UML表示法简介

a 夏天 提交于 2020-02-23 22:01:24

UML是Unified Modeling Language的缩写,中文为统一建模语言。是非专利的第三代建模和规约语言。UML是一种开放的方法,用于说明、可视化、构建和编写一个正在开发的、面向对象的、软件密集系统的制品的开放方法。UML展现了一系列最佳工程实践,这些最佳实践在对大规模,复杂系统进行建模方面,特别是在软件架构层次已经被验证有效。
在软件构造这门课程中我们使用面向对象的Java语言,于是少量的接触到了UML,为了更好的理解UML这一模型语言,以及为了未来进行复杂的软件构造和建模工作,我们需要简要的了解一下UML语言和UML基本表示法。

UML构建模块

UML构建模块包括事物、图和关系三个方面。
事物是是实体抽象化的最终结果,是 UML 构建块最重要的组成部分,事物的分类如下: 结构事物、行为事物、分组事物、注释事物。
关系是另一个最重要的构建块UML,它显示元素是如何彼此相关联,此关联描述的一个应用程序的功能,UML中定义了四种关系:依赖关系、协作、泛化、实现。
是事物集合的分类,UML 中包含多种图:类图、对象图、用例图、顺序图、协作图、活动图、状态图、部署关系图、组件图。

UML元素

类(Class)

类是对象的蓝图,其中包含3个组成部分。第一个是Java中定义的类名。第二个是属性(attributes)。第三个是该类提供的方法。
属性和操作之前可附加一个可见性修饰符。加号(+)表示具有公共可见性。减号(-)表示私有可见性。#号表示受保护的可见性。省略这些修饰符表示具有package(包)级别的可见性。如果属性或操作具有下划线,表明它是静态的。在操作中,可同时列出它接受的参数,以及返回类型,如“Java”区域所示。
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包(Package)

包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,你通常拥有逻辑性的包,它主要用于对你的模型进行组织。你还会拥有物理性的包,它直接转换成系统中的Java包。每个包的名称对这个包进行了唯一性的标识。
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接口(Interface)

接口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。接口既可用图C的那个图标来表示,也可由附加了<<interface>>的一个标准类来表示。通常,根据接口在类图上的样子,就能知道与其他类的关系。在这里插入图片描述

UML关系图

依赖(Dependency)

实体之间一个“使用”关系暗示一个实体的规范发生变化后,可能影响依赖于它的其他实例。更具体地说,它可转换为对不在实例作用域内的一个类或对象的任何类型的引用。其中包括一个局部变量,对通过方法调用而获得的一个对象的引用(如下例所示),或者对一个类的静态方法的引用(同时不存在那个类的一个实例)。也可利用“依赖”来表示包和包之间的关系。由于包中含有类,所以你可根据那些包中的各个类之间的关系,表示出包和包的关系。
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关联(Association)

实体之间的一个结构化关系表明对象是相互连接的。UML关系图符号中关联关系的箭头是可选的,它用于指定导航能力。如果没有箭头,暗示是一种双向的导航能力。在Java中,关联转换为一个实例作用域的变量,就像图E的“Java”区域所展示的代码那样。可为一个关联附加其他修饰符。多重性(Multiplicity)修饰符暗示着实例之间的关系。在示范代码中,Employee可以有0个或更多的TimeCard对象。但是,每个TimeCard只从属于单独一个Employee。
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聚合(Aggregation)

UML关系图符号中聚合是关联的一种形式,代表两个类之间的整体/局部关系。聚合暗示着整体在概念上处于比局部更高的一个级别,而关联暗示两个类在概念上位于相同的级别。聚合也转换成Java中的一个实例作用域变量。
关联和聚合的区别纯粹是概念上的,而且严格反映在语义上。聚合还暗示着实例图中不存在回路。换言之,只能是一种单向关系。
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合成(Composition)

合成是聚合的一种特殊形式,暗示“局部”在“整体”内部的生存期职责。合成也是非共享的。所以,虽然局部不一定要随整体的销毁而被销毁,但整体要么负责保持局部的存活状态,要么负责将其销毁。局部不可与其他整体共享。但是,整体可将所有权转交给另一个对象,后者随即将承担生存期职责。
Employee和TimeCard的关系或许更适合表示成“合成”,而不是表示成“关联”。
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泛化(Generalization)

泛化表示一个更泛化的元素和一个更具体的元素之间的关系。UML关系图符号中泛化是用于对继承进行建模的UML元素。在Java中,用extends关键字来直接表示这种关系。
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实现(Realization)

实例关系指定两个实体之间的一个合同。换言之,一个实体定义一个合同,而另一个实体保证履行该合同。对Java应用程序进行建模时,实现关系可直接用implements关键字来表示。
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参考资料:
统一建模语言, 维基百科.
UML 教程.
UML元素和UML关系图符号简介.

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