UML的基本結(jié)構(gòu)

       通過對UML的學(xué)習(xí)，整理出了上面這幅UML概要結(jié)構(gòu)圖，主要是UML事物，UML關(guān)系和UML圖，還有很多規(guī)格說明，符號，修飾，擴(kuò)展機(jī)制等等元素沒有體現(xiàn)，其實(shí)，圖中的三大塊加上那么多邊邊角角的元素，高度濃縮概括起來，可以把UML這門課的主要內(nèi)容描述為：

       在軟件生命周期中，準(zhǔn)確地把 UML事物和UML關(guān)系通過一定規(guī)則組合，利用Rose繪制成UML的9種圖，以幫助我們開發(fā)出高質(zhì)量的軟件。

         簡略來說，UML的9種圖在軟件生命周期中各個(gè)階段的應(yīng)用主要體現(xiàn)在：

1、在需求分析階段：主要采用用例圖來描述需求（角色、功能、外部交互等）；
2、在分析階段：明確解決問題的細(xì)節(jié)，主要采用類圖來描述靜態(tài)結(jié)構(gòu)，采用順序圖，協(xié)作圖，活動圖，狀態(tài)圖來描述系統(tǒng)動態(tài)行為；
3、在設(shè)計(jì)階段：給出解決方案，主要采用類圖、包，對類的接口進(jìn)行設(shè)計(jì)；
4、在實(shí)現(xiàn)階段：將類用一種面向?qū)ο笳Z言實(shí)現(xiàn)；
5、測試階段：單元測試使用類圖和類的規(guī)格說明書。集成測試使用類圖，包，構(gòu)件圖和協(xié)作圖。系統(tǒng)測試使用用例圖來測試系統(tǒng)的功能；

6、集成和交付階段：主要采用構(gòu)件圖、包、部署圖；

       以上只是很簡略地說明了UML的應(yīng)用，在下面的博客中，我們將介紹充分利用UML，面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)過程，即RUP（Rational Unified Process）

       補(bǔ)（欠了一點(diǎn)東西，終于補(bǔ)全了）：什么是RUP——http://blog.csdn.net/shan9liang/article/details/6723229

UML中幾種類間關(guān)系：繼承、實(shí)現(xiàn)、依賴、關(guān)聯(lián)、聚合、組合的聯(lián)系與區(qū)別

一、表示符號上的區(qū)別

 

二、具體區(qū)別與聯(lián)系

繼承(泛化)

       指的是一個(gè)類（稱為子類、子接口）繼承另外的一個(gè)類（稱為父類、父接口）的功能，并可以增加它自己的新功能的能力，繼承是類與類或者接口與接口之間最常見的關(guān)系，可分單重繼承，多重繼承（java不支持）；在Java中此類關(guān)系通過關(guān)鍵字extends明確標(biāo)識。

       實(shí)現(xiàn)

      指的是一個(gè)class類實(shí)現(xiàn)interface接口（可以是多個(gè)）的功能；實(shí)現(xiàn)是類與接口之間最常見的關(guān)系；在Java中此類關(guān)系通過關(guān)鍵字implements明確標(biāo)識

      依賴

      可以簡單的理解，就是一個(gè)類A使用到了另一個(gè)類B，而這種使用關(guān)系是具有偶然性的、臨時(shí)性的、非常弱的，但是B類的變化會影響到A；比如某個(gè)老師要授課，則需要有這么一門課讓他教授，此時(shí)老師與課之間的關(guān)系就是依賴；表現(xiàn)在代碼層面，為類Course作為參數(shù)被類Professor在Teach方法中使用；

      關(guān)聯(lián)

      它體現(xiàn)的是兩個(gè)類、或者類與接口之間語義級別的一種強(qiáng)依賴關(guān)系，普通關(guān)聯(lián)關(guān)系的兩個(gè)類處于同一層次上，關(guān)聯(lián)可以是單向（只有一個(gè)類知道另外一個(gè)類的公共屬性和操作）的也可以是雙向（兩個(gè)類都知道另一個(gè)類的公共屬性和操作）的；大多數(shù)關(guān)聯(lián)應(yīng)該是單向的，單向關(guān)系更容易建立和維護(hù)，有助于尋找可服用的類。

雙向關(guān)聯(lián)：

單向關(guān)聯(lián)：

      聚合

      聚合是關(guān)聯(lián)關(guān)系的一種特例，他體現(xiàn)的是整體與部分、擁有的關(guān)系，即has-a的關(guān)系，此時(shí)整體與部分之間是可分離的，他們可以具有各自的生命周期，部分可以屬于多個(gè)整體對象，也可以為多個(gè)整體對象共享；比如書本與暑假、公司與員工的關(guān)系等；具體表現(xiàn)為，如果A由B聚合成，表現(xiàn)為A包含有B的全局對象，但是B對象可以不在A創(chuàng)建的時(shí)刻創(chuàng)建。

      組合

      組合也是關(guān)聯(lián)關(guān)系的一種特例，他體現(xiàn)的是一種contains-a的關(guān)系，這種關(guān)系比聚合更強(qiáng)，也稱為強(qiáng)聚合；他同樣體現(xiàn)整體與部分間的關(guān)系，但此時(shí)整體與部分是不可分的，整體的生命周期結(jié)束也就意味著部分的生命周期結(jié)束，也可以理解為如果A由B組成，表現(xiàn)為A包含有B的全局對象，并且B對象在A創(chuàng)建的時(shí)刻創(chuàng)建。比如你和你的大腦或一本書和它的書頁。

      綜上所述，對于繼承、實(shí)現(xiàn)這兩種關(guān)系比較簡單，他們體現(xiàn)的是一種類與類、或者類與接口間的縱向關(guān)系；其他的四者關(guān)系則體現(xiàn)的是類與類、或者類與接口間的引用、橫向關(guān)系，這幾種關(guān)系都是語義級別的，所以從代碼層面并不能完全區(qū)分各種關(guān)系；從后幾種關(guān)系所表現(xiàn)的強(qiáng)弱程度來看，依次為：組合>聚合>關(guān)聯(lián)>依賴。在面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)過程中，能采取強(qiáng)度較大的關(guān)系，決不能采取強(qiáng)度小的關(guān)系。

     隨著學(xué)習(xí)深入，會加上代碼實(shí)現(xiàn)！

      從上面的用例圖模型，我們可以大致了解用例圖所描述的是什么。下面進(jìn)行詳細(xì)介紹。

      用例圖,即用來描述什么角色通過某某系統(tǒng)能做什么事情的圖，用例圖關(guān)注的是系統(tǒng)的外在表現(xiàn)，系統(tǒng)與人的交互，系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的交互。

      用例圖有三種構(gòu)成元素,分別是:角色，用例，關(guān)系

1、角色(Actor):即使用本系統(tǒng)的有哪些角色，不同的角色使用的系統(tǒng)功能部分是不同的，在用例圖中用小人表示。

值得注意的是，角色可能是人，也可能不是人，而是另外的一個(gè)系統(tǒng)，本系統(tǒng)與另外一個(gè)系統(tǒng)交互的話，可以將另外一個(gè)系統(tǒng)畫成某某角色。

分析得到角色的原則，也可以看做是我們在獲得角色時(shí)，需要思考的內(nèi)容：

  1）有哪些直接使用系統(tǒng)的人

  2）涉及到哪些維護(hù)人員

  3）使用哪些外設(shè)

  4）相連的其他系統(tǒng)

  5）還有哪些人和事物對這個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的結(jié)果感興趣。

2、用例：即系統(tǒng)具有的功能，在用例圖中用橢圓圈表示，圈里用文字描述該用例，一般為動賓短語。

值得注意的是，某個(gè)用例不一定是只屬于一個(gè)角色的，有些用例是同時(shí)屬于多個(gè)角色的，即被多個(gè)角色“共享”。

在這里圖書館信息系統(tǒng)說明一下，用例的粒度與范圍

  概述級

  用戶目標(biāo)級

  子功能級

3、關(guān)系：即角色與用例之間的關(guān)系，在用例圖中用線條表示，

線條是指角色與用例之間的線條，這些線條是用來聯(lián)系角色（小人）和用例（圈圈）的，表示某某角色能“做”什么用例。

線條有兩種：無箭頭的，有箭頭的。

有箭頭的線條，表示角色與系統(tǒng)交互的過程中，數(shù)據(jù)的流向，如果箭頭指向用例，就說明角色需要往系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)，如果箭頭指向角色，說明系統(tǒng)往角色輸出數(shù)據(jù)。沒有箭頭的線條，則沒有明確表示數(shù)據(jù)的流向。

有的時(shí)候，用例圖在細(xì)化到子功能級別時(shí)，還會出現(xiàn)虛線箭頭，如上圖所示。

綜上所述，并結(jié)合繪制用例圖需要注意的一些細(xì)節(jié)，整理出以下這張圖來更加形象的說明用例圖。

類圖（Class Diagram）是描述類、接口、協(xié)作以及它們之間關(guān)系的圖。

類圖是系統(tǒng)中靜態(tài)視圖的一部分，靜態(tài)視圖可以包括許多的類圖。

靜態(tài)視圖用于為軟件系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模，它構(gòu)造系統(tǒng)的詞匯和關(guān)系，而結(jié)構(gòu)模型的可視化就是通過類圖來實(shí)現(xiàn)的。

類圖由以下基本元素構(gòu)成：類;接口；協(xié)作；關(guān)系(依賴、泛化、實(shí)現(xiàn)和關(guān)聯(lián))。

如果對類圖中的關(guān)系模糊,可以看我的另一篇博客:

 http://blog.csdn.net/shan9liang/article/details/6705728

下面用一張圖來概括類圖的基本內(nèi)容:

通常以下述3種方法之一使用類圖:

1、對系統(tǒng)的詞匯建模

用UML構(gòu)建系統(tǒng)通常是從構(gòu)造系統(tǒng)的基本詞匯開始，用于描述系統(tǒng)的邊界，也就是說用來決定哪些抽象是要建模系統(tǒng)中的一部分，哪些抽象是處于要建模系統(tǒng)之外。這是非常重要的一項(xiàng)工作，因?yàn)橄到y(tǒng)最基本的元素在這里被確定?？梢杂妙悎D描述抽象和它們的職責(zé)。

2、對簡單協(xié)作建模

現(xiàn)實(shí)世界中的事物大多是相互聯(lián)系、相互影響的，將這些事物抽象成類后，情況也是如此。所要構(gòu)造的軟件系統(tǒng)中的類很少有孤立存在的。它們總是和其他類協(xié)同工作，以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)于單個(gè)類的語義。因此，在抽象了系統(tǒng)詞匯后，系統(tǒng)分析師還必須將這些詞匯中是事物協(xié)同工作的方式可視化和詳述。

3、對邏輯數(shù)據(jù)庫模式建模

在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫是，通常使用數(shù)據(jù)庫模式來描述數(shù)據(jù)庫的概念設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫模式建模是對數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)的藍(lán)本，可以使用類圖對這些數(shù)據(jù)庫的模式進(jìn)行建模。

一、用一張圖來介紹一下對象圖的基本內(nèi)容

二、對象圖與類圖的基本區(qū)別

三、對象圖實(shí)例

活動圖（Activity Diagram）—UML圖（四）

 “活動圖”可通過一系列操作將業(yè)務(wù)流程或軟件進(jìn)程以工作流的形式顯示出來。這些操作可以由人、軟件組件或計(jì)算機(jī)來執(zhí)行。

使用活動圖可以描述多種類型的流程，如下：

1、用戶和您的系統(tǒng)之間的業(yè)務(wù)流程或工作流。 

2、某一用例中執(zhí)行的步驟。 

3、軟件協(xié)議，即允許在組件間進(jìn)行的交互序列。

4、軟件算法。

• 下面用一張圖來介紹活動圖的基本內(nèi)容

  
  

  
  

  下面是用rose 和 onenote結(jié)合畫的一張活動圖的實(shí)例，基本囊括了活動圖的重要元素。

  
  

  
  

狀態(tài)圖用來描述一個(gè)特定的對象的所有可能的狀態(tài)以及由于各種事件的發(fā)生而引起的狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移。與活動圖的主要區(qū)別體現(xiàn)在：狀態(tài)圖側(cè)重從行為的結(jié)果來描述，而活動圖側(cè)重從行為的動作來描述?；顒訄D可能涉及多個(gè)對象，而狀態(tài)圖只涉及一個(gè)特定的對象。

       下面，通過一張圖來描述狀態(tài)圖的基本內(nèi)容。

        下面是一張狀態(tài)圖的實(shí)例圖，描述了一個(gè)溫度控制器的狀態(tài)圖。

時(shí)序圖（Sequence Diagram）—UML圖（六）

時(shí)序圖（Sequence Diagram）是顯示對象之間交互的圖，這些對象是按時(shí)間順序排列的。時(shí)序圖中顯示的是參與交互的對象及其對象之間消息交互的順序。

       下面這張圖介紹了時(shí)序圖的基本內(nèi)容：

          下面這張圖是時(shí)序圖的實(shí)例，創(chuàng)建課程時(shí)序圖：

協(xié)作圖（Collaboration Diagram）—UML圖（七）

協(xié)作圖(Collaboration Diagram /Communication Diagram，也叫合作圖)是一種交互圖（interaction diagram），強(qiáng)調(diào)的是發(fā)送和接收消息的對象之間的組織結(jié)構(gòu)。一個(gè)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。對象通常是命名或匿名的類的實(shí)例，也可以代表其他事物的實(shí)例，例如協(xié)作、組件和節(jié)點(diǎn)。使用協(xié)作圖來說明系統(tǒng)的動態(tài)情況。

       下面這張圖介紹協(xié)作圖的基本內(nèi)容：

          下面一張圖是一個(gè)協(xié)作圖的實(shí)例，創(chuàng)建課程的協(xié)作圖：

          由于協(xié)作圖和時(shí)序圖在語意上是相通的，所以可以互相轉(zhuǎn)換，下面是利用ROSE把上面的協(xié)作圖轉(zhuǎn)換成的時(shí)序圖的實(shí)例：

構(gòu)件圖（Component Diagram）—UML圖（八）

  構(gòu)件圖是顯示代碼自身結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)級別的圖表。構(gòu)件圖由諸如源代碼文件、二進(jìn)制代碼文件、可執(zhí)行文件或動態(tài)鏈接庫 (DLL) 這樣的構(gòu)件構(gòu)成，并通過依賴關(guān)系相連接

      下面這張圖介紹了構(gòu)件圖的基本內(nèi)容：

           下面這張圖是個(gè)構(gòu)件圖的實(shí)例：

部署圖（Deployment Diagram）—UML圖（九）

 UML部署圖描述了一個(gè)運(yùn)行時(shí)的硬件結(jié)點(diǎn)，以及在這些結(jié)點(diǎn)上運(yùn)行的軟件組件的靜態(tài)視圖。 部署圖顯示了系統(tǒng)的硬件，安裝在硬件上的軟件，以及用于連接異構(gòu)的機(jī)器之間的中間件。

        下面這張圖介紹了部署圖的基本內(nèi)容：

         下面這張圖是一個(gè)部署圖的實(shí)例：

             補(bǔ)充一點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)和構(gòu)件的聯(lián)系與區(qū)別：

節(jié)點(diǎn)的概念和構(gòu)件有許多相同之處，例如二者有多名稱，都可以參與依賴、泛化和關(guān)聯(lián)關(guān)系，都可以被嵌套，都可以有實(shí)例，都可以參與交互。

但它們之間也存在明顯的區(qū)別：構(gòu)件是參與系統(tǒng)執(zhí)行的事物，而節(jié)點(diǎn)是執(zhí)行構(gòu)件的事物；構(gòu)件表示邏輯元素的物理打包，而節(jié)點(diǎn)表示構(gòu)件的物理部署