順序圖和協(xié)作圖

順序圖和協(xié)作圖第一頁，共七十四頁，2022年，8月28日交互圖概述交互圖(interactiondiagram)是用來描述對象之間以及對象與參與者之間的動態(tài)協(xié)作關(guān)系以及協(xié)作過程中行為次序的圖形文檔.交互圖通常用于描述一個用例的行為,顯示該用例中所涉及的對象及對象之間消息傳遞情況.交互圖包括:順序圖(sequencediagram),描述對象按照時間順序的消息交換;協(xié)作圖(collaborationdiagram),描述系統(tǒng)成分如何協(xié)同工作.第二頁，共七十四頁，2022年，8月28日順序圖1.順序圖順序圖也稱為時序圖，它描述了系統(tǒng)中對象間通過消息進行的交互，它強調(diào)了消息在時間軸上的先后順序。2.順序圖的作用順序圖常用來描述用例的實現(xiàn)，它表明了由哪些對象，通過消息相互協(xié)作來實現(xiàn)用例的功能，在順序圖中，標識了消息發(fā)生交互的先后順序。第三頁，共七十四頁，2022年，8月28日赤壁之戰(zhàn)的順序圖第四頁，共七十四頁，2022年，8月28日順序圖的組成元素參與者（actor）或者對象（object）生命線（lifeline）激活期(activation)/控制焦點（focusofcontrol）消息（message）第五頁，共七十四頁，2022年，8月28日時間維對象維對象/參與者生命線控制焦點消息第六頁，共七十四頁，2022年，8月28日參與者或?qū)ο髤⑴c者和對象按照從左到右的順序排列；一般最多兩個參與者，他們分列兩端。啟動這個用例的參與者往往排在最左邊，接收消息的參與者則排在最右端；對象從左到右按照重要性排列或按照消息先后順序排列；將對象置于順序圖的頂部意味著在交互開始的時候?qū)ο缶鸵呀?jīng)存在了，如果對象的位置不在頂部，那么表示對象是在交互的過程中被創(chuàng)建的。第七頁，共七十四頁，2022年，8月28日第八頁，共七十四頁，2022年，8月28日對象的命名方式有三種：包括對象名和類名類名（匿名對象）對象名（不關(guān)心類）第九頁，共七十四頁，2022年，8月28日生命線（Lifeline）每個對象都有自己的生命線，用來表示在該用例中一個對象在一段時間內(nèi)的存在垂直的虛線如果對象生命期結(jié)束，則用注銷符號表示消亡點第十頁，共七十四頁，2022年，8月28日激活期(activation)/控制焦點（focusofcontrol）對象在一段時間內(nèi)獲得了焦點，也稱激活期對象執(zhí)行某個動作的時期空心矩形條激活期的長短意味著對象執(zhí)行某個動作的時間有多長，可以通過約束{10ms}來限制執(zhí)行時間的長短。第十一頁，共七十四頁，2022年，8月28日順序圖中的消息面向?qū)ο蠓椒ㄖ校⑹菍ο箝g交互信息的主要方式。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計中，模塊間傳遞信息的方式主要是過程（或函數(shù)）調(diào)用。對象A向?qū)ο驜發(fā)送消息，可以簡單地理解為對象A調(diào)用對象B的一個操作（operation）。第十二頁，共七十四頁，2022年，8月28日順序圖中，盡力保持消息的順序是從左到右排列的。一個順序圖的消息流開始于左上方，消息2的位置比消息1低，這意味著消息2的順序比消息1要遲。順序圖中消息編號可顯示，也可不顯示。第十三頁，共七十四頁，2022年，8月28日UML1.4后定義的消息有：調(diào)用消息procedurecall異步消息asynchronous返回消息returnUML1.3前的消息還有：簡單消息simpleRose擴充的消息阻止消息balking超時消息time-out第十四頁，共七十四頁，2022年，8月28日調(diào)用消息：消息的發(fā)送者把控制傳遞給消息的接收者,等待接收者返回或放棄控制，可以表示同步。實心箭頭符號調(diào)用消息必有一個與之配對的返回消息,但是可以不用畫出.第十五頁，共七十四頁，2022年，8月28日異步消息：消息的發(fā)送者把控制傳遞給消息的接收者,然后繼續(xù)自己的工作,不等待接收者返回或放棄控制.UML1.4及以后UML1.3及以前第十六頁，共七十四頁，2022年，8月28日返回消息（Return）：表示消息的返回。消息上方放置返回值同步消息的返回可以畫出（如果想明確表達返回值），也可以不畫出，直接隱含。異步消息可以有返回，也可以沒有。（可以響應(yīng)異步消息，也可以不響應(yīng)該異步消息。）虛線箭頭表示，和依賴關(guān)系不要混淆第十七頁，共七十四頁，2022年，8月28日第十八頁，共七十四頁，2022年，8月28日阻止消息：消息的發(fā)送者傳遞消息給接收者,如果接收者無法立即接收,則發(fā)送者放棄該消息.超時消息：消息的發(fā)送者發(fā)出消息給接收者并按指定時間等待,若接收者無法在指定時間內(nèi)接收,則發(fā)送者放棄該消息.第十九頁，共七十四頁，2022年，8月28日自調(diào)用（SelfCall）某對象自己調(diào)用自己的操作嵌套的矩形條第二十頁，共七十四頁，2022年，8月28日消息的語法格式[前置消息列表][警戒條件][消息順序表達式][返回值:=]消息名稱([參數(shù)列表])第二十一頁，共七十四頁，2022年，8月28日前置消息列表(predecessor)語法：消息序列號,消息序列號,.../前置消息列表是一個用來同步線程或路徑(path)的表達式意思是在發(fā)送當(dāng)前消息之前指定序列號的消息被處理(必須連續(xù)執(zhí)行)消息序列號之間用逗號隔開，用斜杠結(jié)束例如1.1a,1.1b/1.2:continue()，在發(fā)送消息1.2之前必須已經(jīng)同時發(fā)送并發(fā)消息給線程a和b第二十二頁，共七十四頁，2022年，8月28日警戒條件(guard-condition)語法:[條件短語]條件短語通常用偽代碼或真正的程序語言來表示，UML并不規(guī)定其語法例如，[x<0]4:invert(x,color)第二十三頁，共七十四頁，2022年，8月28日消息順序表達式(sequence-expression)語法[integer|name][recurrence]:integer為指定消息順序的序列號，消息1是消息序列的開始消息，1.1是消息1的處理過程中的第一條嵌套的消息，消息1.2是消息1的處理過程中的第二條嵌套的消息，一個消息序列的例子如1,1.1,1.2,1.2.1,1.2.2,1.3,等。這樣的序列號不僅能夠表示消息的順序而且還能表示消息的嵌套關(guān)系(當(dāng)消息是異步消息時消息為嵌套的操作調(diào)用及返回)name表示并發(fā)控制線程，例如1.2a和1.2b為同時發(fā)送的并發(fā)消息第二十四頁，共七十四頁，2022年，8月28日消息編號：按消息產(chǎn)生的先后順序，給消息編號，有兩種編號方案，一種是順序編號，另一種是嵌套編號．第二十五頁，共七十四頁，2022年，8月28日(1)順序編號整個消息的傳遞過程就形成了一個完整的序列，因此通過在每個消息的前面加上一個用冒號隔開的順序號(按照消息的先后順序，從1開始對消息編號)來表示其順序。(2)嵌套編號由于順序圖本身已經(jīng)充分表現(xiàn)出消息執(zhí)行的順序，因此在UML模型中并沒有要求對消息進行編號。只是要求在協(xié)作圖中，對消息進行了編號。但在Rose等建模工具中，為了能夠自動實現(xiàn)順序圖與協(xié)作圖的轉(zhuǎn)換，在順序圖中也默認采取嵌套編號方案。第二十六頁，共七十四頁，2022年，8月28日嵌套編號第二十七頁，共七十四頁，2022年，8月28日recurrence表示一個條件或循環(huán)的執(zhí)行，有兩種選擇*[循環(huán)子句]循環(huán)子句(iteration-clause)用來指定一個循環(huán)(重復(fù)執(zhí)行)例如：一個包括循環(huán)的消息

1.1*[x=1..10]:doSomething()[條件子句]

條件子句一般用來表示分支而不是用作警戒條件[x<0]，是兩個可以用來分支的條件子句，這兩個條件只能有一個為真，因而只有一個分支被執(zhí)行(即發(fā)送與分支有關(guān)的消息)條件子句和循環(huán)子句都可以用偽代碼或真正的編程語言來表示消息順序表達式用冒號結(jié)束第二十八頁，共七十四頁，2022年，8月28日返回值、消息名和參數(shù)表返回值表示一個操作調(diào)用(即一個消息)的結(jié)果第二十九頁，共七十四頁，2022年，8月28日消息的語法格式[前置消息列表][警戒條件][消息順序表達式][返回值:=]消息名稱([參數(shù)列表])第三十頁，共七十四頁，2022年，8月28日例：2:display()1.3.1:p:=find()[x<0]4:invert(x,color)3.1*[x=1..10]:update()1.1a,1.1b/1.2:continue()第三十一頁，共七十四頁，2022年，8月28日Rose中的消息第三十二頁，共七十四頁，2022年，8月28日第三十三頁，共七十四頁，2022年，8月28日

建立順序圖的步驟確定交互過程的上下文識別參與交互過程的對象為每個對象設(shè)置生命線從引發(fā)這個交互過程的初始消息開始,在生命線之間自頂向下依次畫出隨后的各個消息.如果需要嵌套或(和)表示消息發(fā)生的時間點,使用控制焦點.如果需要說明時間約束,則在消息旁邊加上約束說明.如果需要,可以為每個消息設(shè)置前置條件和后置條件.第三十四頁，共七十四頁，2022年，8月28日下面以飲料自動銷售系統(tǒng)為例，來學(xué)習(xí)怎樣繪制順序圖．下面對“買飲料”的一種場景進行建模，繪制其對應(yīng)的順序圖．買飲料的正常場景下面是買到飲料的一般事件流：（1）顧客從機器的前端錢幣口投入錢幣，然后選擇想要的飲料；（2）錢幣到達錢幣記錄儀，記錄儀更新自己的存儲；（3）記錄儀通知分配器分發(fā)飲料到機器前端.第三十五頁，共七十四頁，2022年，8月28日邊界類、控制類和實體類UML中三種主要的類版型邊界類,boundaryclass控制類,controlclass實體類,entityclass引入多種類版型幫助分析和設(shè)計人員確定系統(tǒng)中的類.第三十六頁，共七十四頁，2022年，8月28日邊界類邊界類位于系統(tǒng)與外界的交界處,包括:用戶界面類,如:窗口、對話框、報表類等通訊協(xié)議類,如:TCP/IP的類直接與外部設(shè)備交互的類直接與外部系統(tǒng)交互的類邊界類的UML表示方法:第三十七頁，共七十四頁，2022年，8月28日邊界類通過用例圖可以確定需要的邊界類,每個Actor/Usercase對至少需要一個邊界類.邊界類一般可以沒有屬性，只有操作.但并不是每個Actor/Usecase都需要生成惟一邊界類,多個actor啟動同一usecase可以使用同一邊界類.第三十八頁，共七十四頁，2022年，8月28日實體類實體類保存要放進持久存儲體(數(shù)據(jù)庫/文件等)的信息.實體類通過事件流和交互圖發(fā)現(xiàn),采用目標領(lǐng)域術(shù)語命名.通常實體類對應(yīng)數(shù)據(jù)庫中的表,其屬性對應(yīng)表的字段,但實體類與數(shù)據(jù)庫中的表不一定是一一對應(yīng)關(guān)系.第三十九頁，共七十四頁，2022年，8月28日控制類控制類是負責(zé)管理或控制其他類工作的類.每個用例通常有一個控制類,控制用例中的事件順序,控制類也可以在多個用例間共用.控制類較少接收消息,發(fā)出較多消息.第四十頁，共七十四頁，2022年，8月28日實例第四十一頁，共七十四頁，2022年，8月28日尋找分析類在分析階段，我們常在用例中尋找三種分析類（邊界類、控制類和實體類）。我們通過分析用例描述中的事件流，尋找分析類。１．用例“新增書籍”在分析時，還必須綜合考慮基本事件流和擴展事件流兩個方面。下面以“新增書籍“為例進行分析。其事件流如下所示：（1）基本事件流①圖書管理員向系統(tǒng)發(fā)出“新增書籍信息”請求。②系統(tǒng)要求圖書管理員選擇要新增的書籍是計算機類還是非計算機類。③圖書管理員做出選擇后，顯示相應(yīng)界面，讓圖書管理員輸入信息，并自動根據(jù)書號規(guī)則生成書號。④圖書管理員輸入書籍的相關(guān)信息，包括：書名、作者、出版社、ISBN號、開本、頁數(shù)、定價、是否有CD-ROM。第四十二頁，共七十四頁，2022年，8月28日尋找分析類⑤系統(tǒng)確定輸入的信息中書名沒有重復(fù)。⑥系統(tǒng)將所輸入的信息存儲建檔。（2）擴展事件流①如果輸入的書名有重名現(xiàn)象，則顯示出重名的書籍，并要求圖書管理員選擇修改書名或取消輸入。②圖書管理員選擇取消輸入，則結(jié)束用例，不做存儲建檔工作。③圖書管理員選擇修改書名后，轉(zhuǎn)到5。第四十三頁，共七十四頁，2022年，8月28日尋找分析類2．尋找邊界對象

對這個用例而言，參與者“圖書管理員”，因此要尋找邊界對象只需以“圖書管理員”這個參與者為線索，從用例描述中去尋找分析類：（1）圖書管理員向系統(tǒng)發(fā)出“新增書籍信息”請求-------圖書管理員在什么地方向系統(tǒng)發(fā)出“新增書籍信息”的請求呢？通常會設(shè)計一個主窗口，并在上面擺放一些按鈕來實現(xiàn)，因此在此句描述中間，可以發(fā)現(xiàn)兩個邊界類：主窗口、“新增書籍信息”按鈕。（2）系統(tǒng)要求圖書管理員選擇要新增的書籍是計算機類還是非計算機類------從此句中可以發(fā)現(xiàn)一個新的邊界類：書籍類別列表框。第四十四頁，共七十四頁，2022年，8月28日（3）圖書管理員做出選擇后，顯示相應(yīng)界面，讓圖書管理員輸入信息，并自動根據(jù)書號規(guī)則生成書號--------此句中可以發(fā)現(xiàn)最為關(guān)鍵的一個邊界類------“新書信息錄入”窗口以及輔助的“提交”按鈕。而且，還可以發(fā)現(xiàn)新增書籍信息按鈕是組成主窗口的一部分。書籍類別列表框、提交按鈕則是組成新書信息錄入窗口的一部分。根據(jù)以上信息,可以先將參與者和邊界對象繪制出來，其結(jié)果如圖所示。第四十五頁，共七十四頁，2022年，8月28日尋找分析類參與者和邊界對象第四十六頁，共七十四頁，2022年，8月28日3.尋找控制對象和實體對象

實體對象通常來源于領(lǐng)域中的類圖，也就是描述業(yè)務(wù)領(lǐng)域的名詞或名詞短語，通過閱讀整個事件流的詳細描述，我們得知，實體對象有書籍、計算機書籍、非計算機書籍以及書籍列表4個。

在這個例子中，根據(jù)事件流中的步驟5，以及擴展事件流的描述，可以在上圖上增加相應(yīng)的控制對象，得到更進一步的分析圖，如下圖所示。第四十七頁，共七十四頁，2022年，8月28日尋找分析類對基本事件流步驟5分析后，添加控制對象第四十八頁，共七十四頁，2022年，8月28日另外，還有幾個關(guān)鍵的事件沒有體現(xiàn)到圖中：一是基本事件流中的步驟2、3要求根據(jù)用戶選擇的類別自動獲得書號；二是當(dāng)書名重復(fù)性檢查沒有通過時（有重名），應(yīng)返回要求其重輸。第四十九頁，共七十四頁，2022年，8月28日構(gòu)建交互圖最后完整的分析圖第五十頁，共七十四頁，2022年，8月28日構(gòu)建交互圖下面是構(gòu)建順序圖的步驟： 首先，按照從左到右的順序，依此將參與者、邊界對象和實體對象放在最頂部，邊界類放在左邊，實體類放在右邊。注意，在分析模型中可以先不考慮控制類的引用（當(dāng)然有必要時也可以引入）。第五十一頁，共七十四頁，2022年，8月28日構(gòu)建順序圖第五十二頁，共七十四頁，2022年，8月28日練習(xí)1、用戶打印文件，計算機向打印服務(wù)器發(fā)送打印命令，打印機如果空閑，則直接打印，否則把打印文件存儲在打印隊列中。第五十三頁，共七十四頁，2022年，8月28日2、網(wǎng)上書店用戶需求書店店長：顧客能在網(wǎng)上書店訂購圖書，提交訂單；工作人員能及時看到訂單并進行處理，我們接受貨到付款或者網(wǎng)銀支付。工作人員甲：圖書可以按照不同種類放置，圖書的信息和種類也要網(wǎng)上書店設(shè)置和管理。工作人員乙：能進行促銷管理。顧客甲：可以查看圖書簡介，查找圖書，購買圖書。顧客乙：結(jié)賬前可自行管理選購的圖書，可以查看以前的購買記錄，也可以取消現(xiàn)有訂單。顧客丙：實行會員制。平時可以在網(wǎng)上書店查查資料，只在購買圖書的時候才使用會員身份。第五十四頁，共七十四頁，2022年，8月28日用例名稱：管理員登錄系統(tǒng)基本流：1）用戶輸入用戶名和密碼2）用戶選擇管理員類型3）用戶點擊“登錄”按鈕；4）系統(tǒng)驗證用戶權(quán)限；5）管理員進入管理界面；6）用例結(jié)束。備選流：3a）“用戶名或密碼錯誤”，系統(tǒng)出現(xiàn)用戶名或密碼錯誤的提示信息，回到基本流第一步，由用戶重新輸入；3b）“輸入的用戶名與類型不符”，系統(tǒng)出現(xiàn)提示信息，回到基本流第一步，由用戶重新輸入；3c）當(dāng)用戶點擊取消按鈕時，取消登錄。第五十五頁，共七十四頁，2022年，8月28日協(xié)作圖描述系統(tǒng)對象（或活動者）如何共同協(xié)作實現(xiàn)用例；強調(diào)的是參與交互的對象的組織；一個協(xié)作圖顯示了一系列的對象和在這些對象之間的聯(lián)系以及對象間發(fā)送和接收的消息。第五十六頁，共七十四頁，2022年，8月28日對象object鏈link消息message協(xié)作圖中的元素:第五十七頁，共七十四頁，2022年，8月28日對象協(xié)作圖與順序圖中的對象的概念是一樣的，只不過在協(xié)作圖中，無法表示對象的創(chuàng)建和撤銷，所以對于對象在圖中的位置沒有限制。第五十八頁，共七十四頁，2022年，8月28日多對象多對象是多個對象組成的集合，往往是同一個類的對象；如果消息同時發(fā)給多個對象，則用多對象表示；在順序圖中仍然顯示為單對象一樣的圖標，rose中multipleinstance協(xié)作圖中重疊的方框。第五十九頁，共七十四頁，2022年，8月28日活動對象/主動對象主動對象是一組屬性和一組方法的封裝體，其中至少有一個方法不需要接收消息就能主動執(zhí)行（稱為主動方法）主動對象是不需接收消息就可自動啟動交互的對象除了含有主動方法外，主動對象和被動對象無區(qū)別UML標記Rose標記第六十頁，共七十四頁，2022年，8月28日鏈：表示對象之間的語義關(guān)系，鏈是關(guān)聯(lián)的一個實例。協(xié)作圖中鏈的符號和對象圖中鏈所用的符號是一樣的，即一條連接兩個對象的實線。第六十一頁，共七十四頁，2022年，8月28日建立協(xié)作圖的步驟確定交互過程的上下文識別參與交互過程的對象如果需要,為每個對象設(shè)置初始特性確定對象之間的鏈,及沿著鏈的消息從引發(fā)該交互過程的初始消息開始,將每個消息附到相應(yīng)的鏈上如果需要表示消息嵌套,則有Dewey十進制表示.如果需要說明時間約束,則在消息旁邊加上約束說明如果需要,可以為每個消息設(shè)置前置條件和后置條件第六十二頁，共七十四頁，2022年，8月28日建模分數(shù)記錄系統(tǒng)的協(xié)作圖。具體用例是Teacher查看學(xué)生成績。第六十三頁，共七十四頁，2022年，8月28日2.需求分析可以通過更加具體的描述來確定工作流程，基本工作流程如下：張老師希望通過系統(tǒng)查詢某名學(xué)生的學(xué)科成績。張老師通過用戶界面錄入學(xué)生的學(xué)號以及學(xué)科科目請求學(xué)生信息用戶界面根據(jù)學(xué)生的學(xué)號向數(shù)據(jù)庫訪問層請求學(xué)生信息數(shù)據(jù)庫訪問層根據(jù)學(xué)生的學(xué)號加載學(xué)生信息數(shù)據(jù)庫訪問層根據(jù)學(xué)生信息和學(xué)科科目獲取該名學(xué)生的分數(shù)信息數(shù)據(jù)庫訪問層將學(xué)生信息和分數(shù)信息提供給用戶界面用戶界面將學(xué)生信息和分數(shù)信息顯示出來。第六十四頁，共七十四頁，2022年，8月28日1.確定協(xié)作圖的元素第六十五頁，共七十四頁，2022年，8月28日2.需求分析可以通過更加具體的描述來確定工作流程，基本工作流程如下：張老師希望通過系統(tǒng)查詢某名學(xué)生的學(xué)科成績。張老師通過用戶界面錄入學(xué)生的學(xué)號以及學(xué)科科目請求學(xué)生信息用戶界面根據(jù)學(xué)生的學(xué)號向數(shù)據(jù)庫訪問層請求學(xué)生信息數(shù)據(jù)庫訪問層根據(jù)學(xué)生的學(xué)號加載學(xué)生信息數(shù)據(jù)庫訪問層根據(jù)學(xué)生信息和學(xué)科科目獲取該名學(xué)生的分數(shù)信息數(shù)據(jù)庫訪問層將學(xué)生信息和分數(shù)信息提供給用戶界面用戶界面將學(xué)生信息和分數(shù)信息顯示出來。第六十六頁，共七十四頁，2022年，8月28日2.確定元素之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系創(chuàng)建協(xié)作圖的下一步是確定這些對象之間的連接關(guān)系，使用鏈與角色將這些對象連接起來。第六十七頁，共七十四頁，2022年，8月28日2.需求分析可以通過更加具體的描述來確定工作流程，基本工作流程如下：張老師希望通過系統(tǒng)查詢某名學(xué)生的學(xué)科成績。張老師通過用戶界面錄入學(xué)生的學(xué)號以及學(xué)科科目請求學(xué)生信息用戶界面根據(jù)學(xué)生的學(xué)號向數(shù)據(jù)庫訪問層請求學(xué)生信息