软工国标简介 |工具和方法：UML对象约束语言

Posted 2021-04-17 全国信标委软件与系统工程分委会

软件工程国家标准简介

【工具和方法】（7）：

统一建模语言（UML）

第3部分：对象约束语言（OCL）

UML图（例如类图）在一定程度上存在精细度较差的问题，无法覆盖与规范有关的所有部分，其中就缺少描述模型中关于对象的附加约束。过去，这些约束常常使用自然语言来描述，经常造成各种歧义。OCL的出现解决了这一问题，它在IBM的保险分部作为业务建模语言开发出来，是一种保留了易读易写特点的形式化语言，常用于：

●作为一种查询语言；

●在类模型中规定对类和类型的不变式；

●规定衍型（Stereotype）的类型不变式；

●描述对操作和方法的前置条件与后置条件；

●描述守卫（Guards）；

●规定消息和动作的目标（集）；

●规定对操作的约束；

●规定对属性的衍生规则；

●用于UML模型中的任一表达式。

GB/T 28174.3-2011 《统一建模语言（UML）第3部分：对象约束语言（OCL）》规定了用于对各类软件系统进行可视化、详述、构造和文档化的统一建模语言。

 

OCL是一种类型化语言，它的抽象语法移入了UML元模型的若干元类。OCL每一个表达式都有一类型，或以显示声明、或以静态方式衍生。图1的模型图给出了OCL类型，其中基本类型是UML的类目（Classifier），其中包括UML基础设施中Classifier的所有子类型。

图1  OCL类型的抽象句法内核元模型

图2 给出了OCL抽象句法元模型层次概览。

 图2 表达式的抽象句法元模型概览

 

OCL的具体语法使得建模者能够以标准化方式编写OCL表达式。具体语法的描述采用全属性语法形式，属性语法中的每一产生式，都可具有与其附接的合成属性。产生式规则左侧元素的合成属性值，总由该产生式规则右侧元素的属性衍生。产生式也可具有与其附接的继承属性。产生式规则右侧元素的继承的属性值，总由该产生式左侧元素的属性衍生。

 

OCL描述语义采用UML包的形式，包含UML类图、类、关联和属性。本标准定义了各种包之间的相互关系，以及与抽象句法中包的相互关系，如图3所示。

图3 基于UML的语义的各种包个概述

其中：

域（Domain）包描述值与求值，分为Value包和Evaluations包。

作为域映射（AS-Domain-Mapping）包描述值和求值与抽象句法中的元素的关联，分为Type-value包和Expression-Evaluation包。

抽象语法、具体语法和采用UML描述的语义定义的是OCL的结构、句法和语义，OCL的标准库定义了预定义的类型和操作库。类型分为基本类型和集合类型：其中基本类型包含“Boolean”、“Integer”、“Real”和“String”等；集合类型包括“Collection”、“Set”、“Bag”和“Sequence”等。除了类型定义之外，OCL标准库还定义了若干模板表达式，并将这些操作映射到IteratorExp上。

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下一篇将介绍GB/T 28174 《统一建模语言（UML）》的第3部分。