標(biāo)準(zhǔn)建模語言UML可以由下列5類圖來定義。

用例圖 ：從用戶角度描述系統(tǒng)功能，并指出各功能的操作者。

靜態(tài)圖 ：包括類圖和對象圖。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。對象圖是類圖的實例，幾乎使用與類圖完全相同的標(biāo)識。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。

行為圖 ：描述系統(tǒng)的動態(tài)模型和組成對象間的交互關(guān)系，包括狀態(tài)圖和活動圖。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，狀態(tài)圖是對類圖的補(bǔ)充，活動圖描述滿足用例要求所要進(jìn)行的活動以及活動間的約束關(guān)系，有利于識別并進(jìn)行活動。

交互圖 ：描述對象間的交互關(guān)系，包括時序圖和協(xié)作圖。時序圖顯示對象之間的動態(tài)合作關(guān)系，它強(qiáng)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；協(xié)作圖描述對象間的協(xié)作關(guān)系，協(xié)作圖跟時序圖相似，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(qiáng)調(diào)時間和順序，則使用時序圖；如果強(qiáng)調(diào)上下級關(guān)系，則選擇協(xié)作圖。

實現(xiàn)圖 ：包括組件圖和部署圖。組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，組件圖有助于分析和理解部件之間的相互影響程度；部署圖定義系統(tǒng)中軟硬件的物理體系結(jié)構(gòu)。

采用UML來設(shè)計系統(tǒng)時，第一步是描述需求；第二步根據(jù)需求建立系統(tǒng)的靜態(tài)模型，以構(gòu)造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；第三步是描述系統(tǒng)的行為。其中在第一步與第二步中所建立的模型都是靜態(tài)的，包括用例圖、類圖、對象圖、組件圖和部署圖等5種圖形，是標(biāo)準(zhǔn)建模語言UML的靜態(tài)建模機(jī)制。其中第三步中所建立的模型或者可以執(zhí)行，或者表示執(zhí)行時的時序狀態(tài)或交互關(guān)系。它包括狀態(tài)圖、活動圖、時序圖和協(xié)作圖等4種圖形，是標(biāo)準(zhǔn)建模語言UML的動態(tài)建模機(jī)制。

首先對UML中的各個圖的功用做一個簡單介紹：

1、用例圖

描述角色以及角色與用例之間的連接關(guān)系。說明的是誰要使用系統(tǒng)，以及他們使用該系統(tǒng)可以做些什么。一個用例圖包含了多個模型元素，如系統(tǒng)、參與者和用例，并且顯示了這些元素之間的各種關(guān)系，如泛化、關(guān)聯(lián)和依賴。

2、類圖

類圖是描述系統(tǒng)中的類，以及各個類之間的關(guān)系的靜態(tài)視圖。能夠讓我們在正確編寫代碼以前對系統(tǒng)有一個全面的認(rèn)識。類圖是一種模型類型，確切的說，是一種靜態(tài)模型類型。

3、對象圖

與類圖極為相似，它是類圖的實例，對象圖顯示類的多個對象實例，而不是實際的類。它描述的不是類之間的關(guān)系，而是對象之間的關(guān)系。

4、活動圖

描述用例要求所要進(jìn)行的活動，以及活動間的約束關(guān)系，有利于識別并行活動。能夠演示出系統(tǒng)中哪些地方存在功能，以及這些功能和系統(tǒng)中其他組件的功能如何共同滿足前面使用用例圖建模的商務(wù)需求。

5、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。可以捕獲對象、子系統(tǒng)和系統(tǒng)的生命周期。他們可以告知一個對象可以擁有的狀態(tài)，并且事件(如消息的接收、時間的流逝、錯誤、條件變?yōu)檎娴?會怎么隨著時間的推移來影響這些狀態(tài)。一個狀態(tài)圖應(yīng)該連接到所有具有清晰的可標(biāo)識狀態(tài)和復(fù)雜行為的類；該圖可以確定類的行為，以及該行為如何根據(jù)當(dāng)前的狀態(tài)變化，也可以展示哪些事件將會改變類的對象的狀態(tài)。狀態(tài)圖是對類圖的補(bǔ)充。

6、序列圖（順序圖）

序列圖是用來顯示你的參與者如何以一系列順序的步驟與系統(tǒng)的對象交互的模型。順序圖可以用來展示對象之間是如何進(jìn)行交互的。順序圖將顯示的重點放在消息序列上，即強(qiáng)調(diào)消息是如何在對象之間被發(fā)送和接收的。

7、協(xié)作圖

和序列圖相似，顯示對象間的動態(tài)合作關(guān)系?？梢钥闯墒穷悎D和順序圖的交集，協(xié)作圖建模對象或者角色，以及它們彼此之間是如何通信的。如果強(qiáng)調(diào)時間和順序，則使用序列圖；如果強(qiáng)調(diào)上下級關(guān)系，則選擇協(xié)作圖；這兩種圖合稱為交互圖。

8、構(gòu)件圖 （組件圖）

描述代碼構(gòu)件的物理結(jié)構(gòu)以及各種構(gòu)建之間的依賴關(guān)系。用來建模軟件的組件及其相互之間的關(guān)系，這些圖由構(gòu)件標(biāo)記符和構(gòu)件之間的關(guān)系構(gòu)成。在組件圖中，構(gòu)件時軟件單個組成部分，它可以是一個文件，產(chǎn)品、可執(zhí)行文件和腳本等。

9、部署圖 （配置圖）

是用來建模系統(tǒng)的物理部署。例如計算機(jī)和設(shè)備，以及它們之間是如何連接的。部署圖的使用者是開發(fā)人員、系統(tǒng)集成人員和測試人員。

UML中的四種關(guān)系

實列

第一節(jié)：初步認(rèn)識UML

1.UML中的元素

用例、類、接口、組件等

2.UML中的四種關(guān)系

關(guān)聯(lián)、依賴、繼承、實現(xiàn)

3.UML中的九種圖

用例圖、類圖、對象圖、狀態(tài)圖、時序圖、協(xié)作圖、活動圖、組件圖、配置圖UML學(xué)習(xí)

Unified Modeling Language(UML),又稱統(tǒng)一建模語言

支持模型化和軟件系統(tǒng)開發(fā)的圖形化語言

描述軟件開發(fā)的各個階段

進(jìn)一步認(rèn)識UML

UML是為面向?qū)ο箝_發(fā)提供建模的

一般是為軟件設(shè)計提供開發(fā)說明的

UML的目的是為了用簡潔的方式說明系統(tǒng)的需求、功能、結(jié)構(gòu)。便于開發(fā)人員、用戶、維護(hù)人員了解軟件系統(tǒng)

UML構(gòu)建出的是一個模型。就像一座建筑的框架和功能、以及如何去蓋這座樓。（設(shè)計圖？）

UML是一種語言，具有一些標(biāo)準(zhǔn)。（Rational Rose、EA等專業(yè)工具繪制）

UML的核心就是抽象、分解。將問題分解，抽象為一個個小模塊。然后分而治之。

第二節(jié)：UML中的常用元素

類：相同屬性對象的集合

接口：類或組件提供的，可以完成特定功能的一組操作的集合

用例：系統(tǒng)的一個功能

（用例通常與某個角色相互關(guān)聯(lián)，代表該角色使用此功能）

節(jié)點：一個狀態(tài)或一個動作

（如下圖的狀態(tài)節(jié)點以及判定節(jié)點等）

組件：可替換的功能塊

輔助事物：包

注釋

行為事物：四種關(guān)系（依賴、關(guān)聯(lián)、繼承、實現(xiàn)）的交互

第三節(jié)：UML四種關(guān)系——依賴

UML中的四種關(guān)系

依賴關(guān)系（Dependency）

表示一個類使用（Use）另一個類，是四種關(guān)系中最弱的一種關(guān)系

依賴關(guān)系是單向的（不推薦雙向依賴）

例如動物依賴水

具體的實現(xiàn)代碼有三種形式

（注：被依賴的類作為局部變量而不能作為成員變量，否則轉(zhuǎn)化為關(guān)聯(lián)關(guān)系）

Water是公共的類，Animal可以調(diào)用

Water是Animal的一個方法中的變量

Water是Animal函數(shù)的參數(shù)或者返回值

水類

動物類

第四節(jié)：UML四種關(guān)系——關(guān)聯(lián)

關(guān)聯(lián)關(guān)系（Association）

表示一個類擁有（has）另一個類，關(guān)聯(lián)相對于依賴來說大大增強(qiáng)

分為聚合和組合，例如雁群和大雁（聚合，較弱），大雁和翅膀（組合，較強(qiáng)）

關(guān)聯(lián)關(guān)系比依賴關(guān)系更強(qiáng)、不存在依賴關(guān)系的偶然性、關(guān)系也不是臨時性的，一般是長期性的，而且雙方的關(guān)系一般是平等的、關(guān)聯(lián)可以單向、雙向的

具體代碼表現(xiàn)為被關(guān)聯(lián)類作為一個全局變量或?qū)傩?/p>

翅膀類

大雁類（翅膀與大雁間存在組合關(guān)系）

雁群類（大雁與雁群間存在聚合關(guān)系）

第五節(jié)：UML四種關(guān)系——泛化

泛化關(guān)系（Generalization）

是一個類（稱為子類、子接口）繼承另外的一個類（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

是一種父子關(guān)系，兩個類之間的關(guān)系非常強(qiáng)

例如鯊魚繼承魚，麻雀繼承鳥

代碼上表現(xiàn)為繼承，在java中使用extends關(guān)鍵字

魚類

鯊魚類（通過extends關(guān)鍵字繼承Fish類）

數(shù)據(jù)庫訪問對象基類

具體數(shù)據(jù)庫訪問對象類（繼承DaoBase）

父接口

子接口（繼承父接口?？梢酝ㄟ^接口實現(xiàn)多繼承）

第六節(jié)：UML四種關(guān)系——實現(xiàn)

實現(xiàn)關(guān)系（Realization）

是一個class類實現(xiàn)interface接口（可以是多個）的功能（是類與接口的關(guān)系）

是一種最常見的關(guān)系，設(shè)計時鼓勵使用

接口是一種功能的抽象。例如有兩個接口：飛翔、捕食。一個鳥（class）類可以實現(xiàn)這兩個接口，實現(xiàn)以后，就具有這兩個接口所擁有的功能

在java代碼中使用關(guān)鍵字implements表示

飛翔接口

捕食接口

Bird類（繼承Fly接口及Prey接口，并實現(xiàn)其方法）

第七節(jié)：UML中的九種圖——用例圖

用例圖實現(xiàn)關(guān)系（Use Case Diagram）

作用是幫助開發(fā)團(tuán)隊以一種可視化的方式理解系統(tǒng)的功能需求，捕捉系統(tǒng)的需求，是需求分析階段必備的工具

用例：指一個系統(tǒng)的功能單元

用例圖由用例和角色兩部分構(gòu)成，主要用來描述“用戶、需求、系統(tǒng)功能單元”之間的關(guān)系。它展示了一個外部用戶能夠觀察到的系統(tǒng)功能模型圖。

如何使用用例圖做需求分析

確定系統(tǒng)的參與者，也就是業(yè)務(wù)主角

分析參與者都能通過系統(tǒng)做什么

將參與者所做的事情，通過用例圖體現(xiàn)出來

以一個圖書館管理系統(tǒng)為例，基于用例圖做一個需求分析

圖書管理系統(tǒng)舉例

圖書管理員可以管理讀者信息、管理圖書的基本信息；還可以查詢某位讀者的信息、某本圖書的借閱情況

讀者可以通過該系統(tǒng)借書、還書、查詢書籍信息、預(yù)定圖書等

用例圖的特點

用例是相對獨(dú)立完整的，一個用例一般不需要其他用例來完成和它進(jìn)行交互。但是有時候為了體現(xiàn)功能之間的聯(lián)系，用例之間也會存在兩種關(guān)系（擴(kuò)展：extend，包含：include）

用例圖中的包含關(guān)系（圖書信息管理模塊包含圖書添加和圖書刪除兩個模塊）

用例圖中的擴(kuò)展關(guān)系（查詢完圖書信息后還可以進(jìn)行圖書信息導(dǎo)出）

用例的執(zhí)行結(jié)果對于參與者來說是可見的，有意義的

一個用例必須是由一個參與者發(fā)起的，不存在沒有角色的用例，用例也不該自動啟動

用例一定是動賓短語（誰（角色）+做什么（用例））

一個用例是一個需求單元、分析單元、設(shè)計單元、開發(fā)單元、測試單元

第八節(jié)：UML中的九種圖——類圖

類圖（Class Diagram）

體現(xiàn)類的屬性和方法以及類與其他類之間的關(guān)系的圖

類與類之間的關(guān)系：依賴、關(guān)聯(lián)、繼承、實現(xiàn)

類圖的作用：是對代碼的直接體現(xiàn)

如何在實際中使用類圖分析系統(tǒng)

圖書管理系統(tǒng)舉例

圖書管理員可以管理讀者信息、管理圖書的基本信息；還可以查詢某位讀者的信息、某本圖書的借閱情況

讀者可以通過該系統(tǒng)借書、還書、查詢書籍信息、預(yù)定圖書等

第九節(jié)：UML中的九種圖——對象圖

對象圖（Object Diagram）

表示某一時刻一組對象以及它們之間關(guān)系的圖。對象圖可以看作是類圖在系統(tǒng)某一時刻的實例（相當(dāng)于系統(tǒng)的運(yùn)行的一個切片或鏡像）

作用

論證類模型的設(shè)計：當(dāng)設(shè)計了類模型時，你可以通過對象圖來模擬出一個運(yùn)行時的狀態(tài)，這樣就可以研究在運(yùn)行時設(shè)計的合理性。同時，也可以作為開發(fā)人員討論的一個基礎(chǔ)。

分析和說明源代碼：由于類圖只是展示了程序的靜態(tài)類結(jié)構(gòu)，因此通過類圖看懂代碼的意圖是很困難的。因此在分析源代碼時，可以通過對象圖來細(xì)化分析。而對于開發(fā)人員，對于邏輯較復(fù)雜的類交互時，可以考慮畫出一些對象圖來做補(bǔ)充說明。

閱讀對象圖

首先找出所有的類，即在“：”之后的名稱

整理完之后，就可以通過對象的名字來了解其含義

按類來歸納屬性，然后再通過關(guān)聯(lián)來確定含義

第十節(jié)：UML中的九種圖——狀態(tài)圖

狀態(tài)圖（Statechart Diagram）

描述一個對象在其生存期間的動態(tài)行為，表現(xiàn)為一個對象所經(jīng)歷的狀態(tài)序列，引起狀態(tài)轉(zhuǎn)移的事件（Event）,以及因狀態(tài)轉(zhuǎn)移而伴隨的動作（Action）

狀態(tài)圖的元素

States：對象的生命周期中某個條件或者狀況

Transitions：是兩個狀態(tài)之間的一種關(guān)系

Event：引起狀態(tài)轉(zhuǎn)移的事件

Actions：是狀態(tài)變化過程中執(zhí)行的操作

作用是幫助開發(fā)者梳理一個業(yè)務(wù)中核心對象的發(fā)展?fàn)顩r

某電商訂單系統(tǒng)狀態(tài)圖

第十一節(jié)：UML中的九種圖——時序圖（序列圖）

時序圖（Sequence Diagram）

描述對象之間交互的時間順序，也叫序列圖

時序圖的作用：從時間（方法執(zhí)行先后）角度，描述一個角色額完成一個功能所涉及的對象，調(diào)用的所有方法，以及方法調(diào)用的順序，甚至方法調(diào)用的細(xì)節(jié)（方法名，參數(shù)，返回值等）

時序圖的元素：角色（Actor），對象（Object），生命線（Lifeline），激活期（Activation），消息（Message）

簡單時序圖（只突出大致流程）

標(biāo)準(zhǔn)時序圖（包含類信息，調(diào)用方法的方法名、參數(shù)類型、返回值等。可用于指導(dǎo)開發(fā)）

第十二節(jié)：UML中的九種圖——協(xié)作圖

協(xié)作圖（Collaboration Diagram）

表示在實現(xiàn)一個功能的過程中，一組對象以及這些對象間的消息傳遞

它和時序圖是對應(yīng)的，時序圖側(cè)重于時間順序，協(xié)作圖側(cè)重于與對象之間的關(guān)系

協(xié)作圖的作用：顯示對象及其交互關(guān)系的空間組織結(jié)構(gòu)，而非交互的順序

時序圖的三要素：

角色：功能的發(fā)起者

對象：類的實例

消息流：一個對象向另一個對象發(fā)起的操作

第十三節(jié)：UML中的九種圖——活動圖

活動圖（Activity Diagram）

活動圖是描述系統(tǒng)在執(zhí)行某一用例時的具體步驟，它主要表現(xiàn)的是系統(tǒng)的動作。

活動圖的作用

從活動圖中可以看出，系統(tǒng)是如何一步一步的完成用例的，主要用于業(yè)務(wù)建模階段

活動圖描述的是整個系統(tǒng)的事情?？梢哉f活動圖是對用例圖的一種細(xì)化，幫助開發(fā)者理解業(yè)務(wù)領(lǐng)域

活動圖的元素：活動節(jié)點（Activity），轉(zhuǎn)移（Transition），判斷節(jié)點（Decision），泳道（Swimlane）

和狀態(tài)圖的區(qū)別，狀態(tài)圖描繪一個對象的狀態(tài)，重點描述結(jié)果，活動圖描述狀態(tài)轉(zhuǎn)換的過程或者說原因

第十四節(jié)：UML中的九種圖——組件圖

組件圖（Component Diagram）

組件圖是用來反映代碼的物理結(jié)構(gòu)。從組件圖中，可以了解各軟件組件（如源代碼文件或動態(tài)鏈接庫）之間的依賴關(guān)系

組件圖的主要作用

顯示系統(tǒng)組件間的結(jié)構(gòu)關(guān)系

提供了將要建立的系統(tǒng)的高層次的架構(gòu)視圖，這將幫助項目管理者建立階段目標(biāo)，并決定開發(fā)的任務(wù)分配

組件圖的核心元素：組件（Component），依賴關(guān)系（Dependency）

第十五節(jié)：UML中的九種圖——配置圖（部署圖）

配置圖（Deployment Diagram）

配置圖描述的是系統(tǒng)運(yùn)行時的結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)了硬件的配置以及軟件部署到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的方式

配置圖也稱部署圖

一個系統(tǒng)模型只有一個部署圖，通常用來幫助理解分布式系統(tǒng)

部署圖的元素

處理器（Processor）：能夠執(zhí)行軟件、具有計算能力的節(jié)點、服務(wù)器、工作站

設(shè)備（Device）：硬件設(shè)備，如打印機(jī)、路由器等

配置圖和組件圖的區(qū)別：配置圖有硬件，以一個服務(wù)器為單位；組件圖全是軟件結(jié)構(gòu)，以一個程序模塊為單位

第十六節(jié)：UML總體使用總結(jié)1

UML四種關(guān)系和九種圖的作用

關(guān)聯(lián)，依賴，繼承，實現(xiàn)

用例圖（系統(tǒng)的功能），類圖（類及類間關(guān)系），對象圖（類的對象在某時刻的關(guān)聯(lián)關(guān)系），狀態(tài)圖（類的對象在整個生命周期的狀態(tài)），時序圖（功能按時間的執(zhí)行順序），協(xié)作圖（功能的空間聯(lián)系），活動圖（描述功能的動作步驟），組件圖（系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)），配置圖（部署結(jié)構(gòu)）

UML九種圖的使用場景

做什么（用例圖），做成什么樣的（類圖或?qū)ο髨D、狀態(tài)圖），怎么做（時序圖、協(xié)作圖），怎么用（組件圖、配置圖）

UML九種圖分類

1.用例圖：從用戶角度描述系統(tǒng)功能，并指出各功能的操作者

2.靜態(tài)圖（Static Diagram）：包括類圖、對象圖

3.行為圖：描述系統(tǒng)動態(tài)模型和對象的組成的交互關(guān)系（狀態(tài)圖和活動圖）

4.交互圖：描述對象之間的交互關(guān)系（時序圖，協(xié)作圖）

5.實現(xiàn)圖：配置圖

第十七節(jié)：UML總體使用總結(jié)2

UML在設(shè)計過程中的使用

可行性分析、需求分析階段（用例圖）

概要設(shè)計（類圖，組件圖（架構(gòu)圖），對象圖，活動圖，狀態(tài)圖）

詳細(xì)設(shè)計（時序圖，協(xié)作圖，也可以有狀態(tài)圖，對象圖等）

學(xué)習(xí)UML的意義

架構(gòu)師、項目經(jīng)理：指導(dǎo)開發(fā)，分配任務(wù)，分析系統(tǒng)

開發(fā)人員：理解設(shè)計，開發(fā)溝通等

測試人員：組織測試，編寫用例等