轉(zhuǎn)自：http://c./view/1319.html統(tǒng)一建模語言簡介統(tǒng)一建模語言（Unified Modeling Language，UML）是用來設計軟件藍圖的可視化建模語言,，1997 年被國際對象管理組織（OMG）采納為面向?qū)ο蟮慕ＵZ言的國際標準,。它的特點是簡單、統(tǒng)一,、圖形化,、能表達軟件設計中的動態(tài)與靜態(tài)信息,。統(tǒng)一建模語言能為軟件開發(fā)的所有階段提供模型化和可視化支持,。而且融入了軟件工程領域的新思想,、新方法和新技術(shù)，使軟件設計人員溝通更簡明,，進一步縮短了設計時間,，減少開發(fā)成本。它的應用領域很寬,，不僅適合于一般系統(tǒng)的開發(fā),，而且適合于并行與分布式系統(tǒng)的建模。 UML 從目標系統(tǒng)的不同角度出發(fā),，定義了用例圖,、類圖、對象圖,、狀態(tài)圖,、活動圖、時序圖,、協(xié)作圖,、構(gòu)件圖、部署圖等 9 種圖,。 本教程主要介紹軟件設計模式中經(jīng)常用到的類圖,，以及類之間的關(guān)系。另外,，在實驗部分將簡單介紹 UML 建模工具的使用方法,，當前業(yè)界使用最廣泛的是 Rational Rose。使用 Umlet 的人也很多,，它是一個輕量級的開源 UML 建模工具,，簡單實用，常用于小型軟件系統(tǒng)的開發(fā)與設計,。 類,、接口和類圖1. 類類（Class）是指具有相同屬性、方法和關(guān)系的對象的抽象,，它封裝了數(shù)據(jù)和行為,，是面向?qū)ο蟪绦蛟O計（OOP）的基礎，具有封裝性,、繼承性和多態(tài)性等三大特性,。在 UML 中，類使用包含類名,、屬性和操作且?guī)в蟹指艟€的矩形來表示,。(1) 類名（Name）是一個字符串，例如,，Student,。 (2) 屬性（Attribute）是指類的特性,，即類的成員變量。UML 按以下格式表示： [可見性]屬性名:類型[=默認值]例如：-name:String 注意：“可見性”表示該屬性對類外的元素是否可見,，包括公有（Public）,、私有（Private）、受保護（Protected）和朋友（Friendly）4 種,，在類圖中分別用符號+,、-、#,、~表示,。 (3) 操作（Operations）是類的任意一個實例對象都可以使用的行為，是類的成員方法,。UML 按以下格式表示： [可見性]名稱(參數(shù)列表)[:返回類型]例如：+display():void,。 圖 1 所示是學生類的 UML 表示。  圖1 Student 類 2. 接口接口（Interface）是一種特殊的類,，它具有類的結(jié)構(gòu)但不可被實例化,，只可以被子類實現(xiàn)。它包含抽象操作,，但不包含屬性,。它描述了類或組件對外可見的動作。在 UML 中,，接口使用一個帶有名稱的小圓圈來進行表示,。圖 2 所示是圖形類接口的 UMDL 表示。  圖2 Graph 接口 3. 類圖類圖（ClassDiagram）是用來顯示系統(tǒng)中的類,、接口,、協(xié)作以及它們之間的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和關(guān)系的一種靜態(tài)模型。它主要用于描述軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化設計,，幫助人們簡化對軟件系統(tǒng)的理解,，它是系統(tǒng)分析與設計階段的重要產(chǎn)物，也是系統(tǒng)編碼與測試的重要模型依據(jù),。類圖中的類可以通過某種編程 語言直接實現(xiàn),。類圖在軟件系統(tǒng)開發(fā)的整個生命周期都是有效的，它是面向?qū)ο笙到y(tǒng)的建模中最常見的圖,。圖 3 所示是“計算長方形和圓形的周長與面積”的類圖,，圖形接口有計算面積和周長的抽象方法，長方形和圓形實現(xiàn)這兩個方法供訪問類調(diào)用,。  圖3 “計算長方形和圓形的周長與面積”的類圖 類之間的關(guān)系在軟件系統(tǒng)中,，類不是孤立存在的，類與類之間存在各種關(guān)系,。根據(jù)類與類之間的耦合度從弱到強排列,，UML 中的類圖有以下幾種關(guān)系：依賴關(guān)系,、關(guān)聯(lián)關(guān)系、聚合關(guān)系,、組合關(guān)系、泛化關(guān)系和實現(xiàn)關(guān)系,。其中泛化和實現(xiàn)的耦合度相等,，它們是最強的。1. 依賴關(guān)系依賴（Dependency）關(guān)系是一種使用關(guān)系,，它是對象之間耦合度最弱的一種關(guān)聯(lián)方式,，是臨時性的關(guān)聯(lián)。在代碼中,，某個類的方法通過局部變量,、方法的參數(shù)或者對靜態(tài)方法的調(diào)用來訪問另一個類（被依賴類）中的某些方法來完成一些職責。在 UML 類圖中,，依賴關(guān)系使用帶箭頭的虛線來表示,，箭頭從使用類指向被依賴的類。圖 4 所示是人與手機的關(guān)系圖,，人通過手機的語音傳送方法打電話,。  圖4 依賴關(guān)系的實例 2. 關(guān)聯(lián)關(guān)系關(guān)聯(lián)（Association）關(guān)系是對象之間的一種引用關(guān)系，用于表示一類對象與另一類對象之間的聯(lián)系,，如老師和學生,、師傅和徒弟、丈夫和妻子等,。關(guān)聯(lián)關(guān)系是類與類之間最常用的一種關(guān)系,，分為一般關(guān)聯(lián)關(guān)系、聚合關(guān)系和組合關(guān)系,。我們先介紹一般關(guān)聯(lián),。關(guān)聯(lián)可以是雙向的，也可以是單向的,。在 UML 類圖中,，雙向的關(guān)聯(lián)可以用帶兩個箭頭或者沒有箭頭的實線來表示，單向的關(guān)聯(lián)用帶一個箭頭的實線來表示,，箭頭從使用類指向被關(guān)聯(lián)的類,。也可以在關(guān)聯(lián)線的兩端標注角色名，代表兩種不同的角色,。 在代碼中通常將一個類的對象作為另一個類的成員變量來實現(xiàn)關(guān)聯(lián)關(guān)系,。圖 5 所示是老師和學生的關(guān)系圖，每個老師可以教多個學生,，每個學生也可向多個老師學,，他們是雙向關(guān)聯(lián),。  圖5 關(guān)聯(lián)關(guān)系的實例 3. 聚合關(guān)系聚合（Aggregation）關(guān)系是關(guān)聯(lián)關(guān)系的一種，是強關(guān)聯(lián)關(guān)系,，是整體和部分之間的關(guān)系,，是 has-a 的關(guān)系。聚合關(guān)系也是通過成員對象來實現(xiàn)的,，其中成員對象是整體對象的一部分,，但是成員對象可以脫離整體對象而獨立存在。例如,，學校與老師的關(guān)系,，學校包含老師，但如果學校停辦了,，老師依然存在,。 在 UML 類圖中，聚合關(guān)系可以用帶空心菱形的實線來表示,，菱形指向整體,。圖 6 所示是大學和教師的關(guān)系圖。  圖6 聚合關(guān)系的實例 4.組合關(guān)系組合（Composition）關(guān)系也是關(guān)聯(lián)關(guān)系的一種,，也表示類之間的整體與部分的關(guān)系,，但它是一種更強烈的聚合關(guān)系，是 cxmtains-a 關(guān)系,。在組合關(guān)系中,，整體對象可以控制部分對象的生命周期，一旦整體對象不存在,，部分對象也將不存在,，部分對象不能脫離整體對象而存在。例如,，頭和嘴的關(guān)系,，沒有了頭，嘴也就不存在了,。 在 UML 類圖中,，組合關(guān)系用帶實心菱形的實線來表示，菱形指向整體,。圖 7 所示是頭和嘴的關(guān)系圖,。  圖7 組合關(guān)系的實例 5.泛化關(guān)系泛化（Generalization）關(guān)系是對象之間耦合度最大的一種關(guān)系，表示一般與特殊的關(guān)系,，是父類與子類之間的關(guān)系,，是一種繼承關(guān)系，是 is-a 的關(guān)系。在 UML 類圖中,，泛化關(guān)系用帶空心三角箭頭的實線來表示,，箭頭從子類指向父類。在代碼實現(xiàn)時,，使用面向?qū)ο蟮睦^承機制來實現(xiàn)泛化關(guān)系,。例如，Student 類和 Teacher 類都是 Person 類的子類,，其類圖如圖 8 所示,。  圖8 泛化關(guān)系的實例 6.實現(xiàn)關(guān)系實現(xiàn)（Realization）關(guān)系是接口與實現(xiàn)類之間的關(guān)系。在這種關(guān)系中,，類實現(xiàn)了接口,，類中的操作實現(xiàn)了接口中所聲明的所有的抽象操作,。在 UML 類圖中,，實現(xiàn)關(guān)系使用帶空心三角箭頭的虛線來表示，箭頭從實現(xiàn)類指向接口,。例如,，汽車和船實現(xiàn)了交通工具，其類圖如圖 9 所示,。  圖9 實現(xiàn)關(guān)系的實例 |
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