè)加邊框的矩形表示。EventManagersuspend()flush()5053第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML的事物 用例（Use Case）- 亦稱用況，用于表示系統(tǒng)想要實(shí)現(xiàn)的行為，即描述一組動(dòng)作序列（即場(chǎng)景）。而系統(tǒng)執(zhí)行這組動(dòng)作后將產(chǎn)生一個(gè)對(duì)特定參與者有價(jià)

31、值的結(jié)果。在圖形上，用例用一個(gè)僅包含其名字的實(shí)線橢圓表示。Place Order實(shí)現(xiàn)用例OrderManagement協(xié)作5154第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML的事物 參與者（Aotor）- 亦稱行動(dòng)者或角色。參與者定義了一組與系統(tǒng)有信息交互關(guān)系的人、事、物，在圖形上用一個(gè)簡(jiǎn)化的小人表示。 協(xié)作（Collaboration）- 用例僅描述要實(shí)現(xiàn)的行為，不描述這些行為的實(shí)現(xiàn)。這種實(shí)現(xiàn)用協(xié)作描述。協(xié)作定義了一個(gè)交互，描述一組角色實(shí)體和其他實(shí)體如何通過(guò)協(xié)同工作來(lái)完成一個(gè)功能或行為。在圖形上，協(xié)作用一個(gè)僅包含名字的虛線橢圓表示 。Actor5255第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML的事物 構(gòu)件（C

32、omponent）- 亦稱組件，是系統(tǒng)中物理的、可替代的部件。它通常是一個(gè)描述了一些邏輯元素的物理包。在圖形上，構(gòu)件用一個(gè)帶有小方框的矩形來(lái)表示。Orderform.java5356第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML的事物 結(jié)點(diǎn)（Node）- 是在運(yùn)行時(shí)存在的物理元素。它代表一種可計(jì)算的資源，通常具有一定的記憶能力和處理能力。在圖形上，結(jié)點(diǎn)用立方體來(lái)表示。應(yīng)用服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器課程管理成績(jī)管理5457第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML的事物2行為事物行為事物是UML模型的動(dòng)態(tài)部分，包括交互和狀態(tài)機(jī)兩類。 交互（Interaction）交互由在特定的上下文環(huán)境中共同完成一定任務(wù)的一組對(duì)象之間傳遞

33、的消息組成。交互涉及的元素包括消息、動(dòng)作序列和鏈。有名對(duì)象Assign(development)p:Person:Company消息匿名對(duì)象5558第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML的事物 狀態(tài)機(jī)（State Machine）狀態(tài)機(jī)描述了一個(gè)對(duì)象或一個(gè)交互在生存周期內(nèi)響應(yīng)事件所經(jīng)歷的狀態(tài)序列。狀態(tài)機(jī)涉及的元素包括狀態(tài)、轉(zhuǎn)換、事件活動(dòng)等。狀態(tài)用圓角矩形來(lái)表示。KeypressinitializingcommandExitidleFinished5659第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML的事物3分組事物分組事物是UML模型的組織部分。它的作用是降低模型的復(fù)雜性。包（Package）- 是把模型元素

34、組織成組的機(jī)制，結(jié)構(gòu)事物、行為事物甚至其他分組事物都可以放進(jìn)包內(nèi)。包不像構(gòu)件（僅在運(yùn)行時(shí)存在），它純粹是概念上的（即它僅在開(kāi)發(fā)時(shí)存在）。用戶接口包應(yīng)用包業(yè)務(wù)對(duì)象包5760第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML的事物4注釋事物注釋事物是UML模型的解釋部分，它們用來(lái)描述和標(biāo)注模型的任何元素。通常可以用注釋修飾帶有約束或者解釋的圖。See policy8-5-96.docfor details aboutthese algorithms.CashAccountpresentValue()5861第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML中的關(guān)系模型元素之間的關(guān)系也是模型元素，常見(jiàn)的關(guān)系有依賴、關(guān)聯(lián)、泛化和實(shí)現(xiàn)

35、4種。關(guān)系特征：這四種關(guān)系是UML模型中可以包含的基本關(guān)系。它們也有變體。例如，依賴的變體有細(xì)化、跟蹤、包含和延伸。5962第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML中的關(guān)系依賴關(guān)聯(lián)泛化實(shí)現(xiàn)聚合復(fù)合(狀態(tài))遷移同步消息簡(jiǎn)單消息異步消息UML中的關(guān)系5963第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML中的關(guān)系1依賴（Dependency）關(guān)系兩個(gè)事物之間的語(yǔ)義關(guān)系，其中目標(biāo)事物發(fā)生變化會(huì)影響源事物的語(yǔ)義。圖中虛線箭頭從源事物指向目標(biāo)事物，表示源事物依賴于目標(biāo)事物。CourseScheduleadd(c:Course)remove(c:Course)IteratorCourse6064第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLU

36、ML中的關(guān)系兩個(gè)類之間的依賴關(guān)系可以是：源類訪問(wèn)定義在目標(biāo)類內(nèi)部的數(shù)據(jù)值；源類的操作調(diào)用了定義在目標(biāo)類的操作；源類的返回類或參數(shù)是目標(biāo)類的實(shí)例；如果在順序圖中的兩個(gè)對(duì)象存在消息的傳送，而且它們之間沒(méi)有結(jié)構(gòu)方面的連接，可以在類圖上用依賴關(guān)系建模。依賴的變體包含特定的語(yǔ)義，表明類之間的關(guān)系、包之間的關(guān)系、用例之間的關(guān)系、對(duì)象之間的關(guān)系、建模元素與模型之間的關(guān)系等。6165第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML類之間的依賴關(guān)系a. 友元依賴 目標(biāo)類（如二叉樹(shù)）視源類（如迭代器）為友元，允許源類訪問(wèn)目標(biāo)類的所有私有屬性和操作。IteratorBinaryTreeb. 導(dǎo)出依賴 兩個(gè)類或?qū)ο笕绻嬖趯?dǎo)出依賴，則表

37、明源類（如年齡）可以從目標(biāo)類（如出生年月）通過(guò)計(jì)算導(dǎo)出。AgeBirthDay6266第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML類之間的依賴關(guān)系c. 細(xì)化依賴 在類圖中表示同一模型的不同詳細(xì)程度的規(guī)格說(shuō)明，源類比目標(biāo)類更為詳細(xì)。Chessboardfrom optimizedchessboardfrom simpled. 實(shí)例化依賴 若要強(qiáng)調(diào)一個(gè)類的對(duì)象是由另一個(gè)類的對(duì)象創(chuàng)建的，可用實(shí)例化依賴。它表明源類創(chuàng)建了目標(biāo)類的一個(gè)實(shí)例。ArrayStack6367第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML類之間的依賴關(guān)系e. 使用依賴 不加任何修飾的依賴即為使用依賴。也可用修飾強(qiáng)調(diào)源類的語(yǔ)義依賴于目標(biāo)類的具有共有可見(jiàn)性的構(gòu)成的語(yǔ)

38、義。Binary SearchTreeBinary Treef. 綁定（Binding）依賴這種依賴關(guān)系中的目標(biāo)類是模板類，源類是從模板實(shí)例化的類。 Stack Stack6468第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML包之間的依賴關(guān)系a. 訪問(wèn)依賴 它表明源包被賦予了可訪問(wèn)目標(biāo)包的權(quán)限。sourcetargetb. 導(dǎo)入依賴 它表明了源包可以訪問(wèn)目標(biāo)包里的元素，但各個(gè)包有自己獨(dú)立的命名空間，這意味著屬于不同包的兩個(gè)元素可以重名。導(dǎo)入依賴可以使目標(biāo)包內(nèi)的公共可見(jiàn)元素進(jìn)入源包的命名空間。sourcetarget6569第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML用例之間的依賴關(guān)系a. 包含依賴 它表明源用例顯式地包含目標(biāo)用

39、例作為其行為的一部分。此時(shí)將源用例稱為基用例，目標(biāo)用例稱為內(nèi)含用例。如果兩個(gè)用例之間具有包含依賴關(guān)系，則表明基用例的動(dòng)作序列中有特定的步驟把內(nèi)含用例的動(dòng)作序列包含進(jìn)來(lái)。baseuse caseinclusionuse case6670第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML用例之間的依賴關(guān)系b. 擴(kuò)展依賴 它表明源用例擴(kuò)展了目標(biāo)用例的行為。此時(shí)，源用例稱為基用例，目標(biāo)用例稱為擴(kuò)展用例。擴(kuò)展用例在特定條件下為基用例提供附加的動(dòng)態(tài)行為。例如，在人機(jī)交互過(guò)程中出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)進(jìn)行的異常處理即為擴(kuò)展動(dòng)作。baseuse caseextensionuse case擴(kuò)展依賴與包含依賴的區(qū)別在于，如果僅將擴(kuò)展從基用例地動(dòng)作序

40、列中去除，基用例仍然是語(yǔ)義完備的，即它的執(zhí)行仍將產(chǎn)生有意義的結(jié)果。而包含依賴則不然。6771第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML對(duì)象之間的依賴關(guān)系a. 轉(zhuǎn)換依賴 當(dāng)需要在交互圖上表示對(duì)象狀態(tài)的轉(zhuǎn)換時(shí)可以用轉(zhuǎn)換依賴。主要強(qiáng)調(diào)由于消息而導(dǎo)致對(duì)象狀態(tài)的改變。轉(zhuǎn)換依賴連接的目標(biāo)對(duì)象和源對(duì)象是同一個(gè)對(duì)象。b. 調(diào)用依賴 當(dāng)需要在交互圖或?qū)ο髨D上顯式強(qiáng)調(diào)對(duì)象之間或操作之間的調(diào)用關(guān)系時(shí)要用調(diào)用依賴。它表明源對(duì)象引用了目標(biāo)對(duì)象的操作，或源操作引用了目標(biāo)操作。6872第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML對(duì)象之間的依賴關(guān)系c. 復(fù)制依賴 為了在交互圖或活動(dòng)圖上描述對(duì)象復(fù)制的動(dòng)作可以采用復(fù)制依賴。它連接兩個(gè)對(duì)象，目標(biāo)對(duì)象是源對(duì)象的

41、完全相同而又獨(dú)立的副本。d. 發(fā)送依賴 它連接一個(gè)對(duì)象（在源端）和一個(gè)消息（在目標(biāo)端），表明源對(duì)象在交互過(guò)程中發(fā)送了一個(gè)消息，可以用在狀態(tài)機(jī)的描述中。它針對(duì)內(nèi)嵌有狀態(tài)機(jī)的對(duì)象，可用來(lái)描述如何通過(guò)發(fā)送信號(hào)以產(chǎn)生某種事件的動(dòng)作。6973第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML建模元素與模型之間的依賴關(guān)系a. 回溯依賴 它連接兩個(gè)模型元素，表明目標(biāo)是源的歷史上的前驅(qū)。如交互和協(xié)作就是從用例導(dǎo)出的。7074第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML中的關(guān)系2關(guān)聯(lián)（Association）關(guān)系關(guān)聯(lián)是一種結(jié)構(gòu)關(guān)系，它描述了兩個(gè)或多個(gè)類的實(shí)例之間的連接關(guān)系，是一種特殊的依賴。關(guān)聯(lián)分為普通關(guān)聯(lián)、限定關(guān)聯(lián)、關(guān)聯(lián)類以及聚合與其特殊情

42、形 - 復(fù)合。7175第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML中的關(guān)系1）普通關(guān)聯(lián)普通關(guān)聯(lián)是最常見(jiàn)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，只要類與類之間存在連接關(guān)系就可以用普通關(guān)聯(lián)表示。普通關(guān)聯(lián)又分為二元關(guān)聯(lián)和多元關(guān)聯(lián)。二元關(guān)聯(lián)描述兩個(gè)類之間的關(guān)聯(lián)，用兩個(gè)類之間的一條直線來(lái)表示，直線上可寫(xiě)上關(guān)聯(lián)名。關(guān)聯(lián)通常是雙向的，每一個(gè)方向可有一個(gè)關(guān)聯(lián)名，并用一個(gè)實(shí)心三角來(lái)指示關(guān)聯(lián)名指的是哪一個(gè)方向。如果關(guān)聯(lián)含義清晰的話，也可不起名字。關(guān)聯(lián)與兩端的類連接的地方叫做關(guān)聯(lián)端點(diǎn)，在關(guān)聯(lián)兩端連接的類各自充當(dāng)了某種角色，有關(guān)的信息（如角色名、可見(jiàn)性、多重性等）可附加到各個(gè)端點(diǎn)上。7276第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML中的關(guān)系77普通關(guān)聯(lián)多重性：表

43、明一個(gè)關(guān)聯(lián)的兩端連接的類實(shí)例個(gè)數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。11個(gè)實(shí)例 0.* 或* 0到多個(gè)實(shí)例0.10到1個(gè)實(shí)例 1+或1.* 1到多個(gè)實(shí)例角色名：表示類實(shí)例在這個(gè)關(guān)聯(lián)中扮演的角色。一個(gè)類可與它自身關(guān)聯(lián)。多元關(guān)聯(lián)：3個(gè)或3個(gè)以上類之間的關(guān)聯(lián)。多元關(guān)聯(lián)由一個(gè)菱形，以及由菱形引出的通向各個(gè)相關(guān)類的直線組成。78第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML中的關(guān)系2）限定關(guān)聯(lián)限定關(guān)聯(lián)通常用在一對(duì)多或多對(duì)多的關(guān)聯(lián)關(guān)系中，可以把模型中的多重性從一對(duì)多變成一對(duì)一，或?qū)⒍鄬?duì)多簡(jiǎn)化成多對(duì)一。一種方式是在類圖中關(guān)聯(lián)關(guān)系的下方加約束；另一種方式是在類圖中把限定詞（Qualifier）放在關(guān)聯(lián)關(guān)系末端的一個(gè)小方框內(nèi)。目錄1ordered

44、(a)(b)0.*文件目錄文件名文件限定關(guān)聯(lián)7379第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML中的關(guān)系3）關(guān)聯(lián)類在關(guān)聯(lián)關(guān)系比較簡(jiǎn)單的情況下，關(guān)聯(lián)關(guān)系的語(yǔ)義用關(guān)聯(lián)關(guān)系的名字來(lái)概括。但在某些情況下，需要對(duì)關(guān)聯(lián)關(guān)系的語(yǔ)義做詳細(xì)的定義、存儲(chǔ)和訪問(wèn)，為此可以建立關(guān)聯(lián)類（Association Class），用來(lái)描述關(guān)聯(lián)的屬性。關(guān)聯(lián)中的每個(gè)鏈與關(guān)聯(lián)類的一個(gè)實(shí)例相聯(lián)系,關(guān)聯(lián)類通過(guò)一條虛線與關(guān)聯(lián)連接。7480第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML81第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML中的關(guān)系4）聚合聚合（Aggregation）也稱為聚集，是一種特殊的關(guān)聯(lián)。它描述了整體和部分之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。在需求陳述中，若出現(xiàn)“包含”、“組成

45、”、“分為 部分”等字句，往往意味著存在聚合關(guān)系。除了一般聚合之外，還有兩種特殊的聚合關(guān)系：共享聚合（Shared Aggregation）和復(fù)合聚合（Composition Aggregation）。如果在聚合關(guān)系中處于部分方的實(shí)例可同時(shí)參與多個(gè)處于整體方實(shí)例的構(gòu)成，則該聚合稱為共享聚合。聚合和共享聚合的圖示符號(hào)是在表示關(guān)聯(lián)關(guān)系的直線末端緊挨著整體類的地方畫(huà)一個(gè)空心菱形。7582第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML中的關(guān)系4）聚合如果部分類完全隸屬于整體類，部分類需要與整體類共存，一旦整體類不存在了，則部分類也會(huì)隨之消失，或失去存在價(jià)值，則這種聚合稱為復(fù)合聚合，在復(fù)合聚合關(guān)系中整體方的菱形為實(shí)

46、心菱形。7683第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML中的關(guān)系4）聚合導(dǎo)航（Navigabihty）是關(guān)聯(lián)關(guān)系的一種特性，它通過(guò)在關(guān)聯(lián)的一個(gè)端點(diǎn)上加箭頭來(lái)表示導(dǎo)航的方向。7784第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML中的關(guān)系3泛化（Generalization）關(guān)系泛化關(guān)系就是一般（Generalization）類和特殊（Specialization）類之間的繼承關(guān)系。特殊類完全擁有一般類的信息，并且還可以附加一些其他信息。在UML中，一般類亦稱泛化類，特殊類亦稱特化類。在圖形表示上，用一端為空心三角形的連線表示泛化關(guān)系，三角形的頂角緊挨著一般類。7885第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML中的關(guān)系1）

47、普通泛化普通泛化與前面講過(guò)的繼承基本相同。但要了解的是，在泛化關(guān)系中常遇到一個(gè)特殊的類-抽象類。一般稱沒(méi)有具體對(duì)象的類為抽象類。抽象類通常作為父類，用于描述其他類（子類）的公共屬性和行為。在圖形上，抽象類的類名下附加一個(gè)標(biāo)簽值abstract 。79普通泛化可以分為多重繼承和單繼承。86第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML中的關(guān)系7987第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML中的關(guān)系2）受限泛化受限泛化關(guān)系是指泛化具有約束條件。預(yù)定義的約束有4種：交疊（Overlapping）、不相交（Disjoint）、完全（Complete）和不完全（Incomplate）。這些約束都是語(yǔ)義約束。8088受限泛

48、化一個(gè)一般類可以從不同的方面將其特化成不同的特殊類集合。例如人可以分成男人和女人，這覆蓋了人的所有性別，約束是“完全的”，并且是互斥的，約束是“不相交的”。從職業(yè)角度，人又可以分為教師，醫(yī)生，并未覆蓋所有職業(yè)，約束是“不完全的”，而且允許一個(gè)人有多個(gè)職業(yè)，如醫(yī)科大學(xué)的教師也可以是醫(yī)生，約束是“交疊”的。89第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUMLUML中的關(guān)系4實(shí)現(xiàn)（Implement）關(guān)系實(shí)現(xiàn)是泛化關(guān)系和依賴關(guān)系的結(jié)合，也是類之間的語(yǔ)義關(guān)系，通常在以下兩種情況出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)關(guān)系： 接口和實(shí)現(xiàn)它們的類或構(gòu)件之間。 用例和實(shí)現(xiàn)它們的協(xié)作之間。在UML中，實(shí)現(xiàn)關(guān)系用帶有空心箭頭的虛線表示。8190第3章 面向?qū)ο蠓?/p>

49、法與UMLUML中的關(guān)系8191第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML3.4 UML中的圖8292第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML外部視圖外部視圖主要用用例圖、活動(dòng)圖和順序圖來(lái)描述。例子：系統(tǒng)的問(wèn)題陳述如下：“在每個(gè)學(xué)期開(kāi)始時(shí)，注冊(cè)管理員（Registrar）設(shè)置一個(gè)學(xué)期開(kāi)設(shè)的所有課程信息，并根據(jù)學(xué)生的專業(yè)，為學(xué)生提供一個(gè)可選課程的目錄，列出他可選擇的課程。學(xué)生（Student）可以申請(qǐng)這個(gè)課程目錄，選擇4門課程。另外，每個(gè)學(xué)生還要指定2門候補(bǔ)課程，以便所選課程滿員或被取消的情況下進(jìn)行調(diào)整。每門課程的選課學(xué)生人數(shù)限制在310名。一個(gè)學(xué)生的注冊(cè)過(guò)程完成后，注冊(cè)系統(tǒng)就會(huì)將信息發(fā)送給計(jì)費(fèi)系統(tǒng)（Billing Sy

50、stem），這樣這名學(xué)生就可以為這個(gè)學(xué)期付費(fèi)了。教授（Professor）可以使用這個(gè)系統(tǒng)提交他計(jì)劃開(kāi)設(shè)的課程，查看哪些學(xué)生注冊(cè)了他的課程。”8393第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML外部視圖1用例圖（Use Case Diagram）用例圖展現(xiàn)了一組用例、參與者和擴(kuò)展關(guān)系、包含關(guān)系等。該圖的作用是描述系統(tǒng)的行為，即該系統(tǒng)在它的上下文環(huán)境中所提供的外部可見(jiàn)服務(wù)。因此，用例圖有兩種使用方式：一是上下文環(huán)境建模，說(shuō)明位于系統(tǒng)之外并與系統(tǒng)進(jìn)行交互的參與者以及它們所扮演的角色的含義；二是功能需求建模，說(shuō)明系統(tǒng)想要的行為。8494第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML外部視圖95第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML外部視圖如果

51、多個(gè)用例共享一個(gè)功能，可以單獨(dú)建立一個(gè)用例以描述這個(gè)功能，并建立用例之間的聯(lián)系，包括“包含”和“擴(kuò)展”關(guān)系。8596第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML外部視圖2活動(dòng)圖（Activity Diagram）用例圖描述了系統(tǒng)應(yīng)提供的功能，但不包括實(shí)現(xiàn)功能的細(xì)節(jié)。如果需要描述功能的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，可以使用活動(dòng)圖和順序圖。活動(dòng)圖顯示了用例中的操作和操作之間的控制流和數(shù)據(jù)流。使用活動(dòng)圖可以表達(dá)出計(jì)算過(guò)程或工作流順序的和并發(fā)的執(zhí)行步驟。8697第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML外部視圖分支或決策點(diǎn)控制流活動(dòng)或動(dòng)作(并行流)分叉(并行流)合并接收一個(gè)事件發(fā)送一個(gè)事件按時(shí)間點(diǎn)啟動(dòng)操作活動(dòng)起始點(diǎn)活動(dòng)終點(diǎn)控制流終點(diǎn)活動(dòng)圖中主要符號(hào)8

52、698第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML外部視圖使用活動(dòng)圖可以描述用例的業(yè)務(wù)工作流，進(jìn)行工作流建模，展示與系統(tǒng)交互的參與者所能觀察到的活動(dòng)。在后續(xù)的設(shè)計(jì)階段，還可以利用活動(dòng)圖對(duì)操作的控制流建模。此時(shí)可以把活動(dòng)當(dāng)做程序流程圖使用，對(duì)一個(gè)計(jì)算的細(xì)節(jié)部分進(jìn)行描述。我們希望在活動(dòng)圖中既能描述執(zhí)行了什么活動(dòng)，又能夠說(shuō)明該活動(dòng)由誰(shuí)來(lái)完成，可以使用泳道來(lái)描述這種關(guān)系。8799第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML外部視圖Navigate to HomeBuild HomeSearch for CourseBrowse byOfferingSubject AreaEnter Course Offering NumberSel

53、ect CourseDisplay Course OfferingReturn to HomeQuitDisplay Course OfferingSelect Course OfferingInformationReturn to HomeStudentSystemQuit“瀏覽課程目錄”的活動(dòng)圖87100第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML外部視圖3順序圖（Sequence Diagram）順序圖也稱為序列圖，它按時(shí)間順序顯示對(duì)象之間的交互，描述了如何通過(guò)對(duì)象之間的交互實(shí)現(xiàn)用例。它由在一個(gè)上下文環(huán)境中的一組對(duì)象及它們之間交互的信息組成。對(duì)象表述為虛垂線頂端的矩形框。這些對(duì)象都排列在圖的頂部。其中，

54、發(fā)起用例活動(dòng)的對(duì)象（如參與者）放在最左邊，其他對(duì)象按邊界對(duì)象、控制對(duì)象、實(shí)體對(duì)象依次排列。每個(gè)對(duì)象下面有一條虛垂線，稱為該對(duì)象的生命線，表明對(duì)象在一段時(shí)間內(nèi)存在，以此說(shuō)明對(duì)象可以在交互過(guò)程中創(chuàng)建，在交互過(guò)程中撤銷。88101第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML外部視圖在生命線上覆蓋的瘦高的矩形稱為控制焦點(diǎn)，表示一個(gè)對(duì)象執(zhí)行一個(gè)動(dòng)作所經(jīng)歷的時(shí)間段。矩形的頂部表示動(dòng)作的開(kāi)始，底部表示動(dòng)作的結(jié)束（可以用一個(gè)由虛線剪頭表示的返回消息來(lái)標(biāo)記）。生命線之間的箭頭表示消息。它從一個(gè)對(duì)象指向另一個(gè)對(duì)象。消息箭頭可以回到同一條生命線，指明自調(diào)用，即對(duì)象發(fā)給自己的消息。消息出現(xiàn)的次序自上而下。順序圖展現(xiàn)了一組對(duì)象和由這組

55、對(duì)象收發(fā)的消息，用于按時(shí)間順序?qū)刂屏鹘！?9102第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML外部視圖89103第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML內(nèi)部視圖UML的內(nèi)部視圖描述系統(tǒng)內(nèi)部的過(guò)程、活動(dòng)、關(guān)系和結(jié)構(gòu)。下面介紹幾個(gè)主要的內(nèi)部視圖。1類圖（Class Diagram）類圖是系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)視圖，在類圖中UML建模元素包括類及其結(jié)構(gòu)和行為，接口，協(xié)作，關(guān)聯(lián)、依賴、泛化關(guān)系，多重性和導(dǎo)航指示符，角色名字等。特別地，主動(dòng)類的類圖給出了系統(tǒng)的靜態(tài)進(jìn)程視圖。90104第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML內(nèi)部視圖105第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML內(nèi)部視圖在類的描述中，屬性和操作可具有不同的可見(jiàn)性。常用的可見(jiàn)性包括 public（

56、公用）private（私用）和 protected（保護(hù)，在繼承關(guān)系中使用），在UML中分別用“+”、“-”和“#”表示。UML還允許在屬性和操作后附加約束特性的說(shuō)明。如在某屬性后加“只讀”說(shuō)明該屬性是只讀屬性；又如在某操作后加“const”說(shuō)明該操作是常值操作，操作的結(jié)果不會(huì)改變類對(duì)象的值。91106第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML內(nèi)部視圖2對(duì)象圖（object Diagram）對(duì)象是類的實(shí)例，對(duì)象圖可以看做是類圖的一個(gè)實(shí)例，對(duì)象之間的鏈（Link）可以是類之間關(guān)聯(lián)的實(shí)例。因此，對(duì)象圖展現(xiàn)了一組對(duì)象以及它們之間的關(guān)系，用以詳述、構(gòu)造和文檔化系統(tǒng)中存在的對(duì)象以及它們之間的相互關(guān)系。92107第3章

57、 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML內(nèi)部視圖108第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML內(nèi)部視圖3通信圖（Communication Diagram）通信圖在UML 2.0以前的版本稱為協(xié)作圖或合作圖，它是動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)視圖，強(qiáng)調(diào)參加交互的各個(gè)對(duì)象的組織。通信圖只對(duì)相互間有交互的對(duì)象和這些對(duì)象之間的關(guān)系建模，而忽略了其他對(duì)象和關(guān)聯(lián)。通信圖可以被視為對(duì)象圖的擴(kuò)展，但它除了展現(xiàn)出對(duì)象之間的鏈接外，還顯示出對(duì)象之間的消息傳遞。在表示鏈接的直線上可以附加名字，對(duì)象之間的消息傳遞用箭頭標(biāo)示在鏈的旁邊，箭頭的方向從發(fā)送消息的對(duì)象指向接收消息的對(duì)象。消息上所附序列號(hào)指明消息執(zhí)行的時(shí)間順序。93109第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML內(nèi)部視圖1

58、10通信圖通信圖與順序圖都可以表示對(duì)象之間的交互，都屬于交互圖，在語(yǔ)義上是等價(jià)的，但它們之間也有不同。順序圖主要強(qiáng)調(diào)各個(gè)消息收發(fā)的時(shí)間先后次序，但沒(méi)有明確表達(dá)對(duì)象之間的關(guān)系。通信圖主要強(qiáng)調(diào)各個(gè)對(duì)象的組織關(guān)系，但時(shí)間順序必須從消息的序列號(hào)得到，一般多用于內(nèi)部視圖。111第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML內(nèi)部視圖94112第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML內(nèi)部視圖4狀態(tài)機(jī)圖（State Machine Diagram）在UML中，一個(gè)類的對(duì)象有其生存周期過(guò)程。在此過(guò)程中對(duì)象具有若干典型的狀態(tài)，當(dāng)探測(cè)到某一事件發(fā)生，對(duì)象做出響應(yīng)就將導(dǎo)致?tīng)顟B(tài)的轉(zhuǎn)變。對(duì)象的每個(gè)狀態(tài)執(zhí)行若干活動(dòng)或動(dòng)作，從而表現(xiàn)出某種行為并完成某種工

59、作。狀態(tài)機(jī)圖通過(guò)對(duì)類的對(duì)象的生存周期建模來(lái)描述對(duì)象隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)行為，它由狀態(tài)、遷移、事件和活動(dòng)組成 。95113第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML內(nèi)部視圖95114第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML內(nèi)部視圖狀態(tài)分為起始狀態(tài)、終止?fàn)顟B(tài)和中間狀態(tài)。起始狀態(tài)表示激活一個(gè)對(duì)象，開(kāi)始該對(duì)象的生存周期的歷程；終止?fàn)顟B(tài)表示對(duì)象完成生存周期的狀態(tài)遷移的所有活動(dòng)，結(jié)束對(duì)象的生存周期歷程；中間狀態(tài)表示對(duì)象處于生存周期的某一位置并執(zhí)行相關(guān)的活動(dòng)或動(dòng)作。一個(gè)狀態(tài)機(jī)圖可以有一個(gè)起始狀態(tài)和零個(gè)或多個(gè)終止?fàn)顟B(tài)。狀態(tài)遷移表示圖中一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，在狀態(tài)機(jī)圖中用連接兩個(gè)狀態(tài)的箭頭表示。狀態(tài)遷移分成外部遷移和內(nèi)部遷移。外部遷移是系統(tǒng)響應(yīng)某個(gè)事件并導(dǎo)致對(duì)象狀態(tài)轉(zhuǎn)換的遷移，通常把事件名寫(xiě)在表示遷移的箭頭旁，需要時(shí)可加上引發(fā)遷移的條件表達(dá)式。內(nèi)部遷移也是系統(tǒng)響應(yīng)某個(gè)事件的發(fā)生而被觸發(fā)的，但它不會(huì)導(dǎo)致對(duì)象狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，因此這種遷移只有源狀態(tài)而沒(méi)有目標(biāo)狀態(tài)也可以說(shuō)，內(nèi)部遷移是對(duì)象處于該狀態(tài)時(shí)，為響應(yīng)事件而在狀態(tài)內(nèi)部執(zhí)行的活動(dòng)或動(dòng)作，它不改變狀態(tài)。96115第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML內(nèi)部視圖96116第3章 面向?qū)ο蠓椒ㄅcUML內(nèi)部視圖事件是指在某一時(shí)刻發(fā)生并造成影響的事。在狀態(tài)機(jī)中，一個(gè)事件的發(fā)生可以觸發(fā)狀態(tài)的遷移。