UML学习笔记UML的7种常用图

Posted 2021-04-17 coding涛

UML 2.0规范中定义了14中基本的图，分为两大类：

1、结构图（Structure Diagram）

用于描述系统的静态架构、系统要素（类、对象、接口、组件等）以及要素之间的关联和依赖关系。

2、行为图（Behavior Diagram）

用于描述系统运行过程中的动态变化。 

UML图分类：

其中，常用图有7种图（表中标红的部分）

类图（Class Diagram）

类图用于描述各种类的结构及关系。类图中包括了类、接口、包、及各种关系，这些元素的说明参考前面的介绍。类图示例如下：

对于已存在的项目，可以通过工具自动生成类图。例如，eclipse的类图生成插件AmaterasUML。

组件图（Component Diagram）

        用于描述软件系统中，遵从并实现了一组接口的可替换的软件模块，它展示了系统中各个组件间的结构关系。

组件图的元素包括：构件(Component)、接口(Interface) 、关系(Relationship) 、端口(Port) 、连接器(Connector)。

说明：

1、组件的接口分两种：“球”形接口表示该组件提供或实现的接口，此时组件为接口提供方；“凹面”形接口表示该组件需要或依赖的接口，此时组件为接口调用方；两种接口都是用实线与组件连接。

2、“球”形与“凹面”形组合在一起，例如“支付订单接口”，此时可以很直观地体现接口的提供方和调用方。

 

部署图（Deployment Diagram）

        部署图主要描述了系统运行中的硬件节点、软件系统、连接方式、网络环境等之间的关系。

用例图（Use Case Diagram）

用例（use case）用于描述系统具备什么样的功能。它是从用户的角度对系统行为的进行描述，不关心系统的实现细节。

用例图中包含的元素有：

1）参与者（Actor）：也成为角色/用户

2）系统边界（System Scope）

3）用例（Use Case）：注意，用例的命名使用“动宾”结构命名

4）关联（Association）：用于表示参与者或用例间的关系

 

用例图的关系分为两个层次：

1、参与者与参与者之间的关系：如上图中，普通用户和VIP用户都是用户的子类，体现的是泛化关系（继承）

2、用例与用例之间的关系，包括以下3种：

        1）包含关系（include）：是指一个用例的行为包含了另一个用例的行为，例如：

        2）扩展关系（extend）：是指一个用例对另外一个用例的功能扩展。注意在绘图时，带箭头的线要从扩展用例指向被扩展的用例。

扩展用例的执行条件：被扩展的用例会存在一个或多个扩展点（extensionpoint），只有当扩展点激活（即满足一定条件）时，扩展用例才会执行。下图的图书管理系统中，当读者遗失图书时，“交罚款”用例开始执行。 

3）泛化关系。将多个用例的相同结构和行为抽象成父用例，子用例继承父用例。例如：

用例图示例：

 

状态图（State Machine Diagram）

        状态机图，简称为状态图，用于描述对象所有可能的状态以及由事件引起的状态变化过程。状态图主要包括两种元素：状态和转换。

1、状态：使用圆角矩形表示状态，分为简单状态（Simple State）和组合状态（Composite State），其中组合状态指的是内嵌了子状态图的状态。

多个子状态之间存在顺序和并发两种关系。如下图所示，1、2为顺序子状态（Sequence State），1、3为并发子状态（ConcurrentState）。

历史状态（History States）：它是一个伪状态（Pseudo State）,其目的是记住从组合状态中退出时所处的子状态，当再次进入组合状态，可直接进入这个子状态，而不是从组合状态的初态开始。历史状态分两种：

1）浅（Shallow）历史状态：只记住最外层组合状态的历史，使用H表示；

2）深（Deep）历史状态：记住任意深度的组合状态的历史（组合状态的子状态也是可以嵌套子状态，故存在深度的概念），使用H*表示

2、转换（Transition）：指的是对象在执行某个事件时，状态发生变化。

转换的表示格式：“触发事件Trigger（参数）[条件Guard]/动作Effect”。

状态图示例：下图是关于网上购物订单的状态图 

活动图（Activity Diagram）

活动图描述的是系统的活动变化流程。活动图可看作是状态图的特殊形式。特殊性在于活动图中的一个活动结束后将立即进入下一个活动，不需要事件的触发。

一个活动内部是由多个动作组成，它是非原子性的。通常，一个活动执行完后，都会引起系统状态发生改变或返回某个值。例如：在线购物时“下单”这个活动，内部就包括“校验商品库存是否充足”“清空购物车”“通知卖家”等一系列动作，这些动作都是原子性的。

 

活动图的组成元素及说明

1、活动（Activity）：表示的是某流程中的任务的执行。它一般由多个动作组成，是非原子性的。通常，一个活动执行完后，都会引起系统状态发生改变或返回某个值。使用圆角矩形表示。

2、动作流（Action Flow）：指的是动作状态之间的转换。一个活动执行完后自动切换到下一个活动，不需要触发动作，但可以使用条件限制转换。例如：

3、分支（Branch）与合并（Merge）

分支表示基于某种条件的多种可选的控制流，合并用于对分支的结束。

4、分叉（Fork）和汇合（Join）

分叉表示并发运行的控制流，合并用于对分叉的结束，即并发的结束。

5、泳道（Swimlane）

泳道是将多个活动根据某个条件（一般是执行对象）化分为若干组。

 

顺序图（Sequence Diagram）

顺序图也称为时序图，是一种描述对象之间传送消息时的时间顺序，它能显示各个对象动作的顺序。特别注意，顺序图中，消息的传递代表的是职责的转移，不代表数据的传递，转移过程可能发生了数据传递，也可能没发生。

顺序图包含的元素主要有：角色（Actor）、对象（Object）、生命线（Lifeline）、激活（Activation）、消息（Message）等。

说明：

1、  对象有3中表示方式：“对象名：类名”、“：类名”、“对象名”。

2、  消息种类有4种：

a) 同步消息（Synchronous Message）：使用带实心三角箭头的实线表示

b)  异步消息（Asynchronous Message）：使用带开放箭头的实线表示

c) 返回消息（Return Message）：使用带开放箭头的虚线表示

d)自关联消息（Self-Message）：表示调用对象自身的方法调用，下图中的两种表示方法都可以。

3、  创建对象和销毁对象:

4、约束条件。表示方式：在描述前面加上[约束条件]，表示发生职责转移需要满足的条件。例如：