1. 前言

1.2　UML概述

1.2.1 UML簡(jiǎn)介

UML (Unified Modeling Language)為面向?qū)ο筌浖O(shè)計(jì)提供統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的搅窿、可視化的建模語言室梅。適用于描述以用例為驅(qū)動(dòng)，以體系結(jié)構(gòu)為中心的軟件設(shè)計(jì)的全過程雇逞。
UML的定義包括UML語義和UML表示法兩個(gè)部分劣摇。

• UML語義：UML對(duì)語義的描述使開發(fā)者能在語義上取得一致認(rèn)識(shí)珠移，消除了因人
  而異的表達(dá)方法所造成的影響。
• UML表示法：UML表示法定義UML符號(hào)的表示法末融，為開發(fā)者或開發(fā)工具使用這
  些圖形符號(hào)和文本語法為系統(tǒng)建模提供了標(biāo)準(zhǔn)钧惧。

1.2.2 UML模型圖的構(gòu)成

• 事物(Things)：UML模型中最基本的構(gòu)成元素，是具有代表性的成分的抽象
• 關(guān)系(Relationships)：關(guān)系把事物緊密聯(lián)系在一起
• 圖(Diagrams )：圖是事物和關(guān)系的可視化表示

1.3　UML事物

UML包含4種事物：構(gòu)件事物 勾习、行為事物 浓瞪、 分組事物 、 注釋事物

1.3.1　構(gòu)件事物

UML模型的靜態(tài)部分巧婶，描述概念或物理元素它包括以下幾種：

• 類：具有相同屬性相同操作 相同關(guān)系相同語義的對(duì)象的描述
• 接口：描述元素的外部可見行為乾颁，即服務(wù)集合的定義說明
• 協(xié)作：描述了一組事物間的相互作用的集合
• 用例：代表一個(gè)系統(tǒng)或系統(tǒng)的一部分行為，是一組動(dòng)作序列的集合
• 構(gòu)件：系統(tǒng)中物理存在艺栈，可替換的部件
• 節(jié)點(diǎn)：運(yùn)行時(shí)存在的物理元素

參與者英岭、信號(hào)應(yīng)用、文檔庫湿右、頁表等都是上述基本事物的變體

1.3.2　行為事物：UML模型圖的動(dòng)態(tài)部分诅妹，描述跨越空間和時(shí)間的行為

• 交互：實(shí)現(xiàn)某功能的一組構(gòu)件事物之間的消息的集合，涉及消息毅人、動(dòng)作序列吭狡、鏈接
• 狀態(tài)機(jī)：描述事物或交互在生命周期內(nèi)響應(yīng)事件所經(jīng)歷的狀態(tài)序列

1.3.3　分組事物： UML模型圖的組織部分，描述事物的組織結(jié)構(gòu)

• 包：把元素組織成組的機(jī)制

1.3.4　注釋事物： UML模型的解釋部分丈莺，用來對(duì)模型中的元素進(jìn)行說明划煮，解釋

• 注解：對(duì)元素進(jìn)行約束或解釋的簡(jiǎn)單符號(hào)

1.4 UML關(guān)系

• 1.4.1 依賴關(guān)系

  依賴關(guān)系(dependency)是兩個(gè)事物之間的語義關(guān)系，其中一個(gè)事物(獨(dú)立事物)發(fā)生變化缔俄，
  會(huì)影響到另一個(gè)事物(依賴事物)的語義

• 1.4.2 關(guān)聯(lián)關(guān)系

  關(guān)聯(lián)(association)是一種結(jié)構(gòu)關(guān)系弛秋，它指明一個(gè)事物的對(duì)象與另一個(gè)事物的對(duì)象間
  的聯(lián)系

• 1.4.3 泛化關(guān)系

  泛化(generalization)是一種特殊/一般的關(guān)系。也可以看作是常說的繼承關(guān)系

• 1.4.4 實(shí)現(xiàn)關(guān)系

  實(shí)現(xiàn)(realization)是類元之間的語義關(guān)系俐载，其中的一個(gè)類元指定了由另一個(gè)類元保
  證執(zhí)行的契約

1.5 各UML圖及特征

1.5.1　用例圖( Use Case Diagram )

用例圖是從用戶角度描述系統(tǒng)功能铐懊， 是用戶所能觀察到的系統(tǒng)功能的模型圖，用例是系統(tǒng)中的一個(gè)功能單元

1.5.2　類圖(Class Diagram)

類圖描述系統(tǒng)中類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)瞎疼。不僅定義系統(tǒng)中的類，表示類之間的聯(lián)系如關(guān)聯(lián)壁畸、依賴贼急、聚合等茅茂，也包括類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(類的屬性和操作)

類圖是以類為中心來組織的，類圖中的其他元素或?qū)儆谀硞€(gè)類或與類相關(guān)聯(lián)

1.5.3 對(duì)象圖( Object Diagram )

對(duì)象圖是類圖的實(shí)例太抓，幾乎使用與類圖完全相同的標(biāo)識(shí)空闲。他們的不同點(diǎn)在于對(duì)象圖顯示類的多個(gè)對(duì)象實(shí)例，而不是實(shí)際的類

1.5.4 順序圖(Sequence Diagram)->時(shí)序圖

順序圖顯示對(duì)象之間的動(dòng)態(tài)合作關(guān)系走敌，它強(qiáng)調(diào)對(duì)象之間消息發(fā)送的順序碴倾，同時(shí)顯示對(duì)象之間的交互
順序圖的一個(gè)用途是用來表示用例中的行為順序。當(dāng)執(zhí)行一個(gè)用例行為時(shí)掉丽，順序圖中的每條消息對(duì)應(yīng)了一個(gè)類操作或引起狀態(tài)轉(zhuǎn)換的觸發(fā)事件

1.5.5 協(xié)作圖(Collaboration Diagram)

協(xié)作圖描述對(duì)象間的協(xié)作關(guān)系跌榔，協(xié)作圖跟順序圖 相似，顯示對(duì)象間的動(dòng)態(tài)合作關(guān)系捶障。除顯示信息交換外僧须，協(xié)作圖還顯示對(duì)象以及它們之間的關(guān)系.
協(xié)作圖的一個(gè)用途是表示一個(gè)類操作的實(shí)現(xiàn)

1.5.6 狀態(tài)圖(State Chart Diagram)

狀態(tài)圖是一個(gè)類對(duì)象所可能經(jīng)歷的所有歷程的模型圖。狀態(tài)圖由對(duì)象的各個(gè)狀態(tài)和連接這些狀態(tài)的轉(zhuǎn)換組成

1.5.7 活動(dòng)圖(Activity Diagram)

活動(dòng)圖是狀態(tài)圖的一個(gè)變體项炼，用來描述執(zhí)行算法的工作流程中涉及的活動(dòng)
活動(dòng)圖描述了一組順序的或并發(fā)的活動(dòng)

1.5.8 構(gòu)件圖(Component Diagram)

構(gòu)件圖為系統(tǒng)的構(gòu)件建模型—構(gòu)件即構(gòu)造應(yīng)用的軟件單元—還包括各構(gòu)件之間的依賴關(guān)系担平，以便通過這些依賴關(guān)系來估計(jì)對(duì)系統(tǒng)構(gòu)件的修改給系統(tǒng)可能帶來的影響

1.5.9 部署圖(Deployment Diagram)

部署視圖描述位于節(jié)點(diǎn)實(shí)例上的運(yùn)行構(gòu)件實(shí)例的安排。節(jié)點(diǎn)是一組運(yùn)行資源锭部，如計(jì)算機(jī)暂论、設(shè)備或存儲(chǔ)器。這個(gè)視圖允許評(píng)估分配結(jié)果和資源分配

1.6 各UML圖的關(guān)系

1.7 UML語法描述

2. 用例圖

2.1 用例圖概要

• 用例圖是被稱為參與者的外部用戶所能觀察到的系統(tǒng)功能的模型圖拌禾。 (《UML參考手冊(cè)》

• 用例圖列出系統(tǒng)中的用例和系統(tǒng)外的參與者取胎，并顯示哪個(gè)參與者參與了哪個(gè)用例的執(zhí)行(或稱為發(fā)起了哪個(gè)用例)。

• 用例圖多用于靜態(tài)建模階段(主要是業(yè)務(wù)建模和需求建模)蹋砚。

2.2 用例圖中的事物及解釋

2.3　用例圖中的關(guān)系及解釋

2.4 例子

實(shí)例1 參與者之間的泛化關(guān)系

參與者：經(jīng)理扼菠，安全主管，保安
用例：管理人事坝咐，批準(zhǔn)預(yù)算循榆，批準(zhǔn)安全證書，監(jiān)視周邊

在參與者之間不存在泛化關(guān)系的情況下墨坚，各個(gè)參與者參與 用例的情況分別是：經(jīng)理參與用例管理人事和批準(zhǔn)預(yù)算秧饮；安全主管參與用例批準(zhǔn)安全證書；保安參與用例監(jiān)視周邊泽篮。由于安全主管與經(jīng)理盗尸，安全主管與保安之間泛化關(guān)系的存在，意味著安全主管可以擔(dān)任經(jīng)理和保安的角色帽撑，就能夠參與經(jīng)理和保安參與的用例泼各。這樣，安全主管就可以參與全部4個(gè)用例亏拉。但經(jīng)理或者保安卻不能擔(dān)任安全主管的角色扣蜻，也就不能參與用例批準(zhǔn)安全證書逆巍。

實(shí)例2 用例之間擴(kuò)展和包含關(guān)系

用例的上下文是：短途旅行但汽車的油不足以應(yīng)付全部路程。那么為汽車加油的動(dòng)作在旅行的每個(gè)場(chǎng)景(事件流)中都會(huì)出現(xiàn)莽使，不加油就不會(huì)完成旅行锐极。吃飯則可以由司機(jī)決定是否進(jìn)行，不吃飯不會(huì)影響旅行的完成芳肌。

實(shí)例3. 航空售票的用例圖

參與者(actor)：clerk灵再，監(jiān)督員，信用卡服務(wù)商亿笤，信息亭
用例(use case)： Buy tickets(個(gè)人買票)翎迁， Buy Subscription（多人票->套餐）， Make charges（信用卡付款）责嚷， Survey sales（調(diào)查銷售）
參與者Clerk參與(或稱發(fā)起)Buy tickets和Buy Subscription 兩個(gè)用例(關(guān)聯(lián)關(guān)系)鸳兽。這兩個(gè)用例的事件流都包含Make
charges用例(包含關(guān)系)。
系統(tǒng)由：Buy tickets罕拂， Buy Subscription揍异， Make charges， Survey sales組成爆班。
該系統(tǒng)主要包含：Buy tickets衷掷， Buy Subscription， Make charges柿菩， Survey sales這幾個(gè)功能戚嗅。
該系統(tǒng)主要面向的用戶(參與者)：clerk，監(jiān)督員枢舶，信用卡服務(wù)商懦胞，信息亭。

3. 類圖

3.1 類圖概要

類圖以反映類的結(jié)構(gòu)(屬性凉泄、操作)以及類之間的關(guān)系為主要目的躏尉，描述了軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，是一種靜態(tài)建模方法
類圖中的“類”與面向?qū)ο笳Z言中的“類”的概念是對(duì)應(yīng)的后众，是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的事物的抽象

3.2 類圖中的事物及解釋

3.2.1 類

從上到下分為三部分胀糜，分別是類名、屬性和操作蒂誉。類名是必須有的
類如果有屬性教藻，則每一個(gè)屬性都必須有一個(gè)名字，另外還可以有其它的描述信息右锨，如可見性括堤、數(shù)據(jù)類型、缺省值等
類如果有操作，則每一個(gè)操作也都有一個(gè)名字痊臭，其它可選的信息包括可見性哮肚、參數(shù)的名字、參數(shù)類型广匙、參數(shù)缺省值和操作的返回值的類型等

3.2.2 接口

一組操作的集合，只有操作的聲明而沒有實(shí)現(xiàn)

3.2.3 抽象類

不能被實(shí)例化的類恼策，一般至少包含一個(gè)抽象操作

3.2.4 模版類

一種參數(shù)化的類鸦致，在編譯時(shí)把模版參數(shù)綁定到不同的數(shù)據(jù)類型，從而產(chǎn)生不同的類

3.3.1 關(guān)聯(lián)關(guān)系

描述了類的結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系涣楷。具有方向分唾、名字、角色和多重性等信息狮斗。一般的關(guān) 聯(lián)關(guān)系語義較弱绽乔。也有兩種語義較強(qiáng)，分別是聚合與組合

聚合關(guān)系

特殊關(guān)聯(lián)關(guān)系碳褒，指明一個(gè)聚集（整體）和組成部分之間的關(guān)系

組合關(guān)系

語義更強(qiáng)的聚合折砸，部分和整體具有相同的生命周期

3.3.2 泛化關(guān)系

在面向?qū)ο笾幸话惴Q為繼承關(guān)系，存在于父類與子類沙峻、父接口與子接口之間

3.3.3 實(shí)現(xiàn)關(guān)系

對(duì)應(yīng)于類和接口之間的關(guān)系

類Circle睦授、Rectangle實(shí)現(xiàn)了接口Shape的操作

3.3.4 依賴關(guān)系

描述了一個(gè)類的變化對(duì)依賴于它的類產(chǎn)生影響的情況。有多種表現(xiàn)形式摔寨，
例如綁定(bind)去枷、友元(friend)等

模板類Stack<T>定義了棧相關(guān)的操作；IntStack將參數(shù)T與實(shí)際類型int綁定是复，使得所有操作都針對(duì)int類型的數(shù)據(jù)

類Memento和類Originator建立了友元依賴關(guān)系删顶，以便Originator使用Memento的私有變量state

總結(jié)：事物是什么？
答：事物：類淑廊、接口逗余、抽象類、模版類（泛型）蒋纬、屬性猎荠、方法、返回值等等…
有哪些關(guān)系蜀备？
關(guān)系：很多種類型

第一種：依賴關(guān)系->Dependency->弱關(guān)系

定義兩個(gè)類关摇，一個(gè)A類，一個(gè)B類碾阁，然后A類引用了B類输虱，這種關(guān)系稱之為偶然性或者臨時(shí)性。同時(shí)當(dāng)我們的B類發(fā)生變化的時(shí)候脂凶，那么影響到A類宪睹，這個(gè)關(guān)系稱之為依賴關(guān)系愁茁。
例如，
今天早餐去包子店買包子吃
今天我依賴于這個(gè)包子店
依賴關(guān)系條件一：臨時(shí)性亭病、偶然性
依賴關(guān)系條件二：B類發(fā)生變化的時(shí)候鹅很，那么影響到A類

第二種：關(guān)聯(lián)關(guān)系

兩種情況
1、單向關(guān)聯(lián)-關(guān)聯(lián)關(guān)系->Derected Association
依賴關(guān)系特殊情況
關(guān)聯(lián)關(guān)系本質(zhì)就是->依賴關(guān)系
兩個(gè)類屬于同級(jí)水平（比較強(qiáng)關(guān)系）
例子：人喝水

• 2罪帖、雙向關(guān)聯(lián)-關(guān)聯(lián)關(guān)系

例如：用戶和訂單關(guān)系（用戶對(duì)應(yīng)訂單促煮，訂單對(duì)應(yīng)用戶）
一對(duì)多：一個(gè)用戶對(duì)應(yīng)多個(gè)訂單（我去天貓買衣服，下單整袁，下多個(gè)訂單菠齿，買西裝，買很多次坐昙，買很多件）
多對(duì)多：一個(gè)訂單可以對(duì)應(yīng)多個(gè)用戶（飛機(jī)票）
飛機(jī)票：一個(gè)訂單最多對(duì)應(yīng)5個(gè)用戶

第三種：聚合關(guān)系

聚合關(guān)系：關(guān)聯(lián)關(guān)系特殊情況（特殊場(chǎng)景）
特點(diǎn)：強(qiáng)調(diào)的是整體和部分關(guān)系
整體和部分可以分離绳匀，各自有各自生命周期，互不干擾炸客，強(qiáng)調(diào)的是共享
例如：電腦和電池關(guān)系
整體：電腦（6年）
部分：電池（3年）

第三種(一)：組合關(guān)系

組合關(guān)系：聚合關(guān)系特殊情況（關(guān)聯(lián)關(guān)系中一種特殊情況）
特點(diǎn)：強(qiáng)調(diào)整體和部分
組合關(guān)系和聚合關(guān)系區(qū)別疾棵？
組合關(guān)系：整體和部分不能夠分離，共享生命周期嚷量，整體的生命周期結(jié)束也就意味著部分生命周期結(jié)束陋桂。
例子：心臟和人關(guān)系
人：整體
心臟：部分

第四種：泛化關(guān)系

繼承關(guān)系

第五種：實(shí)現(xiàn)關(guān)系

實(shí)現(xiàn)接口