[摘]深入浅出UML类图(一)

极客导航  2018-05-22 12:56  阅读 96 次 评论 0 条


本文作者:刘伟  http://blog.csdn.net/lovelion

在UML 2.0的13种图形中,类图是使用频率最高的UML图之一。Martin Fowler在其著作《UML Distilled: A Brief Guide to the Standard Object Modeling Language, Third Edition》(《UML精粹:标准对象建模语言简明指南(第3版)》)中有这么一段:“If someone were to come up to you in a dark alley and say, 'Psst, wanna see a UML diagram?' that diagram would probably be a class diagram. The majority of UML diagrams I see are class diagrams.”(“如果有人在黑暗的小巷中向你走来并对你说:‘嘿,想不想看一张UML图?’那么这张图很有可能就是一张类图,我所见过的大部分的UML图都是类图”),由此可见类图的重要性。

类图用于描述系统中所包含的类以及它们之间的相互关系,帮助人们简化对系统的理解,它是系统分析和设计阶段的重要产物,也是系统编码和测试的重要模型依据。

      1. 类

类(Class)封装了数据和行为,是面向对象的重要组成部分,它是具有相同属性、操作、关系的对象集合的总称。在系统中,每个类都具有一定的职责,职责指的是类要完成什么样的功能,要承担什么样的义务。一个类可以有多种职责,设计得好的类一般只有一种职责。在定义类的时候,将类的职责分解成为类的属性和操作(即方法)。类的属性即类的数据职责,类的操作即类的行为职责。设计类是面向对象设计中最重要的组成部分,也是最复杂和最耗时的部分。

在软件系统运行时,类将被实例化成对象(Object),对象对应于某个具体的事物,是类的实例(Instance)。

类图(Class Diagram)使用出现在系统中的不同类来描述系统的静态结构,它用来描述不同的类以及它们之间的关系。

在系统分析与设计阶段,类通常可以分为三种,分别是实体类(Entity Class)、控制类(Control Class)和边界类(Boundary Class),下面对这三种类加以简要说明:

(1) 实体类:实体类对应系统需求中的每个实体,它们通常需要保存在永久存储体中,一般使用数据库表或文件来记录,实体类既包括存储和传递数据的类,还包括操作数据的类。实体类来源于需求说明中的名词,如学生、商品等。

(2) 控制类:控制类用于体现应用程序的执行逻辑,提供相应的业务操作,将控制类抽象出来可以降低界面和数据库之间的耦合度。控制类一般是由动宾结构的短语(动词+名词)转化来的名词,如增加商品对应有一个商品增加类,注册对应有一个用户注册类等。

(3) 边界类:边界类用于对外部用户与系统之间的交互对象进行抽象,主要包括界面类,如对话框、窗口、菜单等。

在面向对象分析和设计的初级阶段,通常首先识别出实体类,绘制初始类图,此时的类图也可称为领域模型,包括实体类及其它们之间的相互关系。

      2. 类的UML图示

在UML中,类使用包含类名、属性和操作且带有分隔线的长方形来表示,如定义一个Employee类,它包含属性name、age和email,以及操作modifyInfo(),在UML类图中该类如图1所示:

图1 类的UML图示

      图1对应的Java代码片段如下:

public class Employee {  
    private String name;  
    private int age;  
    private String email;  
      
    public void modifyInfo() {  
        ......  
    }  
}  

在UML类图中,类一般由三部分组成:

(1) 第一部分是类名:每个类都必须有一个名字,类名是一个字符串。

(2) 第二部分是类的属性(Attributes):属性是指类的性质,即类的成员变量。一个类可以有任意多个属性,也可以没有属性。

UML规定属性的表示方式为:

可见性  名称:类型 [ = 缺省值 ]

其中:

  • “可见性”表示该属性对于类外的元素而言是否可见,包括公有(public)、私有(private)和受保护(protected)三种,在类图中分别用符号+、-和#表示。
  • “名称”表示属性名,用一个字符串表示。
  • “类型”表示属性的数据类型,可以是基本数据类型,也可以是用户自定义类型。
  • “缺省值”是一个可选项,即属性的初始值。

(3) 第三部分是类的操作(Operations):操作是类的任意一个实例对象都可以使用的行为,是类的成员方法。

UML规定操作的表示方式为:

可见性  名称(参数列表) [ : 返回类型]

其中:

  • “可见性”的定义与属性的可见性定义相同。
  • “名称”即方法名,用一个字符串表示。
  • “参数列表”表示方法的参数,其语法与属性的定义相似,参数个数是任意的,多个参数之间用逗号“,”隔开。
  • “返回类型”是一个可选项,表示方法的返回值类型,依赖于具体的编程语言,可以是基本数据类型,也可以是用户自定义类型,还可以是空类型(void),如果是构造方法,则无返回类型。

在类图2中,操作method1的可见性为public(+),带入了一个Object类型的参数par,返回值为空(void);操作method2的可见性为protected(#),无参数,返回值为String类型;操作method3的可见性为private(-),包含两个参数,其中一个参数为int类型,另一个为int[]类型,返回值为int类型。

图2 类图操作说明示意图

      由于在Java语言中允许出现内部类,因此可能会出现包含四个部分的类图,如图3所示:

图3 包含内部类的类图

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