1 UML简介
1.1 UML是什么
UML,全称为Unified Model Language,即统一建模语言,是由一整套图表组成的,为面向对象系统的产品进行说明、可视化和编制文档的一种标准语言。UML 代表了一组最佳工程实践,这些实践已被证明在大型复杂系统的建模中是成功的。UML是开发面向对象软件和软件开发过程中非常重要的一部分。在嵌入式系统设计中,使用UML建模并书写文档,通常可以起到事半功倍的效果。
1.2 UML起源与发展
UML的出现,起源于三位面向对象大师对各自方法的结合与统一:
- 由Booch创作的Booch方法
- 由Jacobson创作的OOSE、Martin/Odell方法
- 由Rumbaugh创造的OMT、Shlaer/Mellor方法
这些方法虽然各不相同,但共同的理念非常相似,三者结合,于1995年10月推出第一个名为“统一方法”的版本:Unified Method 0.8。
之后,又以名为“统一建模语言”的UML1.0版本提交到OMG组织(Object Management Group 对象管理组织),到1997年底OMG组织
正式采纳UML1.1作为基于面向对象技术的标准建模语言,UML1.1和UML 2.0(2005年发布)是UML历史上两个具有里程碑意义的版本。
1.3 UML中的各种图
UML具有许多不同类型的图表,包括:
- 静态图:用例图、类图、包图
- 动态图:活动图、状态图、时序图、协作图
这些不同的图,可以提供从不同的角度来描述系统,因为大型的软件开发流程中除了程序员外,还有产品、设计、测试等人员,这些人都对系统的不同方面有不同关注,因此在建模时需要考虑不同的细节层次。
本篇文章,先来介绍UML类图的基础知识。
2 UML类图实例
2.1 visio设计UML类图
新建一个visio文件,打开后会自动提示选择创建某种类型的图,这里选择"软件和数据库 ->UML类图"
点击确定之后,会进入UML类图的编辑界面,左侧可以看到用于UML类图编辑的基本元素:
将这些元素拖拽到右侧的编解面板中,可以看到这些元素的基本结构形式:
2.2 一个UML类图实例
下面是一个UML类图的实例:
- 动物是一个抽象类,该类的一个子类是鸟类,鸟类又可以分出大雁、鸭、企鹅这些类,鸭类的一个子类是唐老鸭,这些属于继承关系
- 动物类依赖氧气和水,属于依赖关系
- 翅膀是鸟的一部分,且翅膀不可独立存在,属于合成(或组合)关系
- 多只大雁聚集在一起形成雁群,属于聚合关系
- 大雁可以飞翔,属于接口(或实现)关系
- 企鹅’了解’气候规律,属于关联关系
3 UML类图元素介绍
下面具体介绍下UML类图中的各个元素。
3.1 图
UML类图中的图主要包括类图和接口图。
3.1.1 类图
类图是UML类图中的主要元素,类图的结构包括3行:
- 第1行:是类的名称
- 第1行:是类的属性,即类的各种成员变量
- 第1行:是类的方法,即类的各种成员函数
主:若类的名称是斜体,表示这是个抽象类,比如这里的动物
对于属性和方法前面的符号:
- +号:共有类型,public
- -号:私有类型,private
- #号:保护类型,protect
3.1.2 接口图
与类图比较相似的是接口图,与类图最大的区别是顶端标注有“<<接口>>”表示这是个接口图,接口图的接口只有两行:
- 第1行:是接口的名称
- 第1行:是接口的方法,即函数实现
注:接口图还要另外一种“棒棒糖”表示法,圆圈的旁边为接口名称,接口方法的实现在类中实现
3.2 关系
图之间的连接,通过各种关系线来连接,包括:接口关系、依赖关系、继承关系、合成关系、聚合关系、关联关系。
3.2.1 接口关系(实现关系)
接口关系,也称实现关系,用带三角箭头+虚线,箭头指向接口的形式,表示类是接口所有特征和行为的实现
3.2.2 依赖关系
依赖关系,描述的是一种使用关系,即一个类的实现需要另一个类的协助,用带普通箭头+虚线,普通箭头指向被使用者的形式表示
3.2.3 继承关系(泛化关系)
继承关系,也称泛化关系,用带三角箭头+实线,箭头指向父类的形式,表示子类继承父类的所有特征和行为
3.2.4 合成关系(组合关系)
合成关系,也称组合关系,描述的是一种整体与部分的关系,且部分不能离开整体而单独存在,用带实心菱形+实线,实心菱形指向整体的形式表示
3.2.5 聚合关系
聚合关系,描述的是整体与部分的关系,用带空心菱形+实线,空心菱形指向整体的形式表示
3.2.6 关联关系
关联关系,描述的是不同类的对象之间的结构关系,用带普通箭头+实线,箭头指向被关联者的形式表示。
双向的关联可以有两个箭头,或者没有箭头。单向的关联有一个箭头。
4 总结
本篇介绍了UML类图的基础知识,包括2种和6种关系,并通过visio软件,演示如何画出一个UML类图