UML

Posted 2021-04-17 木可大大

我们知道任何一款软件从0到1的过程中都需要将用户口头的需求转化成类图、用例图等图形，通过画类图、用例图等可以和用户形成良好的沟通，通过使用这些图来表示抽象概念或各个概念之间的联系，这就是UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）承担的工作，需要注意的是UML并不是OOA（Object Oriented Analysis，面向对象分析）、OOD（Object Oriented Design，面向对象设计 ），它只是一种表示方法，方便我们在概念层面和别人交流。

UML图有用例图、类图、顺序图、协作图、构建图、部署图等，它大体上可以划分为两类，一类是专门描述结构，即描述静态特性，最典型代表是类图、包图、部署图、主件图、对象图，另一类是描述的是行为，即描述动态特性，最典型代表是顺序图、用例图、状态图、活动图。本期我们只介绍最常用的三种图：类图、顺序图和用例图。

1活动对象类图（Class Diagram）

类图展示了类和类之间的静态关系，它和具体实现和语言无关。它主要包含三方面，其一是类名，其二是属性部分，其三是方法部分。需要注意的是减号表示private，加号表示public，井号表示protected，下划线表示static。具体如下图所示。

类之间主要有以下三种关系：关联关系（Has a）、继承关系（Is a）和 依赖关系。其中，关联关系又包含聚合关系和组合关系这两种特殊的关联关系，三者关系如下图所示。

1.1 关联关系（Association）

当一个类中的属性指向另一个类时，那么这两个类的关系就是关联关系。关联关系通过实线连接，三角箭头指向的是被拥有的对象。举个栗子吧，一台打印机需要一个文档，Printer对象持有Document的实例。

1.1.1 聚合关系（Aggregation）

聚合也是一种关联关系，它表示整体和部分的关系，但是这两个类具有独立的什么周期，例如汽车和轮子的关系，汽车不存在的时候，轮子可以存在，它们之间的类图如下，聚合关系图除了实线和箭头之外，整体部分还有一个空心菱形。

1.1.2 组合关系（Composition）

组合关系是比聚合关系更强的关联，也表示整体和部分的关系，但是这两部分的生命周期存在"同生共死"的特性，即整体和部分对象一起创建，一起灭亡。例如：Document由Page组合而成，Page是由Document创建。

1.2 继承关系

继承是面向对象三大特性之一，这里就不做过多介绍了。

1.3 依赖关系

依赖关系体现为局部变量、方法的参数或者静态方法的调用。类之间用虚线相连，箭头指向被关联对象。

注意事项：1. 要关注关键的概念和类，不要事无巨细，画出所有的类；2. 不要只关注结构而忘了行为，类需要行为来验证。

2时序图/顺序图（Sequence Diagram）

 顺序图描述的是对象之间传递消息的时间顺序，它主要包含以下4中元素： 对象（参与者）、时间线、消息、激活。举例说明，:Employer 和：Activity表示的是对象，虚线表示时间线，1：applyExpense()表示消息，白色长方形表示的是激活状态。

3用例图（Use case Diagram）

用例（Use case）

在介绍什么是用例图之前我们先来看一下什么是用例，下面摘录于Wikipedia对用例的定义。

a use case is a list of actions or event steps,typically defining the interactions between a actor and a system, to achieve a goal

Use case 把系统当作黑盒子，只考虑和系统的交互，不考虑内部的实现，它是一种有效地需求分析技术。

用例图

用例图试图回答这几个问题，1. 软件系统是为谁建立的？2. 软件系统必须做什么事情？用例图描述了用户的各种需求，向用户展示了其所需要的系统的整体结构及其边界。它包含了3个重要概念：Actor、Use Case、Relation。

Actor（参与者）

Actor是指向软件系统发出请求，或享受系统服务的事物。Actor可以是人，也可以是系统：定时器、时钟、硬件设备。

Use case（用例）
用例是指系统的一个功能模块，并以" 动词+名称 " 进行命名管理。

Relation
用例图的关系包含include（包含）和extend（扩展）。以ATM存取款为例，当我们需要取钱或存钱时，系统都需要我们先登录系统，登录之后取钱或存钱，因此取钱和存钱包含登录。

当用户在注册时，有两个扩展点，一个是注册帮助，另一个是签署用户协议，当点击其中任意一个扩展点，对应扩展的Use case会被执行。

实例-图书管理系统
Actor是学生，Use case有借书、还书和浏览书，Actor和Use case之间的实线表示它们之间的关联关系。从这个实例更能证明用例图展示的是高层概念，不关注细节。

木可大大

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