軟件工程第6章-面向?qū)ο蠼＜夹g(shù)課件

1、第6章 面向?qū)ο蠼＜夹g(shù) 本章主要內(nèi)容 UML的特點(diǎn)UML發(fā)展過程和主要內(nèi)容UML模型圖 1第6章 面向?qū)ο蠼＜夹g(shù) 本章結(jié)構(gòu)：6.1 UML概述 6.2 USE CASE圖6.3 類與類圖 6.4 交互圖 6.5 狀態(tài)圖 6.6 活動圖 26.1 UML概述 6.1.1 UML定義UML是一種繪制軟件藍(lán)圖的標(biāo)準(zhǔn)建模語言，可以使用UML對軟件密集型系統(tǒng)制品進(jìn)行可視化、詳述、構(gòu)造和文檔化。它不僅統(tǒng)一了Booch、Rumbaugh和Jacobson的表示方法，而且對其做了進(jìn)一步的發(fā)展，并最終統(tǒng)一為大眾所接受的標(biāo)準(zhǔn)建模語言。 6.1.2 UML的發(fā)展歷史從1989年到1994年，其數(shù)量超過五十種 。

2、1994年Grady Booch和Jim Rumbaugh開始致力于統(tǒng)一建模語言工作，之后OOSE 的創(chuàng)始人Ivar Jacobson加入。經(jīng)過三人的共同努力，于1996年發(fā)布了統(tǒng)一建模語言UML（Unified Modeling Language）。然后成立了UML成員協(xié)會，以完善、加強(qiáng)和促進(jìn)UML的定義工作。當(dāng)前廣泛使用的是UML 2.0版本。 36.1 UML概述 6.1.3 UML主要內(nèi)容作為一種建模語言，UML的定義包括UML語義和UML表示法兩個(gè)部分。 UML語義描述基于UML的精確元模型定義。UML表示法定義UML符號表示，為開發(fā)者或開發(fā)工具使用這些圖形符號和文本語法為系統(tǒng)建模提

3、供了標(biāo)準(zhǔn)。 46.1 UML概述 UML有如下幾種圖： 1用例圖（Use Case Diagram）；2類圖（Class Diagram）；3對象圖（Object Diagram）；4順序圖（Sequence Diagram）；5協(xié)作圖（Collaboration Diagram）；6狀態(tài)圖（State Diagram）；7活動圖（Activity Diagram）；8構(gòu)件圖（Component Diagram）；9部署圖（Deployment Diagram）。 56.1 UML概述 6.1.4 UML主要特點(diǎn)UML是一種語言，提供了用于交流的詞匯表和在詞匯表中組合詞匯的規(guī)則；UML是一種通

4、用建模語言。UML是一種離散的建模語言，適合對諸如由計(jì)算機(jī)軟件、固件或數(shù)字邏輯構(gòu)成的離散系統(tǒng)建模，不適合對諸如工程和物理學(xué)領(lǐng)域中的連續(xù)系統(tǒng)建模。是一種可視化的語言、圖形化的語言、清晰的模型描述語言。是一種用于詳細(xì)描述的語言。所構(gòu)造的模型是精確的、無歧義的和完整的。是一種文檔化語言。適于建立系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及其所有的細(xì)節(jié)文檔。 66.2 USE CASE圖 6.2.1 USE CASE圖功能用例圖（use case diagram）在軟件開發(fā)中起著非常重要的作用，它是捕獲、描述用戶需求非常有力的工具。用例圖展現(xiàn)了一組用例、參與者（一種特殊的類）以及它們之間的關(guān)系。用例圖給出系統(tǒng)的靜態(tài)用例視圖，這些圖

5、對于系統(tǒng)的行為進(jìn)行組織和建模非常重要。用例模型是系統(tǒng)需求分析階段的成果之一，不但有助于幫助分析員理清思路，驗(yàn)證用戶需求；而且也是開發(fā)人員之間進(jìn)行交流的重要手段。 用例圖主要的作用有三個(gè)：（1）獲取需求（2）指導(dǎo)測試（3）驅(qū)動開發(fā)過程中的其他工作流，如分析、測試等。 76.2 USE CASE圖 6.2.2 系統(tǒng)邊界與參與者識別 參與者代表在系統(tǒng)邊界之外的真實(shí)事物，并不是系統(tǒng)的組成部分。參與者透過系統(tǒng)邊界直接與系統(tǒng)交互。與系統(tǒng)進(jìn)行間接交互的事物不是系統(tǒng)的參與者。交互是需要有意義的，與系統(tǒng)進(jìn)行無意義交互的事物不作為系統(tǒng)參與者。該“意義”是指業(yè)務(wù)層面上的意義，因?yàn)橛美旧硎怯脕砻枋鰳I(yè)務(wù)需求的。參與者

6、可以是任何事物，系統(tǒng)的參與者不僅僅是系統(tǒng)的用戶、操作員，有可能是其他事物。 86.2 USE CASE圖 6.2.3 USE CASE獲取 一個(gè)用例應(yīng)具有如下一些特點(diǎn)，缺一不可：用例存在于系統(tǒng)邊界之內(nèi)，與參與者恰恰相反，用例是系統(tǒng)執(zhí)行的一系列動作用例必須具備一個(gè)業(yè)務(wù)目標(biāo)，每個(gè)用例相對于參與者必定有可觀測的結(jié)果值，參與者觸動一個(gè)用例是因?yàn)閰⑴c者有一些需要使用它來滿足的目標(biāo)。結(jié)果值由系統(tǒng)用例生成，用例產(chǎn)生一個(gè)可觀測性的結(jié)果，就是能夠被用戶識別的具有業(yè)務(wù)意義的結(jié)果，產(chǎn)生這一結(jié)果的行為是系統(tǒng)行為的一部分，而不是由其他系統(tǒng)外部行為的結(jié)果。用例的行為序列是從參與者的角度描述的，所使用的語言是業(yè)務(wù)語言，而非

7、從開發(fā)人員的角度描述，更不能采用開發(fā)人員的語言。用例應(yīng)從用戶的角度以動詞命名，從參與者的角度閱讀，應(yīng)該是一個(gè)完成的有業(yè)務(wù)意義的句子（包括主語和謂語兩部分）。96.2 USE CASE圖 6.2.4 參與者、用例之間的關(guān)系 用例之間有著三種關(guān)系：包含關(guān)系、擴(kuò)展關(guān)系和泛化關(guān)系。1包含關(guān)系2擴(kuò)展關(guān)系3泛化關(guān)系106.2 USE CASE圖 6.2.5 USE CASE腳本規(guī)約 用例的核心是“一組行為序列”，作為一個(gè)總圖使用簡潔明了，但是用例本身需要文字，用文字描述其行為序列。用例所描述的行為序列往往包含著許多分支點(diǎn)和異常點(diǎn)，如下 圖 所示 。116.3 類與類圖 6.3.1 類圖 類圖是邏輯視圖的重

8、要組成部分，用于對系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)建模。在系統(tǒng)分析階段，類圖主要用于顯示角色和提供系統(tǒng)行為的實(shí)體的職責(zé)；在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，類圖主要用于捕捉組成系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的類結(jié)構(gòu)；在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)階段，根據(jù)類圖中的類及它們之間的關(guān)系實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能。 6.3.2 基本要素 1類類是一組具有相同屬性、相同行為、和其他對象有相同關(guān)系、有相同表現(xiàn)的對象描述，類具有屬性和操作，在UML中通常表示如下圖。126.3 類與類圖 如左圖 ，類圖具有類名、屬性、操作三個(gè)類元素，往往可以隱藏或省略屬性和操作部分，如右圖 。 136.3 類與類圖 2對象相對一個(gè)類的實(shí)例是對象，對象是一個(gè)類的實(shí)例，對象的每一個(gè)屬性都具有具體的值，在UML中用

9、如下圖 所示 。左圖說明John是對象名，是類Person的一個(gè)實(shí)例。若僅僅指明是某一個(gè)類的一般性對象，可表示為右圖 。 146.3 類與類圖 3接口接口是一組可重用的操作，描述類的部分行為 。在UML中，接口的表示方法有兩種，如下圖 所示。接口和它所依附的類之間往往用一條實(shí)線連接，以此來描述這種依附關(guān)系。156.3 類與類圖 6.3.3類中的關(guān)系常見的關(guān)系有：一般化關(guān)系（泛化關(guān)系）（Generalization），關(guān)聯(lián)關(guān)系（Association），聚合關(guān)系（Aggregation），合成關(guān)系（Composition），依賴關(guān)系（Dependency）。其中，聚合關(guān)系、合成關(guān)系屬于關(guān)聯(lián)關(guān)系。

10、1泛化關(guān)系泛化關(guān)系是繼承機(jī)制中產(chǎn)生的類與類之間的關(guān)系，是“is a part of”關(guān)系 。其表示如下圖所示。166.3 類與類圖 2關(guān)聯(lián)關(guān)系 關(guān)聯(lián)關(guān)系表示兩個(gè)類在概念上有連接關(guān)系，類之間的連接稱為關(guān)聯(lián)，是對不同類的對象可以相互作用的描述。關(guān)聯(lián)關(guān)系用一根連接類的實(shí)線表示，用箭頭表示關(guān)聯(lián)的方向；如果不明確指明方向，則默認(rèn)關(guān)聯(lián)是雙向的。如下圖表示。 176.3 類與類圖 關(guān)聯(lián)關(guān)系表示兩個(gè)類在概念上有連接關(guān)系，類之間的連接稱為關(guān)聯(lián)，是對不同類的對象可以相互作用的描述。關(guān)聯(lián)關(guān)系用一根連接類的實(shí)線表示，用箭頭表示關(guān)聯(lián)的方向；如果不明確指明方向，則默認(rèn)關(guān)聯(lián)是雙向的。如下圖表示。 186.3 類與類圖 （1

11、）聚合關(guān)系 聚合關(guān)系是關(guān)聯(lián)關(guān)系的一種，是強(qiáng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。關(guān)聯(lián)關(guān)系的兩個(gè)類處于同一層次上，聚合關(guān)系兩個(gè)類處于不同的層次，一個(gè)是整體，一個(gè)是部分。（2）合成關(guān)系合成關(guān)系也是關(guān)聯(lián)關(guān)系的一種，類似聚合關(guān)系，但是比聚合關(guān)系強(qiáng)的關(guān)系。它要求普通的聚合關(guān)系中代表整體的對象負(fù)責(zé)代表部分的對象的生命周期，合成關(guān)系不能共享。 196.3 類與類圖 3依賴關(guān)系在類圖中，依賴關(guān)系也是一種類與類之間的連接，表示一個(gè)類依賴于另一個(gè)類的定義。如下圖 ，表示客戶類依賴提供者類存在，或客戶類使用了另一個(gè)提供者類。 206.3 類與類圖 4實(shí)現(xiàn)關(guān)系類圖中的實(shí)現(xiàn)關(guān)系用于接口和它的實(shí)現(xiàn)類之間，即類和接口之間的關(guān)系是實(shí)現(xiàn)關(guān)系，表示類實(shí)現(xiàn)

12、接口提供的操作。其圖形表示因接口的表示方法而異，如下圖所示。216.4 交互圖 6.4.1系統(tǒng)交互特征面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)，使用對象模型描述事物及其靜態(tài)結(jié)構(gòu)關(guān)系；采用交互圖（Interaction Diagram）描述這些事物為實(shí)現(xiàn)某一主題所進(jìn)行的交互、協(xié)作關(guān)系，用以描述系統(tǒng)的動態(tài)行為特征。順序圖(Sequence Diagram)和協(xié)作圖(Collaboration Diagram)都是交互圖。 226.4 交互圖 6.4.2 順序圖順序圖（也稱時(shí)序圖）表示實(shí)例之間按時(shí)間順序組織的交互，是描述消息時(shí)間順序的交互圖。支持實(shí)時(shí)系統(tǒng)和復(fù)雜場景的詳細(xì)建模。在圖形上，順序圖是二維的。其中，垂直方向表示時(shí)

13、間，水平方向表示不同的對象，顯示的對象沿橫軸排列，從左到右分布在圖的頂部；而消息則沿縱軸按時(shí)間順序排序。如下圖所示。 236.4 交互圖 順序圖示例246.4 交互圖 6.4.3 協(xié)作圖協(xié)作圖是強(qiáng)調(diào)發(fā)送和接受消息的對象之間的結(jié)構(gòu)組織的交互圖，可顯示對象、對象之間的鏈接以及對象之間的消息，還可以顯示當(dāng)前模型中的簡單類實(shí)例和類實(shí)體實(shí)例。如某一取款過程的協(xié)作圖如下圖 所示。256.4 交互圖 協(xié)作圖示例266.5 狀態(tài)圖 6.5.1 狀態(tài)及狀態(tài)描述狀態(tài)圖是對類的一種補(bǔ)充描述，它展示了此類對象所具有可能的狀態(tài)以及某些事件發(fā)生時(shí)其狀態(tài)的轉(zhuǎn)移情況。與交互圖不同，交互圖對共同工作的對象群體的行為建模，而狀態(tài)圖對單個(gè)對象的狀態(tài)變化行為建模。276.5 狀態(tài)圖 6.5.2 狀態(tài)圖構(gòu)成要素狀態(tài)圖的主要構(gòu)成要素是狀態(tài) 、轉(zhuǎn)換、事件和動作 。通常把一個(gè)狀態(tài)表示成一個(gè)四角均為圓角的矩形。如下圖 6所示。 狀態(tài)圖示例286.6 活動圖 6.6.1 活動圖概念活動圖（Activity Diagram）和交互圖是UML中對系統(tǒng)動態(tài)方面建模的兩種主要形式?；顒訄D主要用于系統(tǒng)分析，它描述系統(tǒng)的行為，顯示系統(tǒng)中動作之間的轉(zhuǎn)移。活動圖一般從開始節(jié)點(diǎn)開始，經(jīng)過若干動作后，最后到達(dá)結(jié)束節(jié)點(diǎn)，提供了一種建模業(yè)務(wù)工作流的方法。與交互圖不同，交