課件面向?qū)ο骲 uml

1/10/20241UML簡介UML統(tǒng)一建模語言

(UnifiedModelingLanguage)1/10/20242UML產(chǎn)生與發(fā)展70年代中期，公認的面向?qū)ο蠼ＵZ言出現(xiàn)。從1989年到1994年，其數(shù)量從不到十種增加到了五十多種。90年代中，一批新方法出現(xiàn)了，其中最引人注目的是Booch1993、OOSE和OMT-2等。1/10/20243UML產(chǎn)生與發(fā)展面對眾多的建模語言，用戶由于沒有能力區(qū)別不同語言之間的差別，因此很難找到一種比較適合其應用特點的語言；眾多的建模語言實際上各有千秋；雖然不同的建模語言大多類同，但仍存在某些細微的差別，極大地妨礙了用戶之間的交流。因此在客觀上，極有必要在精心比較不同的建模語言優(yōu)缺點及總結(jié)面向?qū)ο蠹夹g(shù)應用實踐的基礎(chǔ)上，取其精華，去其糟粕，求同存異，統(tǒng)一建模語言。1/10/20244UML產(chǎn)生與發(fā)展1994年10月，GradyBooch和JimRumbaugh開始致力于這一工作。他們首先將Booch93和OMT-2統(tǒng)一起來，并于1995年10月發(fā)布了第一個公開版本，稱之為統(tǒng)一方法UM0.8（UnitedMethod）。1995年秋，OOSE的創(chuàng)始人IvarJacobson加盟到這一工作。經(jīng)過Booch、Rumbaugh和Jacobson三人的共同努力，于1996年6月和10月分別發(fā)布了兩個新的版本，即UML0.9和UML0.91，并將UM重新命名為UML（UnifiedModelingLanguage）。1/10/20245UML產(chǎn)生與發(fā)展1996年，一些機構(gòu)將UML作為其商業(yè)策略已日趨明顯。UML的開發(fā)者得到了來自公眾的正面反應，并倡議成立了UML成員協(xié)會，以完善、加強和促進UML的定義工作。當時的成員有DEC、HP、I－Logix、Itellicorp、IBM、ICONComputing、MCISystemhouse、Microsoft、Oracle、RationalSoftware、TI以及Unisys。這一機構(gòu)對UML1.0（1997年1月）及UML1.1（1997年11月17日）的定義和發(fā)布起了重要的促進作用。1/10/20246UML的產(chǎn)生和成長 1/10/20247Rational三劍客1/10/20248UML內(nèi)容任何語言都有語法和語義兩個方面。UML采用元－元模型、元模型、模型和用戶對象四個層次來定義其體系結(jié)構(gòu)。作為一種建模語言，UML的定義包括UML語義和UML表示法兩個部分。1/10/20249UML語言的體系結(jié)構(gòu)元－元模型元模型模型用戶對象1/10/202410UML語義UML語義描述基于UML的精確元模型定義。元模型為UML的所有元素在語法和語義上提供了簡單、一致、通用的定義性說明，使開發(fā)者能在語義上取得一致。此外UML還支持對元模型的擴展定義。1/10/202411UML表示法UML表示法定義UML符號的表示法。它為開發(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)建模提供了標準。這些圖形符號和文字所表達的是應用級的模型，在語義上它是UML元模型的實例。1/10/202412在UML元模型中定義了很多模型元素，如：UseCase、對象類、接口、組件等，為了模型的可視化，UML為每個模型元素規(guī)定的特定的圖形符號來表示。符號與圖形1/10/202413活動者是作用于系統(tǒng)的一個角色或者說是一個外部用戶?；顒诱呖梢允且粋€人，也可以是使用本系統(tǒng)的外部系統(tǒng)?；顒诱撸ˋctor）活動者名1/10/202414用例是對活動者使用系統(tǒng)的一項功能的交互過程的陳述。用例（UseCase）用例名1/10/202415用戶進行登錄的用例圖用戶登錄1/10/202416對象類（類）是具有相同屬性和相同操作的對象的集合。對象類（Class）1/10/202417接口是一種抽象類，它對外提供一組操作，但自己沒有屬性和方法（操作的實現(xiàn)），它是在沒有給出對象實現(xiàn)的情況下對對象行為的描述。接口使用對象類的圖形表示方法，接口名前面加構(gòu)造型《interface》。接口（Interface）接口名屬性方法()<<Interface>>1/10/202418包也是一種模型元素，可以把語義相近的模型元素組織在一個包里，增加對模型元素的可維護性。包（Package）包名1/10/202419關(guān)聯(lián)就是類或?qū)ο笾愭溄拥拿枋觥ｊP(guān)聯(lián)（Association）1/10/202420組合關(guān)系用于表示對象之間部分和整體關(guān)系，關(guān)系很緊密。組合（Composition）1/10/202421聚合關(guān)系也用于表示對象之間部分和整體關(guān)系，但關(guān)系比較松散。聚合（Aggregation）1/10/202422泛化用于表示對象之間一般和特殊的結(jié)構(gòu)關(guān)系。泛化（Generalization）1/10/202423依賴表示兩個或多個模型元素之間語義上的關(guān)系。依賴（Dependency）1/10/202424實現(xiàn)是指一個模型元素（如：類）是另一個模型元素（如：接口）的實現(xiàn)。實現(xiàn)（Realization）1/10/202425消息（Message）一般消息返回消息1/10/202426注釋沒有特定的語義，它用于對其他模型元素的補充說明。注釋（Comment）注釋內(nèi)容1/10/202427UML構(gòu)造塊支配這些構(gòu)造塊如何放在一起的規(guī)則。運用于整個UML的公共機制。UML概念模型1/10/202428UML的構(gòu)造塊

組成UML有三種基本的構(gòu)造塊：

1.事物（Things）4

2.關(guān)系（Relationships）4 3.圖（Diagrams）91/10/2024291.結(jié)構(gòu)事物（Structuralthings）2.動作事物（Behavioralthings）3.分組事物（Groupingthings）4.注釋事物（Notationalthings）這些事物是UML模型中最基本的面向?qū)ο蟮慕ㄖK。它們在模型中屬于最靜態(tài)的部分。UML的事物

1/10/202430客觀世界是一個復雜的系統(tǒng)，需要從不同的角度來考察，才能真正理解這個系統(tǒng)。為了能支持從不同角度來考察系統(tǒng)，標準建模語言UML定義了下列5類、共9種模型圖：UML模型圖1/10/202431用例圖靜態(tài)圖行為圖交互圖實現(xiàn)圖UML模型圖1/10/202432從用戶角度描述系統(tǒng)功能,并指出各功能的操作者。

1.用例圖1/10/202433包括類圖、對象圖和包圖。類圖描述系統(tǒng)中類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。不僅定義系統(tǒng)中的類,表示類之間的聯(lián)系如關(guān)聯(lián)、依賴、聚合等,也包括類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(類的屬性和操作)。類圖描述的是一種靜態(tài)關(guān)系,在系統(tǒng)的整個生命周期都是有效的。2.靜態(tài)圖1/10/202434對象圖是類圖的實例,幾乎使用與類圖完全相同的標識。不同點在于對象圖顯示類的多個對象實例,而不是實際的類。一個對象圖是類圖的一個實例。由于對象存在生命周期,因此對象圖只能在系統(tǒng)某一時間段存在。包由包或類組成,表示包與包之間的關(guān)系。包圖用于描述系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)。2.靜態(tài)圖1/10/202435描述系統(tǒng)的動態(tài)模型和組成對象間的交互關(guān)系。狀態(tài)圖描述類的對象所有可能的狀態(tài)以及事件發(fā)生時狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件。通常,狀態(tài)圖是對類圖的補充。在實用上并不需要為所有的類畫狀態(tài)圖,僅為那些有多個狀態(tài)其行為受外界環(huán)境的影響并且發(fā)生改變的類畫狀態(tài)圖?；顒訄D描述滿足用例要求所要進行的活動以及活動間的約束關(guān)系,有利于識別并行活動。3.行為圖1/10/202436描述對象間的交互關(guān)系。順序圖顯示對象之間的動態(tài)合作關(guān)系,它強調(diào)對象之間消息發(fā)送的順序,同時顯示對象之間的交互(也稱時序圖、序列圖);協(xié)作圖描述對象間的協(xié)作關(guān)系,協(xié)作圖跟順序圖相似,顯示對象間的動態(tài)合作關(guān)系。除顯示信息交換外,協(xié)作圖還顯示對象以及它們之間的關(guān)系。如果強調(diào)時間和順序,則使用順序圖;如果強調(diào)上下級關(guān)系,則選擇協(xié)作圖。4.交互圖1/10/202437構(gòu)件圖描述代碼部件的物理結(jié)構(gòu)及各部件之間的依賴關(guān)系。一個部件可能是一個資源代碼部件、一個二進制部件或一個可執(zhí)行部件。

它包含邏輯類或?qū)崿F(xiàn)類的有關(guān)信息。部件圖有助于分析和理解部件之間的相互影響程度。配置圖定義系統(tǒng)中軟硬件的物理體系結(jié)構(gòu)。它可以顯示實際的計算機和設(shè)備(用節(jié)點表示)以及它們之間的連接關(guān)系,也可顯示連接的類型及部件之間的依賴性。在節(jié)點內(nèi)部,放置可執(zhí)行部件和對象以顯示節(jié)點跟可執(zhí)行軟件單元的對應關(guān)系。5.實現(xiàn)圖1/10/202438用例圖展現(xiàn)了一組用例、參與者以及它們間的關(guān)系?？梢杂糜美龍D描述系統(tǒng)的靜態(tài)使用情況。在對系統(tǒng)行為組織和建模方面，用例圖是相當重要的。用例圖1/10/202439用例圖中包含三種模型元素：系統(tǒng)、角色、用例。在畫用例圖時，還要畫出元素之間的各種關(guān)系。用例圖角色(Actor)系統(tǒng)(System)用例(UseCase)關(guān)系(relationship)1/10/202440系統(tǒng)是用例模型的一個組成部分。它代表一臺機器或者一個業(yè)務活動。而并不是真正實現(xiàn)的軟件系統(tǒng)。系統(tǒng)的邊界用來說明構(gòu)建的用例模型的應用范圍。用例圖—系統(tǒng)1/10/202441例如一臺自助式售貨機(被看作系統(tǒng))應提供售貨、供貨、提取銷售款等功能。這些功能在自動售貨機之內(nèi)的區(qū)域起作用，自動售貨機之外的情況不考慮。系統(tǒng)邊界1/10/202442角色是與系統(tǒng)交互的人或者事物。角色代表一個群體，而不具體的指某一個體。用例圖—角色(Actor)1/10/202443用例代表一個完整的功能。是對一組動作序列的描述，顯示了系統(tǒng)是如何被使用。用例的特征：

1.用例總由角色初始化。

2.用例為角色提供值。

3.用例具有完整性。用例圖—用例(UseCase)1/10/2024441/10/202445類圖是用類和它們之間的關(guān)系描述系統(tǒng)的一種圖示。類、對象和它們之間的關(guān)聯(lián)是面向?qū)ο蠹夹g(shù)中最基本的元素。類模型和對象模型揭示了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。類圖(Classdiagram)1/10/202446類圖1/10/202447類的命名應盡量用應用領(lǐng)域中的術(shù)語,應明確、無歧義,以利于開發(fā)人員與用戶之間的相互理解和交流。類的獲取是一個依賴于人的創(chuàng)造力的過程,必須與領(lǐng)域?qū)＜液献?對研究領(lǐng)域仔細地分析,抽象出領(lǐng)域中的概念,定義其含義及相互關(guān)系,分析出系統(tǒng)類,并用領(lǐng)域中的術(shù)語為類命名。一般而言,類的名字是名詞。類的名稱1/10/202448原則上來說,類的屬性應能描述并區(qū)分每個特定的對象;只有系統(tǒng)感興趣的特征才包含在類的屬性中;系統(tǒng)建模的目的也會影響到屬性的選取。屬性1/10/202449+,-,#屬性可視性屬性名[多重性]：類型＝初始值1/10/202450+,-,#操作可視性操作名（參數(shù)列表）：返回列表1/10/2024511/10/202452類與類的關(guān)系事物之間相互聯(lián)系的方式，無論是邏輯上的還是物理上的，都被建模為關(guān)系。在面向?qū)ο蟮慕Ｖ?，?種最重要的關(guān)系：依賴、泛化和關(guān)聯(lián)。1/10/202453UML中的關(guān)系UML中有四種關(guān)系：

1.依賴(Dependency)2.關(guān)聯(lián)(Association)3.泛化(Generalization)4.實現(xiàn)(realization)0..1*1/10/202454關(guān)聯(lián)關(guān)系是一種結(jié)構(gòu)關(guān)系，它指明一個事物的對象與另一個事物的對象間的聯(lián)系。恰好連接兩個類的關(guān)聯(lián)稱為二元關(guān)聯(lián)。多于兩個類的關(guān)聯(lián)稱為n元關(guān)聯(lián)。

1/10/202455關(guān)聯(lián)類和類一樣，關(guān)聯(lián)也可以有自己的屬性和操作。此時，這個關(guān)聯(lián)實際上是個關(guān)聯(lián)類(associationlass)。關(guān)聯(lián)類的可視化表示方式與一般的類相同，但是要用一條虛線把關(guān)聯(lián)和對應的關(guān)聯(lián)線連接起來。1/10/2024561/10/202457是用實例變量實現(xiàn)的。關(guān)聯(lián)在Java中1/10/202458聚合：構(gòu)成對象同構(gòu)組成：構(gòu)成對象異構(gòu)整體/部分關(guān)聯(lián)1/10/202459聚合聚合是關(guān)聯(lián)的特例。如果類與類之間的關(guān)系具有整體與部分（part-whole）的特點，則把這樣的關(guān)聯(lián)稱為聚合。1/10/202460是用實例變量實現(xiàn)的。關(guān)聯(lián)與聚合僅從Java語法分辨不出。聚合在Java中1/10/202461復合聚合/組成/合成如果構(gòu)成整體類的部分類，完全隸屬于整體類，稱這樣的聚合為復合聚合。1/10/202462代表整體的對象要負責代表部分對象的生命周期。不能共享。合成1/10/202463關(guān)聯(lián)的修飾名稱：關(guān)聯(lián)可以有一個名稱，用以描述該關(guān)系的性質(zhì)。角色：是關(guān)聯(lián)中靠近它的一端的類對另外一端的類呈現(xiàn)的職責。多重性：在關(guān)聯(lián)的另一端的類的每個對象要求在本端的類必須有多少個對象聚合：整體對象擁有部分對象。1/10/202464依賴關(guān)系是一種使用關(guān)系，它說明一個事物規(guī)格說明的變化可能影響到使用它的另一事物，但反之未必。1/10/202465總是單向的。依賴體現(xiàn)為方法參數(shù)或局部變量。依賴1/10/202466泛化關(guān)系是一般事物和該事物的較為特殊的種類之間的關(guān)系。一個類可以有0-多個父類。把沒有父類且至少有一個子類的類稱為根類或基類，把沒有子類的類稱為葉子類。1/10/202467泛化關(guān)系1/10/202468在繼承中往往給繼承關(guān)聯(lián)一個約束條件。預定義的約束有三種分類:互斥分類，包括重疊(overlap)和互斥(disjoint)不完全分類，包括完全(complete)和不完全(plete)動態(tài)分類，包括動態(tài)(dynamic)和靜態(tài)(static)。泛化關(guān)系1/10/202469互斥適合于具有兩個以上分組，能夠清晰區(qū)分事物，在同一時間一個事物只能屬于一組。重疊剛好與互斥相反。不完全適用于一個組的子組。在一個組中，不是所有可能的子組都包括在模型中。這個組可能存在一些成員，他們不屬于任何建模的子組。完全分類剛好相反，表示該模型包含了所有的子組。動態(tài)表示事物隨時間的變化而從屬于不同的子組。一個具有動態(tài)分類的事物可能在開始時屬于一個子組，但隨后又成為另一個子組的成員。而靜態(tài)表示自始至終屬于一個子組的成員。約束1/10/202470機動交通工具：汽車、飛機職工：經(jīng)理、非經(jīng)理動物：草食動物、肉食動物1/10/202471參數(shù)化類1/10/202472對象圖對象名有下列三種表示格式1對象名：類名2：類名3對象名

1/10/2024731/10/202474順序圖是描述對象是怎么交互的，著重體現(xiàn)對象間消息傳遞的時間順序。用順序圖說明系統(tǒng)的動態(tài)視圖。順序圖1/10/202475消息有三種：簡單消息（simple）同步消息（synchronous）異步消息（asynchronous）消息類型1/10/202476簡單消息(SimpleMessage)表示簡單的控制流。用于描述控制如何在對象間進行傳遞，而不考慮通信的細節(jié)。同步消息(SynchronousMessage)表示嵌套的控制流。操作的調(diào)用是一種典型的同步消息。調(diào)用者發(fā)出消息后必須等待消息返回，只有當處理消息的操作執(zhí)行完畢后，調(diào)用者才可繼續(xù)執(zhí)行自己的操作。異步消息(Asynchronous