UML 类图详解.docVIP

UML类图在UML的静态机制中类图是一个重点，它不但是设计人员关心的核心，更是实现人员关注的核心。建模工具也主要根据类图来产生代码。类图在UML的9个图中占据了一个相当重要的地位。James Rumbaugh对类的定义是：类是具有相似结构、行为和关系的一组对象的描述符。类是面向对象系统中最重要的构造块。类图显示了一组类、接口、协作以及他们之间的关系。在UML中问题域最终要被逐步转化，通过类来建模，通过编程语言构建这些类从而实现系统。类加上他们之间的关系就构成了类图，类图中还可以包含接口、包等元素，也可以包括对象、链等实例。接口在类图中通过版型来表示interface，下面的介绍将主要介绍类，接口和类类似。A. 类的UML表示类的命名尽量应用领域中的术语，应明确、无岐义，以利于相互交流和理解。类的属性、操作中的可见性使用＋、#、－分别表示public、protected、private。B.类之间的关系类之间的关系是类图中比较复杂的内容。有关联、聚合、组合、范化、依赖。关联：是模型元素之间的一种语义联系，是类之间的一种很弱的联系。关联可以有方向，可以是单向关联，也可以是双向关联。可以给关联加上关联名来描述关联的作用。关联两端的类也可以以某种角色参与关联，角色可以具有多重性，表示可以有多少个对象参与关联。可以通过关联类进一步描述关联的属性、操作以及其他信息。关联类通过一条虚线与关联连接。对于关联可以加上一些约束，以加强关联的含义。如下图所示：聚合是一种特殊的关联，聚合表示整体与部分的关系。通常在定义一个整体类后，再去分析这个整体类的组成结构。从而找出一些组成类，该整体类和组成类之间就形成了聚合关系。例如舰队是由一系列的舰船组成。需求描述中“包含”、“组成”、“分为….部分”等词常意味着聚合关系。组合也是一种特殊的关联，也表示类之间整体和部分的关系，但是组合关系中部分和整体具有统一的生存期。一旦整体对象不存在，部分对象也将不存在。部分对象与整体对象之间具有共生死的关系。聚合和组合的区别：聚合关系是“has－a”关系，组合关系是“contains－a”关系；聚合关系表示整体与部分的关系比较弱，而组合比较强；聚合关系中代表部分事物的对象与代表聚合事物的对象的生存期无关，一旦删除了聚合对象不一定就删除了代表部分事物的对象。组合中一旦删除了组合对象，同时也就删除了代表部分事物的对象。泛化定义了一般元素和特殊元素之间的分类关系，类之间的这种泛化关系也就是继承关系。泛化关系是“a－kind－of”关系，定义一般元素和特殊元素之间的分类关系。下图是一个泛化关系的例子。有两个元素如果修改X的定义可能会导致对Y的定义，则认为Y依赖X。依赖关系可能由各种原因引起，如一个类向另一个类发送消息，或者一个类是另一个类的数据成员类型，或者一个类是另一个类的操作的参数类型等。有时依赖关系和关联关系比较难区分。如果类A和类B有关联关系，它们之间必然有依赖关系。如果两个类之间有关联关系时不用再表示出这两个类之间的依赖关系。C.建立类图在软件开发不同阶段使用的类图具有不同的抽象层次，即概念层、说明层、和实现层。使用UML进行应用建模也应该是一个迭代的过程，所以我们应该建立一个类图的层次的概念。概念层类图描述应用领域中的概念，这些概念与实现它们的类有联系。通常没有直接的映射关系。画概念层类图时很少考虑或不考虑实现问题，因此概念层类图应独立于具体的编程语言。下面是一个概念层类的表示。说明层类图。此时我们考察的是类的接口部分，而不是实现部分。这个接口可能因为实现环境、运行特性等有多种不同的实现。下面是一个说明层类的表示。实现层类图才真正考虑类的实现问题，提供实现的细节。此时的类的概念才应该是真正的严格意义上的类。它揭示了软件实体的构成情况。实现层的类是最常用的，在很多的时候说明层的类更有助于人们对软件的理解。UML的最终目标是识别出所有必须的类，并分析这些类之间的关系，类的识别贯穿于整个建模过程，分析阶段主要识别问题域相关的类，在设计阶段需要加入一些反映设计思想、方法的类以及实现问题域所需要的类，在编码实现阶段，因为语言的特点，可能需要加入一些其他的类。建立类图的步骤：（1）研究分析问题领域确定系统需求。（2）确定类，明确类的含义和职责、确定属性和操作。（3）确定类之间的关系。类的识别是一个需要大量技巧的工作，寻找类的一些技巧包括：名词识别法；根据用例描述确定类；使用CRC分析法；根据边界类、控制类、实体类的划分来帮助分析系统中的类；参考设计模式确定类；对领域进行分析或利用已有领域分析结果得到类；利用RUP中如何在分析和设计中寻找类的步骤。1