设计模式系列-面向对象葵花宝典-UML

设计模式系列-面向对象葵花宝典-UML

声明：本系列为面向对象葵花宝典一书学习总结内容，原作者博客链接

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10. UML

10.1.UML简介
UML，Unified Modeling Language，中文翻译为“统一建模语言”

10.2. UML 只是语言
最常见的误解是：掌握 UML，就掌握了设计；设计就是画 UML 图。
UML 是一种用在面向对象建模领域的语言，是一种“表达”和“交流”的方式。
只有设计出来后，再用 UML 进行表达 ，UML ！= 设计。

10.3. UML 应用
用 UML 的根本目的是为了表达你的设计思想。
对于普通人来说，UML 复杂和严格的规范，并不是需要我们每个人都精确的掌握。

10.4. 需求分析阶段

10.4.1. 用例图
用例图（Use Case Digram），是软件开发过程中第一个 UML 图。
用例图最大的作用是将复杂的用户需求通过图形清晰的表达出来。
站在客户角度观察到的， 直观的描述系统对外提供的功能。
用例图包含三个主要的元素：角色、系统、用例

角色：图中的小人即角色
系统：图中的边框即系统
用例：图中的椭圆即用例

如何识别角色？
笼统的讲：只要和系统有交互的外部实体都是角色，并非只是真实的人。

常见的角色
使用者：使用系统服务的人和系统      以微博为例：微博用户就是使用者
维护者：维护和管理系统的人和系统      以微博为例：运维人员、微博小秘书等都是维护者
监管者：监控和约束系统的人和系统      以微博为例：安全部门、政府人员、绿网
依赖者：依赖系统存在的人和系统      以微博为例：其它网站、基于微博 API 开发的 APP

用例图的关系
角色和用例的关系 无关系、关联关系 上图中“学生”和“查看分数”有关联关系

用例和用例的关系
继承，子用例是父用例的一个特殊实现。
在 UML 用例图中，泛化是通过带三角箭头的连接线表示的，箭头指向的一端是父用例，另一端是子用例。（后续如何记忆这些不同的标识会单独说明）

包含，就是某一个用例又包含更多的小用例。
在 UML 用例图中，包含是通过一个带箭头的虚线表示的，并且会有一个关键标识“<>”,箭头所指的用例是小用例，另一端是大用例。

扩展，指在原有用例功能上的一个扩展和延伸。
在 UML 图中，扩展的表示方式和包含类似，通过一个带箭头的虚线表示，并且有一个关键标识
“extend”，箭头所指的用例是基础用例，另一端是扩展用例。

依赖，指某个用例功能必须依赖另外一个用例才能完成。
这个关系不是 UML 标准的关系，但其实在实际应用中是很常见的，例如：发微博之前要登录。

10.5. 设计阶段

类图
类图主要包含两部分：类定义和类关系
类定义：用来表示某个类
类关系：用来表示类之间的关系。
类定义图包含三部分：类名称、属性区、方法区，正好与代码层面的类结构一一对应。
(+ public -private # protected)

public class Student {
public int number; //学号
public String name; //姓名
public int grade; //年级
private int age; //年龄
/**
* 学习
*/
public void study(){
}
/**
* 考试
*/
public void test(){
}
/**
* 玩耍
*/
public void play(){
}
/**
* 谈恋爱
*/
public void love(){
}
}

接口
接口的表现方法有点令人惊讶：只是一个圆圈而已，而且给了一个很可爱的名字：棒棒糖！

UML 更早的版本中，是通过一个 interface 的标记来表示的

类关系图
继承
在 UML 图中，是通过一个带空心三角形箭头的连接线来表示继承，三角形指向的一端是父类，另一端是子类。

实现
实现是“继承”的一种特殊实现，即：当一个类继承某个接口的时候，我们称为实现。
UML 中通过一个虚线带一个空心三角箭头来表示实现，和继承的差别仅在于一个是实线，一个是虚线。(旧版)

新版的棒棒糖表示

关联
关联，就是指两个类之间有联系(主被动结构)(主宾结构)
你和公司签订了劳动合同，那么合同类、公司类、员工类就有关联关系了
公司属于合同内容之一 员工属于合同内容之一

依赖
依赖是比关联更强的一种关系，一个类“依赖”了另外一个类，就意味着一旦被依赖的类发生改变，则依
赖类也必须跟着改变。(A调用B A依赖B)

Supplier 中文翻译为“供应商”，我觉得非常贴切的形容了依赖关系。既然是供应商，总得供应一些什么东
东吧。要么供应服务（对应方法调用），要么供应内容（对应数据），甚至供应 Supplier 本身。

组合 && 聚合
聚合和组合关系是一种“整体 - 部分”的关系。(ABC组成了D)
依赖关系可以形象的描述为“没有你，我寸步难行”，而聚合和组合则可以形象的描述为“没有你，我将不存在”。
那为何又分为聚合和组合两种呢？
聚合：是一种“has a”的关系，即：某个类包含另外一个类，但并不负责另外类的维护，且两个类的对
象生命周期是不一样的，“整体”销毁后，“部分”还能继续存在。
组合：是一种“owns a”的关系，即：某个类包含另外一个类，且还要负责另外类的维护，且两个类的对
象生命周期是一样的，“整体”销毁后，“部分”同样被销毁了。
在 UML 中，聚合是通过一个带空心菱形的连接线来表示的，菱形所在的一端是“整体”，另一端是“部分”。组合的表达方式和聚合基本一致，只是菱形由空心改为实心的。

动态图
类图、类关系图结合起来，已经向我们完整的描述了一个系统的静态结构。但一个系统要能够运行起来，
光有静态结构肯定是不行的。
UML 中使用动态图来描述一个系统的动态行为，包含“状态图”、“序列图”、“协作图”、“活动图”4 种。

状态图
状态图主要用于描述一个对象的生命周期内的状态变化。有了状态图，我们就能够详细的了解某个关键对
象的状态变化，以及触发这些变化的因素。
UML 的状态可以分为 3 类：初始态、终止态、中间态。
如下图：实心圆圈代表初始态，圆角方框代表中间态，实心圆环代表终止态，箭头表示状态转换。

活动图
活动图主要用于描述一个工作流程或者计算流程。其关注点是在完成某项工作的过程中，系统中的哪些对
象承担了什么样的任务、做了什么处理，以及这些对象之间的先后交互关系。

序列图
序列图主要用于描述对象按照时间顺序组织的消息交互过程，其关键特征是强调按照“时间顺序”来组织
对象的交互，所以序列图有时又称为“时序图”或者“顺序图”。
序列图具有非常明显的一个特征：时间线，或者叫做生命线。

协作图
协作图主要用于描述按照对象之间的关联来组织的消息交互过程，其关键特征是强调“对象关系”来组织
对象的交互。
序列图具有非常明显的一个特征：时间线，或者叫做生命线。

后续的设计模式分析内容会有单独的UML类图的识别练习以及记忆方法。