UML基礎(chǔ)與建模實(shí)踐：8、第八章 活動(dòng)圖

UML基礎(chǔ)與建模實(shí)踐

第八章活動(dòng)圖

主講人：內(nèi)容摘要活動(dòng)圖的概念1活動(dòng)圖的表示2活動(dòng)圖的分類(lèi)3構(gòu)建活動(dòng)圖4小結(jié)與習(xí)題58.1什么是活動(dòng)圖活動(dòng)圖涵蓋了什么？1．活動(dòng)圖2．活動(dòng)圖的作用3．活動(dòng)圖的組成元素4．活動(dòng)圖與交互圖8.2活動(dòng)圖的表示

下面分別描述活動(dòng)圖中元素的語(yǔ)義和表示法1．初始節(jié)點(diǎn)和終點(diǎn)初始節(jié)點(diǎn)表示活動(dòng)的起點(diǎn)；終點(diǎn)表示活動(dòng)的終結(jié)點(diǎn)。用一個(gè)實(shí)心圓表示初始節(jié)點(diǎn)，用一個(gè)圓圈內(nèi)加一個(gè)實(shí)心圓來(lái)表示活動(dòng)終點(diǎn)，如圖8-1所示。在活動(dòng)圖中，可能包含多個(gè)活動(dòng)終點(diǎn)。圖8-1初始節(jié)點(diǎn)和終點(diǎn)的表示方法8.2活動(dòng)圖的表示

2．活動(dòng)節(jié)點(diǎn)

活動(dòng)節(jié)點(diǎn)是活動(dòng)圖中最主要的元素之一，它用來(lái)表示一個(gè)活動(dòng)，一個(gè)活動(dòng)表示多個(gè)動(dòng)作的集合?；顒?dòng)節(jié)點(diǎn)用一個(gè)圓角矩形表示，每個(gè)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)有一個(gè)名字，名字寫(xiě)在圓角矩形內(nèi)部。活動(dòng)節(jié)點(diǎn)的名字有兩種表示方法：一種方法是用文字描述，另一種方法是用表達(dá)式描述。如圖8-2（a），圖8-2(b)所示。8.2活動(dòng)圖的表示我們用for(i=0;i<8;i++)循環(huán)輸出0~7八個(gè)數(shù)字，用活動(dòng)圖來(lái)表示，如圖8-3所示。圖8-3用文字和表達(dá)式描述活動(dòng)節(jié)點(diǎn)8.2活動(dòng)圖的表示

3．轉(zhuǎn)換

當(dāng)一個(gè)活動(dòng)執(zhí)行結(jié)束時(shí)，活動(dòng)控制流就會(huì)立刻傳遞給下一個(gè)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)，在活動(dòng)圖中稱之為”轉(zhuǎn)換”。用一條帶箭頭的直線來(lái)表示轉(zhuǎn)換，如圖8-4所示。圖8-4轉(zhuǎn)換的表示方法8.2活動(dòng)圖的表示

4．判決節(jié)點(diǎn)和監(jiān)護(hù)條件 判決節(jié)點(diǎn)是用菱形表示的，它有一個(gè)輸入轉(zhuǎn)換（箭頭從外指向判決節(jié)點(diǎn)），兩個(gè)或多個(gè)輸出轉(zhuǎn)換（箭頭從判決節(jié)點(diǎn)指向外）。并且每個(gè)輸出轉(zhuǎn)換上都會(huì)有一個(gè)監(jiān)護(hù)條件，用來(lái)表示滿足某種條件時(shí)才執(zhí)行該轉(zhuǎn)換，如圖8-5所示。圖8-5判決節(jié)點(diǎn)和監(jiān)護(hù)條件8.2活動(dòng)圖的表示

5．分岔與匯合分岔線和匯合線都使用加粗的水平線或垂直線段表示，如圖8-6所示。

圖8-6分岔與匯合的表示方法

分岔匯合8.2活動(dòng)圖的表示

5．分岔與匯合 （1）分岔： （2）匯合：分岔用來(lái)表示兩個(gè)或多個(gè)并發(fā)活動(dòng)的分支；而匯合則用于同步這些并發(fā)活動(dòng)的分支，當(dāng)且僅當(dāng)所有的并發(fā)分支（活動(dòng)）都到達(dá)匯合點(diǎn)后，活動(dòng)流程才能進(jìn)入下一個(gè)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)。8.3活動(dòng)圖應(yīng)用按照活動(dòng)圖表示的信息不同，可將活動(dòng)圖分為簡(jiǎn)單活動(dòng)圖、標(biāo)識(shí)泳道的活動(dòng)圖、標(biāo)識(shí)對(duì)象流的活動(dòng)圖和復(fù)合活動(dòng)圖。8.3活動(dòng)圖應(yīng)用

8.3.1簡(jiǎn)單活動(dòng)圖1.業(yè)務(wù)員會(huì)見(jiàn)一個(gè)新客戶的業(yè)務(wù)活動(dòng)描述 公司業(yè)務(wù)員打電話給客戶，確定一個(gè)約會(huì)，并確定會(huì)見(jiàn)地點(diǎn)。若選定在公司約會(huì)，則應(yīng)安排技術(shù)人員為約會(huì)準(zhǔn)備一間會(huì)議室；若在公司外約會(huì)，則要求公司業(yè)務(wù)員準(zhǔn)備一份陳述報(bào)告。業(yè)務(wù)員、咨詢顧問(wèn)與客戶見(jiàn)面后，業(yè)務(wù)員給客戶準(zhǔn)備會(huì)議用紙，若會(huì)議產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題陳述，顧問(wèn)根據(jù)問(wèn)題陳述編寫(xiě)一個(gè)提案，并把提案發(fā)給客戶，結(jié)束會(huì)議。如沒(méi)有產(chǎn)生問(wèn)題陳述，則結(jié)束會(huì)議。因此這個(gè)活動(dòng)圖是用來(lái)描述公司會(huì)見(jiàn)新客戶的活動(dòng)軌跡。

8.3活動(dòng)圖應(yīng)用

8.3.1簡(jiǎn)單活動(dòng)圖2.用活動(dòng)圖表示業(yè)務(wù)員約會(huì)活動(dòng)

圖8-7所示，是公司業(yè)務(wù)員與客戶約會(huì)的的簡(jiǎn)單活動(dòng)圖，該圖既沒(méi)有標(biāo)識(shí)活動(dòng)的執(zhí)行者，也沒(méi)有標(biāo)識(shí)在活動(dòng)執(zhí)行過(guò)程中創(chuàng)建了哪些對(duì)象。其中，每個(gè)活動(dòng)都是簡(jiǎn)單的活動(dòng)。 圖8-7業(yè)務(wù)員約會(huì)活動(dòng)圖8.3活動(dòng)圖應(yīng)用

8.3.2展示泳道的活動(dòng)圖為了在活動(dòng)圖中標(biāo)識(shí)出活動(dòng)的執(zhí)行者，可以通過(guò)泳道(SwimLane)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，在圖8-8所示的活動(dòng)圖中，活動(dòng)的執(zhí)行者包括公司業(yè)務(wù)員、顧問(wèn)和公司技術(shù)員，因此可以將其分成3個(gè)泳道。左邊泳道中所有活動(dòng)的執(zhí)行者是公司業(yè)務(wù)員；右邊泳道中所有活動(dòng)的執(zhí)行者是公司技術(shù)員；中間泳道所有活動(dòng)的執(zhí)行者是顧問(wèn)。若某個(gè)活動(dòng)是兩個(gè)泳道共同完成的，就把該活動(dòng)節(jié)點(diǎn)置于兩個(gè)泳道共享。

8.3活動(dòng)圖應(yīng)用 每個(gè)泳道用一條垂直的線將它們分開(kāi)，并且每個(gè)泳道都必須有一個(gè)唯一的名稱（泳道的名稱用泳道執(zhí)行者來(lái)命名），例如本例中的公司業(yè)務(wù)員、顧問(wèn)和公司技術(shù)員，他們都是各自泳道活動(dòng)的執(zhí)行者。從圖8-8中可以看出，分岔與匯合是可以跨泳道的。通過(guò)泳道不僅體現(xiàn)了整個(gè)活動(dòng)控制流，還體現(xiàn)出了每個(gè)活動(dòng)的執(zhí)行者。

圖8-8展示泳道的活動(dòng)圖8.3活動(dòng)圖應(yīng)用8.3.3展示對(duì)象流的活動(dòng)圖 在活動(dòng)圖中可能存在這樣一些現(xiàn)象：一些對(duì)象進(jìn)入一個(gè)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)活動(dòng)處理，修改了對(duì)象的狀態(tài)；某個(gè)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建或刪除了一些對(duì)象；另一些活動(dòng)節(jié)點(diǎn)需要用到一些對(duì)象。在這些活動(dòng)中，對(duì)象與節(jié)點(diǎn)活動(dòng)是緊密相關(guān)的，用戶可以在活動(dòng)圖中把相關(guān)的對(duì)象標(biāo)識(shí)出來(lái)，即標(biāo)識(shí)哪些對(duì)象進(jìn)入活動(dòng)節(jié)點(diǎn)，哪些對(duì)象從活動(dòng)節(jié)點(diǎn)中輸出，這對(duì)編程具有現(xiàn)實(shí)意義。

8.3活動(dòng)圖應(yīng)用在UML中，用戶可以在活動(dòng)圖中標(biāo)識(shí)一個(gè)對(duì)象的角色、狀態(tài)和屬性值的變化。在活動(dòng)圖中，我們表示對(duì)象的方法如圖8-9所示。

圖8-9活動(dòng)圖中的對(duì)象表示方法8.3活動(dòng)圖應(yīng)用圖8-10所示表示了”訂單處理”活動(dòng)的一個(gè)片段。

圖8-10標(biāo)識(shí)對(duì)象流的活動(dòng)圖8.3活動(dòng)圖應(yīng)用8.3.4展示參數(shù)的活動(dòng)圖我們用一個(gè)小矩形框表示參數(shù)（參數(shù)是一個(gè)對(duì)象節(jié)點(diǎn)）。參數(shù)有2種，分別是輸入?yún)?shù)、輸出參數(shù)。參數(shù)都標(biāo)識(shí)在活動(dòng)節(jié)點(diǎn)的邊界上，輸入?yún)?shù)標(biāo)識(shí)在活動(dòng)節(jié)點(diǎn)的左邊界上；輸出參數(shù)標(biāo)識(shí)在活動(dòng)節(jié)點(diǎn)的右邊界上。如圖8-11所示。

圖8-11標(biāo)識(shí)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)的輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)8.3活動(dòng)圖應(yīng)用8.3.5展示別針的活動(dòng)圖 如果活動(dòng)圖中的對(duì)象流很多，這樣，活動(dòng)圖看起來(lái)很混亂，我們可以用別針代替對(duì)象，這時(shí)的活動(dòng)圖顯得清晰。 圖8-12是一個(gè)登錄活動(dòng)圖，這個(gè)活動(dòng)圖展示了對(duì)象流。這個(gè)活動(dòng)圖展示了2個(gè)對(duì)象流，當(dāng)執(zhí)行”獲得用戶名”時(shí)，產(chǎn)生對(duì)象”用戶名”；當(dāng)執(zhí)行”獲得密碼”時(shí)，產(chǎn)生對(duì)象”密碼”，當(dāng)這2個(gè)對(duì)象輸入到活動(dòng)”認(rèn)證用戶”時(shí)，用戶被認(rèn)證，活動(dòng)結(jié)束。

8.3活動(dòng)圖應(yīng)用圖8-12展示對(duì)象流的活動(dòng)圖8.3活動(dòng)圖應(yīng)用對(duì)圖8-12，我們用別針代替對(duì)象，繪制等價(jià)的活動(dòng)圖，如圖8-13所示。

圖8-13展示別針的活動(dòng)圖8.3活動(dòng)圖應(yīng)用別針是一個(gè)對(duì)象節(jié)點(diǎn)，用一個(gè)小方形框表示，別針又分為輸出別針和輸入別針，在一條虛線箭頭的兩端，箭尾部位是輸出別針，箭頭部位是輸入別針。輸入別針與輸出別針代表同一個(gè)對(duì)象。我們一般把別針繪制在活動(dòng)節(jié)點(diǎn)的邊界上。

8.3活動(dòng)圖應(yīng)用8.3.6展示中斷的活動(dòng)圖若一個(gè)中斷事件到達(dá)時(shí)，某些活動(dòng)都會(huì)終止，我們把這些活動(dòng)組成一個(gè)區(qū)域，這個(gè)區(qū)域就是中斷區(qū)。 圖8-14中，我們把三個(gè)活動(dòng)封閉在虛線框中，這個(gè)虛線框就是中斷區(qū)，中斷邊用齒形箭頭表示。當(dāng)控制焦點(diǎn)在中斷活動(dòng)區(qū)時(shí)，當(dāng)”取消”活動(dòng)收到一個(gè)中斷事件后，中斷區(qū)中的三個(gè)活動(dòng)都會(huì)停止執(zhí)行，控制焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向中斷邊。

8.3活動(dòng)圖應(yīng)用圖8-14展示中斷的活動(dòng)圖

8.3活動(dòng)圖應(yīng)用8.3.7展示異常的活動(dòng)圖圖8-15所示，用UML圖展示了計(jì)算機(jī)的異常處理流程。

圖8-15展示異常的活動(dòng)圖8.3活動(dòng)圖應(yīng)用8.3.8展示擴(kuò)展區(qū)的活動(dòng)圖圖8-15中，擴(kuò)展區(qū)的工作模式是iterative，擴(kuò)展區(qū)接收student對(duì)象的集合，但是，每次只有一個(gè)student對(duì)象進(jìn)入擴(kuò)展區(qū)，由擴(kuò)展區(qū)中的兩個(gè)活動(dòng)對(duì)其進(jìn)行處理，當(dāng)所有的對(duì)象在擴(kuò)展區(qū)中進(jìn)行處理完畢后，在輸出擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)上輸出被處理完的學(xué)生對(duì)象集合。

8.3活動(dòng)圖應(yīng)用圖8-16展示擴(kuò)展區(qū)的活動(dòng)圖

8.3活動(dòng)圖應(yīng)用1.對(duì)擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)的規(guī)范

（一）輸入集合類(lèi)與輸出集合類(lèi)型匹配（二）輸入對(duì)象與輸出對(duì)象類(lèi)型必須相同

8.3活動(dòng)圖應(yīng)用2.擴(kuò)展區(qū)的工作模式擴(kuò)展區(qū)的工作模式是以下三種情況之一：（一）Iterative：順序處理集合中的每個(gè)對(duì)象。僅當(dāng)所有對(duì)象處理完畢后，才將對(duì)象集合提交給輸出擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)上。（二）Parallel：并行處理集合中的每個(gè)對(duì)象。僅當(dāng)所有對(duì)象處理完畢后，才將對(duì)象集合提交給輸出擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)上。（三）Stream：逐個(gè)處理集合中的每個(gè)對(duì)象，并將處理完的對(duì)象直接提交給輸出擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)上。

8.3活動(dòng)圖應(yīng)用8.3.9展示信號(hào)的活動(dòng)圖 信號(hào)用來(lái)展示兩個(gè)對(duì)象之間進(jìn)行的異步通信，當(dāng)一個(gè)對(duì)象接收到一個(gè)信號(hào)時(shí)，將觸發(fā)信號(hào)事件。

8.3活動(dòng)圖應(yīng)用1．信號(hào) 在活動(dòng)圖中包括3種信號(hào)元素，分別是發(fā)送信號(hào)、接收信號(hào)和時(shí)間信號(hào)，其表示方法如圖8-17所示。

圖8-173種信號(hào)的表示方法

l時(shí)間信號(hào)：l發(fā)送信號(hào)：l接收信號(hào)：8.3活動(dòng)圖應(yīng)用1．信號(hào) 在活動(dòng)圖中包括3種信號(hào)元素，分別是發(fā)送信號(hào)、接收信號(hào)和時(shí)間信號(hào)，其表示方法如圖8-17所示。

圖8-173種信號(hào)的表示方法

l時(shí)間信號(hào)：l發(fā)送信號(hào)：l接收信號(hào)：

8.3活動(dòng)圖應(yīng)用2．在活動(dòng)圖中標(biāo)識(shí)信號(hào)圖8-18所示，展示了手機(jī)卡驗(yàn)證的信號(hào)圖。

圖8-18手機(jī)pin驗(yàn)證8.3活動(dòng)圖應(yīng)用8.3.10展示嵌套活動(dòng)圖如果一個(gè)大的活動(dòng)圖又包含了一個(gè)小的活動(dòng)圖，則稱大活動(dòng)圖為嵌套活動(dòng)圖（也稱為主活動(dòng)圖），稱小活動(dòng)圖為子活動(dòng)圖。當(dāng)一個(gè)活動(dòng)圖很復(fù)雜，則可以把其中的一組相關(guān)活動(dòng)看作是一個(gè)子活動(dòng)圖，這時(shí)在繪制主活動(dòng)圖時(shí)，可用子活動(dòng)圖的簡(jiǎn)圖代替子活動(dòng)圖。

8.3活動(dòng)圖應(yīng)用圖8-15所示是一個(gè)嵌套活動(dòng)圖。子活動(dòng)圖”認(rèn)證用戶”如圖8-19所示，其簡(jiǎn)圖是圖8-20所示。

圖8-19認(rèn)證用戶8.3活動(dòng)圖應(yīng)用圖8-20認(rèn)證用戶的簡(jiǎn)圖說(shuō)明：一般來(lái)說(shuō)，在嵌套活動(dòng)圖中使用叉齒符的簡(jiǎn)圖（子活動(dòng)圖的簡(jiǎn)圖）來(lái)代替子活動(dòng)圖。8.4構(gòu)建活動(dòng)圖下面是繪制活動(dòng)圖幾個(gè)關(guān)鍵步驟：（1）如果希望在活動(dòng)圖中標(biāo)識(shí)出活動(dòng)的實(shí)施者，就應(yīng)采用標(biāo)識(shí)泳道的活動(dòng)圖，同時(shí)在繪制活動(dòng)圖前，應(yīng)先找出活動(dòng)的執(zhí)行者，然后找出每個(gè)執(zhí)行者參與的活動(dòng)。（2）在描述活動(dòng)節(jié)點(diǎn)關(guān)系時(shí)，應(yīng)最大限度地采用分支，以及分岔和匯合等基本的建模元素來(lái)描述活動(dòng)控制流程。

8.4構(gòu)建活動(dòng)圖（3）如果希望標(biāo)識(shí)出活動(dòng)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行前后對(duì)象的創(chuàng)建、銷(xiāo)毀以及對(duì)象的狀態(tài)變化情況，則在繪制活動(dòng)圖時(shí)，應(yīng)標(biāo)識(shí)對(duì)象流以及對(duì)象的狀態(tài)變化。（4）如果希望標(biāo)識(shí)活動(dòng)圖中更詳細(xì)的信息，就應(yīng)在活動(dòng)圖中利用一些高級(jí)的建模元素，如順序活動(dòng)圖、并發(fā)活動(dòng)圖、在活動(dòng)圖中標(biāo)識(shí)發(fā)送信號(hào)與接收信號(hào)、用擴(kuò)展區(qū)來(lái)標(biāo)識(shí)活動(dòng)的循環(huán)執(zhí)行等。

8.4構(gòu)建活動(dòng)圖8.4.1對(duì)工作流程建模當(dāng)使用活動(dòng)圖來(lái)對(duì)工作流程進(jìn)行建模時(shí)，應(yīng)遵循以下一些主要原則：（1）從整個(gè)工作流中選出一部分能體現(xiàn)高層職責(zé)的部門(mén)，并為每個(gè)重要的職責(zé)部門(mén)創(chuàng)建一條泳道。（2）標(biāo)識(shí)工作流初始節(jié)點(diǎn)的前置條件和活動(dòng)終點(diǎn)的后置條件，以便有效地找出工作流的邊界。（3）從工作流的初始節(jié)點(diǎn)開(kāi)始，找出隨時(shí)間推動(dòng)的動(dòng)作和活動(dòng)，并在活動(dòng)圖中把它們標(biāo)識(shí)成活動(dòng)節(jié)點(diǎn)。

8.4構(gòu)建活動(dòng)圖（4）將復(fù)雜的活動(dòng)或多次出現(xiàn)的活動(dòng)用一個(gè)或多個(gè)子活動(dòng)圖的引用節(jié)點(diǎn)表示，然后為每個(gè)被引用的子活動(dòng)圖繪制出詳細(xì)的活動(dòng)圖。（5）找出連接這些活動(dòng)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)換，首先從工作流的順序開(kāi)始，然后考慮分支，接著再考慮分岔和匯合。（6）如果標(biāo)識(shí)出工作流中重要的對(duì)象，則可以把對(duì)象流也加入到活動(dòng)圖中。（7）若工作流中有重復(fù)執(zhí)行的活動(dòng)，則采用擴(kuò)展區(qū)來(lái)表示循環(huán)活動(dòng)。

8.4構(gòu)建活動(dòng)圖8.4.2對(duì)操作流程建模當(dāng)使用活動(dòng)圖對(duì)操作進(jìn)行建模時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：（1）尋找操作所涉及的屬性，包括操作的參數(shù)、返回類(lèi)型、所屬類(lèi)的屬性以及某些鄰近的類(lèi)。（2）識(shí)別該操作初始節(jié)點(diǎn)的前置條件和活動(dòng)終點(diǎn)的后置條件，同時(shí)也要識(shí)別在操作執(zhí)行過(guò)程中必須保存的信息。（3）從該操作的初始節(jié)點(diǎn)開(kāi)始，標(biāo)識(shí)隨著時(shí)間發(fā)生的活動(dòng)，并在活動(dòng)圖中將它們表示為活動(dòng)節(jié)點(diǎn)。（4）如果需要，應(yīng)使用分支來(lái)說(shuō)明條件語(yǔ)句及循環(huán)語(yǔ)句。（5）僅當(dāng)操作屬于一個(gè)主動(dòng)類(lèi)時(shí)，才在必要時(shí)用分岔和匯合來(lái)說(shuō)明并行的控制流程。

8.5小結(jié)

本章首先講解了活動(dòng)節(jié)點(diǎn)、初始節(jié)點(diǎn)和活動(dòng)終點(diǎn)、轉(zhuǎn)換、分支與監(jiān)護(hù)條件、分岔與匯合等基本建模元素，并逐步引出了泳道、對(duì)象流等控制流邏輯，然后分別介紹簡(jiǎn)單活動(dòng)圖、標(biāo)識(shí)泳道的活動(dòng)圖、標(biāo)識(shí)對(duì)象流的活動(dòng)圖、標(biāo)識(shí)信號(hào)的活動(dòng)圖、標(biāo)識(shí)擴(kuò)展區(qū)的活動(dòng)圖、標(biāo)識(shí)參數(shù)的活動(dòng)圖和標(biāo)識(shí)嵌套活動(dòng)圖；最后概括地說(shuō)明了活動(dòng)圖的繪制要點(diǎn)，并介紹了對(duì)工作流程建模