預(yù)備知識(shí)：

一、UML的特性與發(fā)展現(xiàn)狀

UML是一種Language（語言）

UML是一種Modeling（建模）Language

UML是Unified（統(tǒng)一）Modeling Language

1. 已進(jìn)入全面應(yīng)用階段的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

2. 應(yīng)用領(lǐng)域正在逐漸擴(kuò)展，包括嵌入式系統(tǒng)建模、業(yè)務(wù)建模、流程建模等多個(gè)領(lǐng)域

3. 成為“產(chǎn)生式編程”的重要支持技術(shù)：MDA、可執(zhí)行UML等

二、建模的目的與原則

1. 幫助我們按照實(shí)際情況或按我們需要的樣式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行可視化；提供一種詳細(xì)說明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或行為的方法；給出一個(gè)指導(dǎo)系統(tǒng)構(gòu)造的模板；對(duì)我們所做出的決策進(jìn)行文檔化。

2. 僅當(dāng)需要模型時(shí)，才構(gòu)建它。

3. 選擇要?jiǎng)?chuàng)建什么模型對(duì)如何動(dòng)手解決問題和如何形成解決方案有著意義深遠(yuǎn)的影響；每一種模型可以在不同的精度級(jí)別上表示；***的模型是與現(xiàn)實(shí)相聯(lián)系的；單個(gè)模型是不充分的。對(duì)每個(gè)重要的系統(tǒng)***用一組幾乎獨(dú)立的模型去處理。

三、誰應(yīng)該建模

1. 業(yè)務(wù)建模：以領(lǐng)域?qū)＜覟橹?，需求分析人員是主力，系統(tǒng)分析員、架構(gòu)師可參與

2. 需求模型：以需求分析人員為主，系統(tǒng)分析員是主力，領(lǐng)域?qū)＜姨峁┲笇?dǎo)，架構(gòu)師和資深開發(fā)人員參與

3. 設(shè)計(jì)模型：高層設(shè)計(jì)模型以架構(gòu)師為主，系統(tǒng)分析員從需求方面提供支持，資深開發(fā)人員從技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面提供支持。詳細(xì)設(shè)計(jì)模型則以資深開發(fā)人員為主，架構(gòu)師提供指導(dǎo)。

4. 實(shí)現(xiàn)模型：以資深開發(fā)人員（設(shè)計(jì)人員）為主，架構(gòu)師提供總體指導(dǎo)。

5. 數(shù)據(jù)庫(kù)模型：以數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)人員為主，架構(gòu)師提供指導(dǎo)，資深開發(fā)人員（設(shè)計(jì)人員）予以配合。

正式開始

UML組成，三部分(構(gòu)造塊、規(guī)則、公共機(jī)制)，關(guān)系如下圖所示：

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一、構(gòu)造塊

1. 構(gòu)造塊是對(duì)模型中***有代表性的成分的抽象

建模元素：UML中的名詞，它是模型基本物理元素。

行為元素：UML中的動(dòng)詞，它是模型中的動(dòng)態(tài)部分，是一種跨越時(shí)間、空間的行為。

分組元素：UML中的容器，用來組織模型，使模型更加的結(jié)構(gòu)化。

注釋元素：UML中的解釋部分，和代碼中的注釋語句一樣，是用來描述模型的。

a. 建模元素

◆ 類（class）和對(duì)象（object）

◆ 接口（interface）

◆ 主動(dòng)類（active class）

◆ 用例（use case）

◆ 協(xié)作（collaboration）

◆ 構(gòu)件（component）

◆ 節(jié)點(diǎn)（node）

類（class）和對(duì)象（object）

類是對(duì)一組具有相同屬性、相同操作、相同關(guān)系和相同語義的對(duì)象的抽象。UML中類是用一個(gè)矩形表示的，它包含三個(gè)區(qū)域，最上面是類名、中間是類的屬性、最下面是類的方法。

對(duì)象則是類的一個(gè)實(shí)例 (object is a Instance of Class)

接口（interface）

接口是描述某個(gè)類或構(gòu)件的一個(gè)服務(wù)操作集。

主動(dòng)類（active class）

主動(dòng)類實(shí)際上是一種特殊的類。引用它的原因，實(shí)際上是在開發(fā)中需要有一些類能夠起到啟動(dòng)控制活動(dòng)的作用。主動(dòng)類是指其對(duì)象至少擁有一個(gè)進(jìn)程或線程，能夠啟動(dòng)控制活動(dòng)的類。

用例（use case）

用例是著名的大師Ivar Jacobson首先提出的，現(xiàn)已經(jīng)成為了面向?qū)ο筌浖_發(fā)中一個(gè)需求分析的最常用工具。用例實(shí)例是在系統(tǒng)中執(zhí)行的一系列動(dòng)作，這些動(dòng)作將生成特定執(zhí)行者可見的價(jià)值結(jié)果。一個(gè)用例定義一組用例實(shí)例。

協(xié)作（collaboration）

協(xié)作定義了一個(gè)交互，它是由一組共同工作以提供某協(xié)作行為的角色和其他元素構(gòu)成的一個(gè)群體，對(duì)于某個(gè)用例的實(shí)現(xiàn)就可以表示為一個(gè)協(xié)作。

構(gòu)件（component）

在實(shí)際的軟件系統(tǒng)中，有許多要比“類”更大的實(shí)體，例如一個(gè)COM組件、一個(gè)DLL文件、一個(gè)JavaBeans、一個(gè)執(zhí)行文件等等。為了更好地對(duì)在UML模型中對(duì)它們進(jìn)行表示，就引入了構(gòu)件（也譯為組件）。構(gòu)件是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)模塊化部分，它隱藏了內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)，對(duì)外提供了一組外部接口，在系統(tǒng)中滿足相同接口的組件可以自由地替換。

節(jié)點(diǎn)（node）

為了能夠有效地對(duì)部署的結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，UML引入了節(jié)點(diǎn)這一概念，它可以用來描述實(shí)際的PC機(jī)、打印機(jī)、服務(wù)器等軟件運(yùn)行的基礎(chǔ)硬件。節(jié)點(diǎn)是運(yùn)行時(shí)存在的物理元素，它表示了一種可計(jì)算的資源，通常至少有存儲(chǔ)空間和處理能力。

b. 行為元素

交互（interaction）

是在特定語境中，共同完成某個(gè)任務(wù)的一組對(duì)象之間交換的信息集合。交互的表示法很簡(jiǎn)單，就是一條有向直線，并在上面標(biāo)有操作名。

狀態(tài)機(jī)（state machine）

是一個(gè)對(duì)象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。在UML模型中將狀態(tài)畫為一個(gè)圓角矩形，并在矩形內(nèi)寫出狀態(tài)名稱及其子狀態(tài)。

c. 分組元素

對(duì)于一個(gè)中大型的軟件系統(tǒng)而言，通常會(huì)包含大量的類，因此也就會(huì)存在大量的結(jié)構(gòu)事物、行為事物，為了能夠更加有效地對(duì)其進(jìn)行整合，生成或簡(jiǎn)或繁、或宏觀或微觀的模型，就需要對(duì)其進(jìn)行分組。在UML中，提供了“包（Package）”來完成這一目標(biāo)。

e. 注釋元素

結(jié)構(gòu)事物是模型的主要構(gòu)造塊，行為事物則是補(bǔ)充了模型中的動(dòng)態(tài)部分，分組事物而是用來更好地組織模型，似乎已經(jīng)很完整了。而注釋事物則是用來錦上添花的，它是用來在UML模型上添加適當(dāng)?shù)慕忉尣糠帧?/P>

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2. 關(guān)系

UML模型的關(guān)系比較多,如下圖：

a. 關(guān)聯(lián)關(guān)系

關(guān)聯(lián)（Association）表示兩個(gè)類之間存在某種語義上的聯(lián)系。關(guān)聯(lián)關(guān)系提供了通信的路徑，它是所有關(guān)系中最通用、語義最弱的。

在UML中，使用一條實(shí)線來表示關(guān)聯(lián)關(guān)系。在關(guān)聯(lián)關(guān)系中，有兩種比較特殊的關(guān)系：聚合和組合。

聚合：聚合（Aggregation）是一種特殊形式的關(guān)聯(lián)。聚合表示類之間的關(guān)系是整體與部分的關(guān)系。

如果發(fā)現(xiàn)“部分”類的存在，是完全依賴于“整體”類的，那么就應(yīng)該使用“組合”關(guān)系來描述。

組合：組合是聚合的變種，加入了一些重要的語義。也就是說，在一個(gè)組合關(guān)系中一個(gè)對(duì)象一次就只是一個(gè)組合的一部分，“整體”負(fù)責(zé)“部分”的創(chuàng)建和破壞，當(dāng)“整體”被破壞時(shí)，“部分”也隨之消失。聚合就像汽車和車胎，汽車壞了胎還可以用。組合就像公司和下屬部門，公司倒閉了部門也就不存在了！

b. 泛化、實(shí)現(xiàn)與依賴

泛化關(guān)系描述了一般事物與該事物中的特殊種類之間的關(guān)系，也就是父類與子類之間的關(guān)系。
實(shí)現(xiàn)關(guān)系是用來規(guī)定接口和實(shí)現(xiàn)接口的類或組件之間的關(guān)系。接口是操作的集合，這些操作用于規(guī)定類或組件的服務(wù)。

有兩個(gè)元素X、Y，如果修改元素X的定義可能會(huì)引起對(duì)另一個(gè)元素Y的定義的修改，則稱元素Y依賴（Dependency）于元素X。

二、規(guī)則

命名：也就是為事物、關(guān)系和圖起名字。和任何語言一樣，名字都是一個(gè)標(biāo)識(shí)符

范圍：與類的作用域相似.

可見性：Public，Protected，Private，Package

三、UML公共機(jī)制

1. 規(guī)格描述

在圖形表示法的每個(gè)部分后面都有一個(gè)規(guī)格描述（也稱為詳述），它用來對(duì)構(gòu)造塊的語法和語義進(jìn)行文字?jǐn)⑹觥＿@種構(gòu)思，也就使可視化視圖和文字視圖的分離。

2. UML修飾與通用劃分

在為了更好的表示這些細(xì)節(jié)，UML中還提供了一些修飾符號(hào)，例如不同可視性的符號(hào)、用斜體字表示抽象類。

UML通用劃分：

◆ 類與對(duì)象的劃分：類是一種抽象，對(duì)象是一個(gè)具體的實(shí)例 

◆ 接口與實(shí)現(xiàn)的分離：接口是一種聲明、是一個(gè)契約，也是服務(wù)的入口；實(shí)現(xiàn)則是負(fù)責(zé)實(shí)施接口提供的契約

3. UML擴(kuò)展機(jī)制

構(gòu)造型：在實(shí)際的建模過程中，可能會(huì)需要定義一些特定于某個(gè)領(lǐng)域或某個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)造塊
標(biāo)記值則是用來為事物添加新特性的。標(biāo)記值的表示方法是用形如“{標(biāo)記信息}”的字符串
約束是用來增加新的語義或改變已存在規(guī)則的一種機(jī)制（自由文本和OCL兩種表示法）。約束的表示法和標(biāo)記值法類似，都是使用花括號(hào)括起來的串來表示，不過它是不能夠放在元素中的，而是放在相關(guān)的元素附近。

4. UML視圖和圖

附：開發(fā)過程與圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系