UML学习文档（二）

参考资料：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/669466741

UMLChina《软件方法》

https://cloud.tencent.com

https://www.processon.com/knowledge/classdiagram

[泛化(is-a)- 空心三角箭头](#泛化(is-a)- 空心三角箭头)

识别泛化关系的方法

继承（Generalization/Inheritance）-实线+空心三角箭头

从特殊到一般

从一般到特殊

实现（Realization）-虚线+空心三角箭头

关联(has-a)-实线箭头

单向关联（Association）-实线箭头

双向关联（Association）-实线

自关联（Association）-实线箭头

聚合关联（Aggregation）-实线箭头+空心菱形箭头

组合关联（Composition）-实线箭头+实心菱形箭头

依赖-(use-a)-虚线箭头（Dependency）

类关系举例图（https://cloud.tencent.com/developer/article/2105150）

类关系总结图（https://www.processon.com/knowledge/classdiagram）

[同步消息（Synchronous Message）](#同步消息（Synchronous Message）)

[异步消息（Asynchronous Message）](#异步消息（Asynchronous Message）)

[返回消息（Return Message）](#返回消息（Return Message）)

5.C-分析

--软件设计的两种复用形式

核心域的复用

真正涉及到业务的核心域知识，是复用的最重要领域。

但大部分软件研发人员，这一步往往都没有做好。

非核心域的复用

目前大多数软件组织的复用仅停留在基础设施领域的复用，即使有自己的"内部开发平台"，也仅是根据自己所开发系统的需要对基础设施作进一步封装。

这种非核心域的复用，各个公司组织都大同小异，没有长久的竞争优势。

画分析类图的时候要拆分核心域与非核心域，避免过于复杂，互相干扰。

这里的类，可以理解为需求中涉及或接触到的系统对象。

--分析类

三种构造型

边界类：输入、输出，及简单的过滤；
控制类：控制用例流，为实体分配责任；
实体类：系统的核心，封装领域逻辑和数据。

一次交互回合

执行者先把消息发给边界类对象，边界类对象能履行的就履行，无法履行的责任，再发给控制类对象。
控制类对象就像总裁办，不做具体工作，只是将责任分解后分配给实体类对象。
实体类按照它们之间的耦合程度聚集成若干聚合（也有可能一个类单独形成聚合）。
控制类对象发送消息时，先发给聚合的整体对象（也称聚合根），再由聚合根分配给聚合内的其他对象。
最后，由边界类对象反馈信息，完成一个交互回合。

分析建议

对于类的分析，和关系型数据库的表结构分析是类似的，得到的类和表也基本是一一对应的。

这里，建议按照领域模型来区分类，这样得到的类，是最符合领域的特性的，也一定是最契合业务发展的（业务本身就是在其领域的基础上做流程变化）。

--"彩色建模"思想的四种类

事物

其状态值得关注，在其身上发生领域事件。

描述

对象较少，封装某方面的规则，状态变化不值得关注。

时段时刻

对象多，属性不应修改。

角色

解耦事物与时段时刻。

这种建模的套路是：从"时段时刻"开始，找出后面的"角色"和"事物"；

在"描述"的关系上找到"事物"。

--类图

类不能像一个过程，而应该是一个对象。（设计源于需求，高于需求）

类名

抽取用例规约中的名词和事件，使用名词短语为类命名。例如，"Customer"、"Order"等。注意：

命名以专业术语为准。
确保名称简洁，不要带冗余信息（不要加类、C、表、库、信息等词）。
类名应该准确清晰的反映出问题域中的概念。
名称中的每个词的首字母应大写。
使用正体名称来表示可实例化的类。
使用斜体名称表示抽象的类。
英文命名则用单数。
多处重复的同一概念，命名要一致（如顾客与客户）。

属性

列出类的关键特征或数据成员，包括数据类型。

属性通常放在类名的下方，属性名前不要加类名（冗余），格式为"属性名: 数据类型"，例如，"name: String"。

语法

可见性\] 属性名称 \[:数据类型\] \[=初始值\] \[{属性字符串}

（1）可见性

可见性用于控制该属性被类的外部成员的可访问性。主要有以下四种情况：

+：公有属性，其它类可以访问该属性；
-：私有属性，不能被其它类访问（默认为私有）；
#：保护属性，只能被本类及其派生类访问；
~：包内可见，可以被本包中的其它类访问；

（2）属性名称

能够准确描述类特征的一个标识符，属性名通常是一个名词或名词短语。

一般单字属性使用小写字母，多字属性从第2个单词开始，每个单词的第一个字符要大写。

（3）数据类型

属性所属的数据类型，如布尔类型、整型、浮点型，也可以是用户自定义的类型。

（4）初始值

属性的默认值，在类的实例没有赋其它值时，将采用该值作为该属性的值。

（5）属性字符串

用来指定该属性的其它信息。任何希望进一步描述该属性又没有合适的地方时都可以放在此处。

以上关于属性的描述内容虽然很多，但一般属性的可见性和属性名称是必需的部分。

属性是否直接描述类的特征

是否有复杂结构或1对多的属性

如果属性再分解就得到其他领域的概念（如人的姓名，姓名再分解就是 string 类型，属于其他领域知识），那么这个属性可以留在类中。

如果可以继续分解成本领域的概念（比如人的组织，组织可继续分解），可以考虑把这个属性独立出去变成另一个类。

多重性大于一的属性，可以再分解出其他类，比如人可以有多个电话，那么电话可以是另一个类（联系方式）。

属性是否对类的所有对象都有意义

分析类属性时，不能完全照搬某张文件表单里的字段，他们不一定是一个领域的。

透过现象（非核心域的实现手段）看本质（核心域的机制、专业术语）。

属性要能直接用于描述类，在划分属性从属于哪个类时，试试"[类]的[属性]"能否说通。

操作（或方法）

列出类可执行的操作或函数，包括返回类型和参数列表。

方法一般位于属性的下方，格式为"方法名(参数): 返回类型"。

例如，"placeOrder(productID, quantity): Boolean"。

语法

可见性\] 操作名称 \[(参数表)\]\[:返回类型\]\[{属性字符串}

（ 1 ）可见性

与属性相同，规定该操作的可访问范围。

操作的可见性也是有+（公有）、-（私有），#（保护）和~（包内可见）四种。

（ 2 ）操作名称

用来描述所属类的行为的动词或动词短语。

在UML中，和属性名的表示类似，单字的操作名小写；

多字的操作名，除第一个单词外，其余单词的开头字母要大写。

（ 3 ）参数表

参数表是一些按顺序排列的属性定义了操作的输入；
参数表是可选的；
参数的定义使用"名称：类型"的定义方式；
如果存在多个参数，则将各个参数用逗号隔开；
参数可以具有默认值，适用调用时没有提供参数值的情况。

如下面的time，其类型为Date，默认值为currentdate（即当前时间）：

（ 4 ）返回类型

此项为可选项目，即操作不一定必须有返回类型。

但在具体编程语言中使用void关键字来代表这种无返回值的情况。

（ 5 ）属性字符串

任何在其它地方没有描述清楚的内容都可以在这里进行描述。

使用符号总结：

--： private
+： public
~： default
#： protected
下划线： static
斜体：抽象 (注意也可以用两个尖括号包裹来表示抽象，比如 ------ <<我是抽象类or接口>>)
冒号前是方法名/变量名（根据有无括号区分），冒号后是返回参数/变量类型（根据有无括号区分），如果没有冒号的话表示方法返回空（也有人通过：void表示返空）

其他构成元素

在UML中，一个类通常由名称（Name）、属性（Attribute）和操作（Operation）构成。

除此之外，

类的构成还包含类的职责（Responsibility）、约束（Constraint）和注释（Note）等信息。

类的职责

在UML中，可以在操作部分的下面再添加一个区域，用来说明类的职责，即说明类或其它元素的契约或义务。

创建一个类时，同时声明这个类的所有对象具有相同种类的状态和相同种类的行为，在较高层次上，这些相应的属性和操作正是要完成类的职责和特性。职责可以使用一个短语、一个句子或一段短文的形式来描述。

类的约束

类的约束指定了该类所要满足的一个或多个规则，在UML中，约束使用一个大括号括起来的文本信息：

--接口

接口是在没有给出对象的实现和状态的情况下对对象行为的描述；
接口包含操作但不包含属性，且它没有对外界可见的关联；
一个类可以实现一个或多个接口，从而支持接口所指定的操作；

接口可以使用下面两种形式来表示：

e.g IUser是一个接口，VipUser是一个类，VipUser类要实现接口IUser

--类间的关系

尽量基于静态关系来建立动态关系

泛化(is-a)- 空心三角箭头

泛化类似面向对象中的继承，子类通过继承超类而拥有超类的特征，是一种集合关系，比如，人与男人、女人。

注意警惕拼凑泛化。

识别泛化关系的方法

对类与类之间，思考 A 是否是 B 的一种，而 B 是否是 A 的一种。
对多个已有的类，抽象出公共部分，形成超类。
从一般的类，细化出特殊的子类。
尽量不要跨领域形成泛化关系。

继承（Generalization/Inheritance）-实线+空心三角箭头

从子类指向父类即表示一个继承。

从特殊到一般

从一般到特殊

实现（Realization）-虚线+空心三角箭头

从实例指向接口表示一个实现，从实例指向抽象类也表示一个实现。

关联(has-a)-实线箭头

对象通过组装其他对象而拥有其他对象的特征，是个体类间的关系，如人与手、脚。

只有系统负责维护的关系，才构成关联。

泛化和关联，可以视分析场景进行转变，可用于简化模型。

关联关系又可以分为单向关联、双向关联、自关联、聚合关联和组合关联5种情形。

关联的多重性：

多重性是UML中使用最广泛的约束，主要有以下几种形式：

|----------|--------|--------|-----------|
| 形式 | 含义 | 形式 | 含义 |
| 0 | 恰为0 | 0..n | 0到多个 |
| 1 | 恰为1 | 1..n | 1到多个 |
| 0..1 | 0或1 | 3..n | 3到多个，至少3个 |
| n | 0或多个 | 3,5,7 | 3个或5个或7个 |

单向关联（Association）-实线箭头

使用实线箭头表示，可以是单向或双向的。

双向关联（Association）-实线

双向关联关系不再绘制箭头，使用直线直接连接两个类即可，如下面两个类之间的关系即是双向关联关系：

自关联（Association）-实线箭头

自关联关系即一个类与自己进行关联。下面类关系的意思是employee类中有一个为employee类型的leader成员，表示员工的领导：

聚合关联（Aggregation）-实线箭头+空心菱形箭头

从整体指向局部即表示一个聚合。

多个对象和某个对象的关联紧密，视为受其影响的分区（如公司与各个部门）。

但他们的关联是相对较弱的，局部对象是可以脱离整体对象而单独存在的。

组合关联（Composition）-实线箭头+实心菱形箭头

从整体指向局部即表示一个组合，组合又叫合成。

比聚合更严格，"部分"对象跟随"整体"对象销毁而销毁；

"部分"对象只属于一个"整体"对象；

"整体"对象负责"部分"对象的创建与销毁。

依赖-(use-a)-虚线箭头（Dependency）

其他不能视为泛化或关联的类间关系。

从使用者指向被使用者，即一个物体需要通过另一个物体来完成工作，但他们之间没有包含的关系。

类关系举例图（https://cloud.tencent.com/developer/article/2105150）

类关系总结图（https://www.processon.com/knowledge/classdiagram）

--绘制分析类图的步骤

1，研究分析问题领域，确定系统的需求；

2，发现对象与对象类，明确他们的含义和责任，确定属性和操作。

3，发现类之间的静态联系；

4，设计类与联系；

5，绘制类图并编制相应的说明。

--分析序列图

与业务序列图的对比

序列图元素

消息传入：类的操作－－责任
消息传出：类完成操作所需合作－－协作
位置：每个用例下面，对应用例的路径
基本路径：一张图
简单的扩展点：可以合并到基本路径图
复杂扩展点：单独一张图，和基本路径图间链接
控制类只分配责任

责任分配的交互原则

专家原则－－资源决定消息内容

独立完成

分解大责任

委托给其他领域

老板原则－－由老板发送消息给我

向聚合/组合结构所发的消息，先通过整体对象处理和中转

减少耦合，减少修改引起的波动

判定聚合/组合要谨慎！

可视原则－－只发消息给朋友

--分析状态图

帮助定义恰当责任

不同视角对类的描述

状态图元素

与活动图的对比

状态

表现相同行为的属性值和链接的组合

历史状态

历史：记住最近一次离开时最后所处的子状态

 浅历史：仅记住同层

 深历史：记住最精确子状态

并发状态

从不同维度分割属性值组合，不同分区的状态并存（AND）

入口动作和出口动作

迁移

结构

执行顺序

哪些类值得画状态图

全方位考虑建模的可能性和必要性

核心类

 状态多事物（彩色建模）≈实体≈责任起点≈聚合的根

边界类

 有时代表的是整个系统的状态，有时不是

质量要求很高的系统→每个类

画图要点

从类名思考修饰词（形容词）
从行为思考状态变化
从状态属性思考状态名称
优先使用原生形容词，防止换汤不换药

序列图的组成部分

角色（Actor）

通常指外部与系统交互的实体，可以是人或其他系统。

对象（Object）

系统内部的实体，通常是指类的实例。在序列图中，对象通过一个矩形框表示，对象的命名方式有三种：

对象名和类名，例如：dispatcherServlet:DispatcherServlet

只显示类名，即表示它是一个匿名对象，例如：:DispatcherServlet

只显示对象名不显示类名，例如：dispatcherServlet

生命线（LifeLine）

从对象框向下延伸的虚线，表示对象在时间线上的存在。生命线上的不同点表示不同的时间点。

激活（Activation）

通常在生命线上显示为一个较窄的矩形。它表示对象在一段时间内是活跃的，即正在响应或执行某个操作。

消息（Message）

对象之间交互的基本单位，表示为带箭头的线。消息可以是同步，异步，或返回消息。

同步消息（Synchronous Message）

发送者在发送消息后，必须等待接收者完成相应的操作后才能继续。

异步消息（Asynchronous Message）

发送者发送消息后，可以继续执行后续的操作，不需等待接收者。

返回消息（Return Message）

接收者完成操作后，将结果返回给发送者。

交互框

UML在2.0时在时序图中加入了交互框。

交互框用来解决交互执行的条件和方式，它允许在序列图中直接表示逻辑组件，用于通过指定条件或子进程的应用区域，为任何生命线的任何部分定义特殊条件和子进程。

组合片段共有13种，名称及含义如下：

|--------------|--------|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 片段类型 | 名称 | 说明 |
| Opt | 选项 | 包含一个可能发生或可能不发生的序列。可以在临界中指定序列发生的条件。 |
| Alt | 抉择 | 包含一个片段列表，这些片段包含备选消息序列。在任何场合下只发生一个序列。可以在每个片段中设置一个临界来指示该片段可以运行的条件。else 的临界指示其他任何临界都不为 True 时应运行的片段。如果所有临界都为 False 并且没有 else，则不执行任何片段。 |
| Loop | 循环 | 片段重复一定次数。可以在临界中指示片段重复的条件。Loop 组合片段具有"Min"和"Max"属性，它们指示片段可以重复的最小和最大次数。默认值是无限制。 |
| Break | 中断 | 如果执行此片段，则放弃序列的其余部分。可以使用临界来指示发生中断的条件。 |
| Par | 并行处理 | 片段中的事件可以交错。 |
| Critical | 关键 | 用在 Par 或 Seq 片段中。指示此片段中的消息不得与其他消息交错。 |
| Seq | 弱顺序 | 有两个或更多操作数片段。涉及同一生命线的消息必须以片段的顺序发生。如果消息涉及的生命线不同，来自不同片段的消息可能会并行交错。 |
| Strict | 强顺序 | 有两个或更多操作数片段。这些片段必须按给定顺序发生。 |
| Consider | 考虑 | 指定此片段描述的消息列表。其他消息可发生在运行的系统中，但对此描述来说意义不大。在"Messages"属性中键入该列表。 |
| Ignore | 忽略 | 此片段未描述的消息列表。这些消息可发生在运行的系统中，但对此描述来说意义不大。在"Messages"属性中键入该列表。 |
| Assert | 断言 | 操作数片段指定唯一有效的序列。通常用在 Consider 或 Ignore 片段中。 |
| Neg | 否定 | 此片段中显示的序列不得发生。通常用在 Consider 或 Ignore 片段中。 |

序列图的作用

确认和丰富逻辑表达

用于确认和丰富一个使用语境的逻辑表达，如用例的一部分或控制流。

细化用例表达

将用例表达的需求转化为更正式层次的精细表达。

描述类职责分配

根据对象之间的交互关系来定义类的职责，构成特定的用例。

绘制序列图的步骤

划清边界，识别交互语境：确定绘制时序图的范围和背景。
梳理角色和对象：确定时序图中的角色和对象。
确定对象间的交互消息：明确对象之间的交互消息。