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分类: C/C++

2015-08-14 14:55:20

看懂UML类图和时序图

这里不会将UML的各种元素都提到,我只想讲讲类图中各个类之间的关系; 能看懂类图中各个类之间的线条、箭头代表什么意思后,也就足够应对 日常的工作和交流; 同时,我们应该能将类图所表达的含义和最终的代码对应起来; 有了这些知识,看后面章节的设计模式结构图就没有什么问题了;

本章所有图形使用Enterprise Architect 9.2来画,所有示例详见根目录下的design_patterns.EAP

从一个示例开始

请看以下这个类图,类之间的关系是我们需要关注的:

uml_class_struct

  • 车的类图结构为<<abstract>>,表示车是一个抽象类;
  • 它有两个继承类:小汽车和自行车;它们之间的关系为实现关系,使用带空心箭头的虚线表示;
  • 小汽车为与SUV之间也是继承关系,它们之间的关系为泛化关系,使用带空心箭头的实线表示;
  • 小汽车与发动机之间是组合关系,使用带实心箭头的实线表示;
  • 学生与班级之间是聚合关系,使用带空心箭头的实线表示;
  • 学生与身份证之间为关联关系,使用一根实线表示;
  • 学生上学需要用到自行车,与自行车是一种依赖关系,使用带箭头的虚线表示;

下面详细介绍这六种关系;


类之间的关系

泛化关系(generalization)

类的继承结构表现在UML中为:泛化(generalize)与实现(realize):

继承关系为 is-a的关系;两个对象之间如果可以用 is-a 来表示,就是继承关系:(..是..)

eg:自行车是车、猫是动物

泛化关系用一条带空心箭头的直接表示;如下图表示(A继承自B);

uml_generalization

eg:汽车在现实中有实现,可用汽车定义具体的对象;汽车与SUV之间为泛化关系;

uml_generalize

注:最终代码中,泛化关系表现为继承非抽象类;

实现关系(realize)

实现关系用一条带空心箭头的虚线表示;

eg:”车”为一个抽象概念,在现实中并无法直接用来定义对象;只有指明具体的子类(汽车还是自行车),才 可以用来定义对象(”车”这个类在C++中用抽象类表示,在JAVA中有接口这个概念,更容易理解)

uml_realize

注:最终代码中,实现关系表现为继承抽象类;

聚合关系(aggregation)

聚合关系用一条带空心菱形箭头的直线表示,如下图表示A聚合到B上,或者说B由A组成;

uml_aggregation

聚合关系用于表示实体对象之间的关系,表示整体由部分构成的语义;例如一个部门由多个员工组成;

与组合关系不同的是,整体和部分不是强依赖的,即使整体不存在了,部分仍然存在;例如, 部门撤销了,人员不会消失,他们依然存在;

组合关系(composition)

组合关系用一条带实心菱形箭头直线表示,如下图表示A组成B,或者B由A组成;

uml_composition

与聚合关系一样,组合关系同样表示整体由部分构成的语义;比如公司由多个部门组成;

但组合关系是一种强依赖的特殊聚合关系,如果整体不存在了,则部分也不存在了;例如, 公司不存在了,部门也将不存在了;

关联关系(association)

关联关系是用一条直线表示的;它描述不同类的对象之间的结构关系;它是一种静态关系, 通常与运行状态无关,一般由常识等因素决定的;它一般用来定义对象之间静态的、天然的结构; 所以,关联关系是一种“强关联”的关系;

比如,乘车人和车票之间就是一种关联关系;学生和学校就是一种关联关系;

关联关系默认不强调方向,表示对象间相互知道;如果特别强调方向,如下图,表示A知道B,但 B不知道A;

uml_association

注:在最终代码中,关联对象通常是以成员变量的形式实现的;

依赖关系(dependency)

依赖关系是用一套带箭头的虚线表示的;如下图表示A依赖于B;他描述一个对象在运行期间会用到另一个对象的关系;

uml_dependency

与关联关系不同的是,它是一种临时性的关系,通常在运行期间产生,并且随着运行时的变化; 依赖关系也可能发生变化;

显然,依赖也有方向,双向依赖是一种非常糟糕的结构,我们总是应该保持单向依赖,杜绝双向依赖的产生;

注:在最终代码中,依赖关系体现为类构造方法及类方法的传入参数,箭头的指向为调用关系;依赖关系处理临时知道对方外,还是“使用”对方的方法和属性;

时序图

为了展示对象之间的交互细节,后续章节对设计模式中每个模式的介绍,都会用到时序图;

时序图(Sequence Diagram)是显示对象之间交互的图,这些对象是按时间顺序排列的。时序图中显示的是参与交互的对象及其对象之间消息交互的顺序。

时序图包括的建模元素主要有:对象(Actor)、生命线(Lifeline)、控制焦点(Focus of control)、消息(Message)等等。

关于时序图,以下这篇文章将概念介绍的比较详细,更多实例应用,参加后续章节中的模式中的时序图;

http://smartlife.blog.51cto.com/1146871/284874

附录:《图说设计模式》

本文为开源书籍《图说设计模式》的第一篇,目前这本书基本完成;

这本书使用图形和代码结合的方式来解析设计模式;
每个模式都有相应的对象结构图,同时为了展示对象间的交互细节, 我会用到时序图来介绍其如何运行;(在状态模式中, 还会用到状态图,这种图的使用对于理解状态的转换非常直观)

详情请见:https://github.com/me115/design_patterns

(github中包含书中所有源代码及各个模式的类图)
文章出自:
http://www.cnblogs.com/me115/p/4092632.html


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