面向?qū)ο蠓治鰪?qiáng)調(diào)的是對一個(gè)系統(tǒng)中對象的特征和行為的定義则涯。

統(tǒng)一建模語言（UML）是面向?qū)ο筌浖臉?biāo)準(zhǔn)化建模語言线定。

UML的詞匯表包含三種構(gòu)造塊：

• 事物受楼，對模型中最具有代表性的成分的抽象酒繁。
• 關(guān)系孽惰，關(guān)系把事物結(jié)合在一起膳凝。
• 圖碑隆，圖聚集了相關(guān)的事物。

（一）事物

UML中有四種事物：結(jié)構(gòu)事物蹬音、行為事物上煤、分組事物和注釋事物。

1. 結(jié)構(gòu)事物

通常是模型的靜態(tài)部分著淆，描述概念或物理元素劫狠。

結(jié)構(gòu)事物包括：

• 類
• 接口
• 協(xié)作
• 用例
• 主動(dòng)類
• 構(gòu)件
• 制品
• 結(jié)點(diǎn)

各種結(jié)構(gòu)事物的圖形化表示如下圖所示：

結(jié)構(gòu)事物的圖形表示

2. 行為事物

行為事物是UML模型的動(dòng)態(tài)部分，它們是模型中的動(dòng)詞永部，描述了跨越時(shí)間和空間的行為独泞。

行為事物包括：

• 交互
• 狀態(tài)機(jī)
• 活動(dòng)

各種行為事物的圖形表示如下圖所示：

行為事物的圖形表示

交互 由在特定語境中共同完成一定任務(wù)的一組對象之間交換的消息組成。一個(gè)對象群體的行為或單個(gè)操作的行為可以用一個(gè)交互來描述苔埋。交互涉及一些其他元素懦砂，包括消息、動(dòng)作序列和鏈。

狀態(tài)機(jī) 描述了一個(gè)對象或一個(gè)交互在生命期內(nèi)響應(yīng)事件所經(jīng)歷的狀態(tài)序列孕惜。單個(gè)類或一組類之間協(xié)作的行為可以用狀態(tài)機(jī)來描述愧薛。一個(gè)狀態(tài)機(jī)涉及到一些其他元素，包括狀態(tài)衫画、轉(zhuǎn)換毫炉、事件和活動(dòng)。

活動(dòng) 是描述計(jì)算機(jī)過程執(zhí)行的步驟序列削罩，注重步驟之間的流而不關(guān)心哪個(gè)對象執(zhí)行哪個(gè)步驟瞄勾。活動(dòng)的一個(gè)步驟稱為一個(gè)動(dòng)作弥激，在圖形上进陡，把動(dòng)作畫成一個(gè)圓角矩形，在其中含有指明其用途的名字微服。

3. 分組事物

分組事物是UML模型的組織部分趾疚，是一些由模型分解成的“盒子”。

在所有的分組事物中以蕴，最主要的分組事物是包糙麦。包把元素組織成組的機(jī)制。結(jié)構(gòu)事物丛肮、行為事物甚至其他分組事物都可以放在包中赡磅。

包的圖形化表示如下圖所示：

包

4. 注釋事物

注釋事物是UML模型的解釋部分。這些注釋事物用來描述宝与、說明和標(biāo)注模型的任何元素焚廊。

注解是一種主要的解釋事物。注解是一個(gè)依附于一個(gè)元素或一組元素之上习劫，對它進(jìn)行約束或解釋的簡單符號(hào)咆瘟。

注解的圖形化表示如下圖所示：

注解

（二）關(guān)系

UML中有四種關(guān)系：

1. 依賴
   依賴是兩個(gè)事物間的語義關(guān)系，其中一個(gè)事物發(fā)生變化會(huì)影響另一個(gè)事物的語義榜聂。
   在圖形上搞疗，把一個(gè)依賴畫成一條可能有方向的虛線。如下圖所示：
   

   依賴

2. 關(guān)聯(lián)
   關(guān)聯(lián)是一種結(jié)構(gòu)關(guān)系须肆，它描述了一組鏈匿乃，鏈?zhǔn)菍ο笾g的連接。
   聚集是一種特殊類型的關(guān)聯(lián)豌汇，它描述了整體和部分間的結(jié)構(gòu)關(guān)系幢炸。
   關(guān)聯(lián)和聚集的圖形化表示如下圖所示：
   

   關(guān)聯(lián)

3. 泛化
   泛化是一種特殊/一般關(guān)系，特殊元素（子元素）的對象可替代一般元素（父元素）的對象拒贱。
   在圖形上宛徊，把一個(gè)泛化關(guān)系畫成一條帶有空心箭頭的實(shí)線佛嬉，它指向父元素。如下圖所示：
   

   泛化

4. 實(shí)現(xiàn)
   實(shí)現(xiàn)是類元之間的語義關(guān)系闸天，其中一個(gè)類元指定了由另一個(gè)類元保證執(zhí)行的契約暖呕。
   在兩種情況下會(huì)使用實(shí)現(xiàn)關(guān)系：一種是在接口和實(shí)現(xiàn)它們的類或構(gòu)件之間；另一種是在用例和實(shí)現(xiàn)它們的協(xié)作之間苞氮。
   在圖形上湾揽，把一個(gè)實(shí)現(xiàn)關(guān)系畫成一條帶有空心箭頭的虛線，如下圖所示：
   

   實(shí)現(xiàn)

（三）UML中的圖

圖是一組元素的圖形表示笼吟，大多數(shù)情況下把圖畫成頂點(diǎn)（代表事物）和豢馕铩（代表關(guān)系）的連通圖。

UML2.0提供了13種圖贷帮，分別是：

• 類圖
• 對象圖
• 用例圖
• 序列圖
• 通信圖
• 狀態(tài)圖
• 活動(dòng)圖
• 構(gòu)件圖
• 組合結(jié)構(gòu)圖
• 部署圖
• 包圖
• 交互概覽圖
• 計(jì)時(shí)圖

其中戚揭，序列圖、通信圖撵枢、交互概覽圖和計(jì)時(shí)圖均被稱為交互圖民晒。

1. 類圖

類圖展現(xiàn)了類、接口锄禽、協(xié)作和它們之間的關(guān)系镀虐。如下圖所示：

UML類圖

類圖用于對系統(tǒng)的靜態(tài)設(shè)計(jì)視圖建模。

當(dāng)對系統(tǒng)的靜態(tài)設(shè)計(jì)視圖建模時(shí)沟绪，通常以下述三種方式之一使用類圖：

1. 對系統(tǒng)的詞匯建模
   需要考慮：哪些抽象是考慮中的系統(tǒng)的一部分，哪些抽象處于系統(tǒng)邊界之外空猜。
   用類圖詳細(xì)描述這些抽象和它們的職責(zé)绽慈。
2. 對簡單的協(xié)作建模
   協(xié)作是一些共同工作的類、接口和其他元素的群體辈毯，該群體提供的一些合作行為強(qiáng)于所有這些元素的行為之和坝疼。
   例如，當(dāng)對分布式系統(tǒng)的事務(wù)語義建模時(shí)谆沃，不能僅僅盯著一個(gè)單獨(dú)的類來推斷要發(fā)生什么钝凶，而要有相互協(xié)作的一組類來實(shí)現(xiàn)這些語義。
   用類圖對這組類以及它們之間的關(guān)系進(jìn)行可視化和詳述唁影。
3. 對邏輯數(shù)據(jù)庫模式建模
   將模式看作為數(shù)據(jù)庫的概念設(shè)計(jì)的藍(lán)圖耕陷，可以用類圖對這些數(shù)據(jù)庫的模式建模。

2. 對象圖

對象圖展現(xiàn)了某一時(shí)刻一組對象以及它們之間的關(guān)系据沈，描述了類圖中所建立的事物的實(shí)例的靜態(tài)快照哟沫。
對象圖一般包括對象和鏈。如下圖所示：

UML對象圖

對象圖給出系統(tǒng)的靜態(tài)設(shè)計(jì)視圖或靜態(tài)進(jìn)程視圖锌介，這種視圖主要支持系統(tǒng)的功能需求嗜诀，即系統(tǒng)應(yīng)該提供給最終用戶的服務(wù)猾警。利用對象圖可以對靜態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)建模，主要是對對象結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模隆敢。
對象圖表示了交互圖表示的動(dòng)態(tài)場景的一個(gè)靜態(tài)畫面发皿，可以使用對象圖可視化、詳述拂蝎、構(gòu)造和文檔化系統(tǒng)中存在的實(shí)例以及它們之間的相互關(guān)系穴墅。

3. 用例圖

用例圖展現(xiàn)了一組用例、參與者及它們之間的關(guān)系匣屡。
用例圖通常包括：用例封救；參與者；用例之間的擴(kuò)展關(guān)系和包含關(guān)系捣作，參與者和用例之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系誉结，用例與用例以及參與者與參與者之間的泛化關(guān)系。如下圖所示：

UML用例圖

用例圖對系統(tǒng)的靜態(tài)用例視圖進(jìn)行建模券躁。這個(gè)視圖主要支持系統(tǒng)的行為惩坑，即該系統(tǒng)在它的周邊環(huán)境的語境中所提供的外部可見服務(wù)。
當(dāng)對系統(tǒng)的靜態(tài)用例視圖建模時(shí)也拜，可以用以下兩種方式來使用用例圖：

1. 對系統(tǒng)的語境建模
   對一個(gè)系統(tǒng)的語境進(jìn)行建模以舒，包括圍繞整個(gè)系統(tǒng)畫一條線，并聲明有哪些參與者位于系統(tǒng)之外并與系統(tǒng)進(jìn)行交互慢哈。在這里蔓钟，用例圖說明了參與者以及它們所扮演的角色的含義。
2. 對系統(tǒng)的需求建模
   對一個(gè)系統(tǒng)的需求進(jìn)行建模卵贱，包括說明這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該做什么滥沫，而不考慮系統(tǒng)應(yīng)該怎樣做。在這里键俱，用例圖說明了系統(tǒng)想要的行為兰绣。

4. 交互圖

交互圖用于對系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)方面進(jìn)行建模。

交互圖表現(xiàn)為序列圖编振、通信圖缀辩、交互概覽圖和計(jì)時(shí)圖。

（1）序列圖

序列圖強(qiáng)調(diào)消息時(shí)間順序的交互圖踪央。描述了以時(shí)間順序組織的對象之間的交互活動(dòng)臀玄。如下圖所示：

UML序列圖

形成序列圖時(shí)，首先把參加交互的對象放在圖的上方杯瞻，沿水平方向排列镐牺。通常把發(fā)起交互的對象放在左邊，下級(jí)對象依次放在右邊魁莉。然后睬涧，把這些對象發(fā)送和接收的消息沿垂直方向按時(shí)間順序從上到下放置募胃。以此來形成控制流隨時(shí)間推移的清晰的可視化軌跡。

序列圖與通信圖不同的兩個(gè)特征：

• 序列圖有對象生命線
  對象生命線是一條垂直的虛線畦浓，表示一個(gè)對象在一段時(shí)間內(nèi)存在痹束。
  • 大部分對象存在于整個(gè)交互過程中，所以這些對象全部排列在圖的頂部讶请，其生命線從圖的頂部畫到圖的底部祷嘶。
  • 少部分對象在交互過程中創(chuàng)建，它們的生命線從接收到構(gòu)造型為create的消息時(shí)開始夺溢。
  • 對象也可以在交互過程中撤銷论巍，它們的生命線在接收到構(gòu)造型為destroy的消息時(shí)結(jié)束（并且給出一個(gè)大X的標(biāo)記表明生命的結(jié)束）。
• 序列圖有控制焦點(diǎn)
  控制焦點(diǎn)是一個(gè)瘦高的矩形风响，表示一個(gè)對象執(zhí)行一個(gè)動(dòng)作所經(jīng)歷的時(shí)間段嘉汰，既可以是直接執(zhí)行，也可以是通過下級(jí)過程執(zhí)行状勤。

矩形的頂部表示動(dòng)作的開始鞋怀，底部表示動(dòng)作的結(jié)束。還可以通過將另一個(gè)控制焦點(diǎn)放在它的父控制焦點(diǎn)的右邊來顯示控制焦點(diǎn)的嵌套持搜。

（2）通信圖

通信圖強(qiáng)調(diào)接收和發(fā)送消息的對象的結(jié)構(gòu)組織密似。也被稱為協(xié)作圖。

產(chǎn)生一張通信圖葫盼，首先要將參加交互的對象作為圖的頂點(diǎn)残腌，然后把連接這些對象的鏈表示為圖的弧，最后用對象發(fā)送和接收的消息來修飾這些鏈贫导。如下圖所示：

UML通信圖

通信圖有兩個(gè)不同于序列圖的特性：

• 通信圖有路徑
  為了指出一個(gè)對象如何與另一個(gè)對象鏈接废累，可以在鏈的末端附上一個(gè)路徑構(gòu)造型。通常只需要顯式地表示以下幾種鏈的路徑：local（局部）脱盲、parameter（參數(shù)）、global（全局）日缨、self（自身）钱反。
• 通信圖有順序號(hào)
  為了表示一個(gè)消息的時(shí)間順序，可以給消息加一個(gè)數(shù)字前綴匣距。如果有嵌套的話面哥，可以使用帶小數(shù)點(diǎn)的號(hào)碼。

（3）交互概覽圖

交互概覽圖強(qiáng)調(diào)控制流毅待。是UML2.0新增的交互圖之一尚卫，它是活動(dòng)圖的變體，描述業(yè)務(wù)過程中的控制流概覽尸红，軟件過程中的詳細(xì)邏輯概覽吱涉，以及將多個(gè)圖進(jìn)行連接刹泄，抽象掉了消息和生命線。使用活動(dòng)圖的表示法怎爵，如下圖所示：

交互概覽圖

（4）計(jì)時(shí)圖

計(jì)時(shí)圖是另一種新增的特石，特別適合實(shí)時(shí)和嵌入式系統(tǒng)建模的交互圖，關(guān)注沿著線性時(shí)間軸鳖链、生命線內(nèi)部和生命線之間的條件改變姆蘸。它描述對象狀態(tài)隨著時(shí)間改變的情況，項(xiàng)示波器芙委，適合分析周期和非周期性任務(wù)逞敷。如下圖所示：

UML計(jì)時(shí)圖

5. 狀態(tài)圖

狀態(tài)圖展現(xiàn)了一個(gè)狀態(tài)機(jī)，它由狀態(tài)灌侣、轉(zhuǎn)換推捐、事件和活動(dòng)組成。強(qiáng)調(diào)對象行為的事件順序顶瞳。

狀態(tài)圖通常包括簡單狀態(tài)和組合狀態(tài)玖姑、轉(zhuǎn)換（事件和動(dòng)作）。如下圖所示：

UML狀態(tài)圖

狀態(tài)是指對象的生命周期中某個(gè)條件或狀態(tài)慨菱，在此期間對象將滿足某些條件焰络、執(zhí)行某些活動(dòng)或等待某些事件，是對象執(zhí)行了一系列活動(dòng)的結(jié)果符喝，當(dāng)某個(gè)事件發(fā)生后闪彼，對象的狀態(tài)將發(fā)生變化。

6. 活動(dòng)圖

活動(dòng)圖是一種特殊的狀態(tài)圖协饲，它展現(xiàn)了在系統(tǒng)內(nèi)從一個(gè)活動(dòng)到另一個(gè)活動(dòng)的流程畏腕。如下圖所示：

UML活動(dòng)圖

活動(dòng)圖一般包括活動(dòng)狀態(tài)和動(dòng)作狀態(tài)、轉(zhuǎn)換和對象茉稠。

當(dāng)對一個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)方面建模時(shí)描馅，通常有兩種使用活動(dòng)圖的方式：

• 對工作流建模
  關(guān)注的是與系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)作的參與者所觀察到的活動(dòng)。
• 對操作建模
  此時(shí)是把活動(dòng)圖當(dāng)作流程圖使用而线，對一個(gè)計(jì)算的細(xì)節(jié)部分建模铭污。

7. 構(gòu)件圖

構(gòu)件圖展現(xiàn)了一組構(gòu)件之間的組織和依賴。構(gòu)件圖專注于系統(tǒng)的靜態(tài)實(shí)現(xiàn)視圖膀篮，與類圖類似嘹狞，通常把構(gòu)件映射成一個(gè)或多個(gè)類、接口或協(xié)作誓竿。如下圖所示：

UML構(gòu)件圖

8. 組合結(jié)構(gòu)圖

組合結(jié)構(gòu)圖用于描述一個(gè)分類器（如類磅网、構(gòu)件或用例）的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，分類器與系統(tǒng)中其他組成部分之間的交互端口筷屡，展示一組相互協(xié)作的實(shí)例如何完成特定的任務(wù)涧偷，描述設(shè)計(jì)簸喂、架構(gòu)模式或策略。組合結(jié)構(gòu)圖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和協(xié)作使用圖分別如以下兩圖所示：

內(nèi)部結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)圖

協(xié)作使用組合結(jié)構(gòu)圖

9. 部署圖

部署圖是用來對面向?qū)ο笙到y(tǒng)的物理方面建模的方法嫂丙，展現(xiàn)了運(yùn)行時(shí)處理結(jié)點(diǎn)以及其中構(gòu)件（制品）的配置娘赴。

在部署圖中，通常一個(gè)結(jié)點(diǎn)是一個(gè)在運(yùn)行時(shí)存在并代表一項(xiàng)計(jì)算資源的物理元素跟啤，至少擁有一些內(nèi)容诽表，常常具有處理能力，包含一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件隅肥。如下圖所示：

UML部署圖

10. 包圖

包圖是用于把模型本身組織成層次結(jié)構(gòu)的通用機(jī)制竿奏，不能執(zhí)行，展現(xiàn)由模型本身分解而成的組織單元以及其間的依賴關(guān)系腥放。

包可以擁有其他元素泛啸，可以是類、接口秃症、構(gòu)件候址、結(jié)點(diǎn)、協(xié)作种柑、用例和圖岗仑，甚至是嵌套的其他包。如下圖所示：

UML包圖