UML基础知识

Posted 2020-12-19

【二】、UML基础知识

UML概述
UML是一个通用的可视化建模语言，不同于编程语言，它通过一些标准的图形符号和文字来对系统进行建模。用于对软件进行描述、可视化处理、构建软件系统的文档。是一套总结了以往建模技术的经验并吸收了当今最优秀成果的标准建模方法。

UML的结构
视图
用户视图：以用户的观点表示系统的目标，它是所有视图的核心，该视图描述系统的需求。

结构视图：表示系统的静态行为，描述系统的静态元素，如包、类与对象，以及它们之间的关系。

行为视图：表示系统的动态行为，描述系统的组成元素，如对象在系统运行时的交互关系。

实现视图：表示系统中逻辑元素的分布，描述系统中的文件以及它们之间的关系。

环境视图：表示系统中物理元素的分布，描述系统中的硬件设备以及它们之间的关系。

图
用例图

类图、对象图、包图、组合结构图

状态图、活动图、顺序图、通信图、定时图、交互概览图

组件图

部署图

模型元素
模型元素包括事物以及事物与事物之间的关系

事物是UML的重要组成部分，它代表任何可以定义的东西

事物之间的关系把事物联系在一起，组成有意义的结构模型

每一个模型元素都有一个与之相对应的图形元素

同一个模型元素可以在不同的UML图中使用

但无论在哪个图中，同一个模型元素都保持相同的意义和符号

通用机制
UML提供的通用机制为模型元素提供额外的注释、语义和其他信息，包括扩展机制，允许用户对UML进行扩展。

类和类图
类(Class)封装了数据和行为，是面向对象的重要组成部分。

类是具有相同属性、操作、关系的对象集合的总称。

在系统中每个类具有一定的职责，职责指的是类所担任的任务，即类要完成什么样的功能，要承担什么样的义务。一个类可以有多种职责，设计得好的类一般只有一种职责。

类的属性即类的数据职责，类的操作即类的行为职责。

类图使用出现在系统中的不同类来描述系统的静态结构，它用来描述不同的类以及它们之间的关系。

类的UML图示
在UML类图中，类一般由三部分组成：

第一部分是类名：每个类都必须有一个名字，类名是一个字符串

按照Java语言的命名规范，类名中每一个单词的首字母均大写。

第二部分是类的属性：属性是指类的性质，即类的成员变量。一个类可以有任意多个属性，也可以没有属性。

按照Java语言的命名规范，属性名中的第一个单词全小写，之后每个单词首字母大写(驼峰命名法)

第三部分是类的操作：操作是类的任意一个实例对象都拥有的行为，是类的成员方法。

按照Java语言的命名规范，属性名中的第一个单词全小写，之后每个单词首字母大写(驼峰命名法)

类之间的关系
关联关系
关联关系是类与类之间最常用的一种关系，它是一种结构化关系，用于表示一类对象与另一类对象之间有联系。

在UML类图中，用实线连接有关联关系的对象所对应的类，在使用Java、C++和C#等编程语言实现关联关系时，通常将一个类的对象作为另一个类的成员变量

在使用类图表示关联关系时可以在关联线上标注角色名

双向关联

单向关联

自关联

多重性关联：多重性关联关系又称为重数性关联关系，表示两个关联对象在数量上的对应关系。在UML中，对象之间的多重性可以直接在关联直线上用一个数字或一个数字范围表示

聚合关联

聚合关系表示整体与部分的关系

在聚合关系中，成员对象是整体对象的一部分，但是成员对象可以脱离整体对象独立存在

在UML中，聚合关系用带空心菱形的直线表示

组合关联

组合关系也表示类之间整体和部分的关系，但是在组合关系中整体对象可以控制成员对象的生命周期，一旦整体对象不存在，成员对象也将不存在。

成员对象与整体对象之间具有同生共死的关系。

在UML中，组合关系用带实心菱形的直线表示。

依赖关系
依赖关系是一种使用关系，特定事物的改变有可能会影响到使用该事物的其他事物，在需要表示一个事物使用另一个事物时使用依赖关系。

大多数情况下，依赖关系体现在某个类的方法使用另一个类的对象作为参数

在UML中，依赖关系用带箭头的虚线表示，由依赖的一方指向被依赖的一方。

在系统实现阶段，依赖关系通常通过三种方式来实现：

将一个类的对象作为另一个类中方法的参数

在一个类的方法中将另一个类的对象作为其局部变量

在一个类的方法中调用另一个类的静态方法

泛化关系
泛化关系也就是继承关系，用于描述父类与子类之间的关系，父类又称为基类或超类，子类又称为派生类。

在UML中，泛化关系用带空心三角形的直线来表示

在代码实现时，使用面向对象的继承机制来实现泛化关系，在Java语言中使用extends关键字，在C++/C#中使用冒号":"来实现。

接口与实现关系
接口之间也可以有与类之间关系类似的继承关系和依赖关系

接口与类之间存在一种实现关系，在这种关系中，类实现了接口，类中的操作实现了接口中声明的操作

在UML中，类与接口之间的实现关系用带空心三角形的虚线来表示

注释

实例——命令模式