软件建模与UML第八章对象约束语言研讨.ppt

第八章 对象约束语言 第一节 OCL概述 第二节 OCL语法 第三节 标准OCL类型 第四节 OCL表达式 第五节 OCL在UML建模中的应用 第一节 OCL概述 UML的图形如类图、用例图等，通常不可能详细地表达系统的各个细节，为了表达这些细节问题，需要为建模对象添加一些约束。这些约束可以使用自然语言来表达，但是自然语言的二义性增加了约束表达的复杂性和不可确定性。 为解决约束表达的问题，OCL应运而生了。 第一节 OCL概述 对象约束语言（Object Constrain Language，简称OCL）是UML的子标准，是一种能用于构造软件模型的建模语言。 第一节 OCL概述 OCL的特性： OCL是一种精确的、无二义性的形式化语言，易于掌握和使用。 OCL既具有良好的数学背景，又没有使用晦涩的数学符号。OCL的基础是集合论和三值Kleene逻辑，并且它有一个形式化的数学语义，因此它可以明确地、无歧异地表示模型元素。 第一节 OCL概述 OCL是强类型的语言，任何表达式的值都属于一个类型。这个类型可以是预定义的标准类型(如String或Integer型)，也可以是UML图中的元素(如具体的对象)，还可以是这些元素构成的集合(如对象的Set，Bag和sequence types等)。作为类型语言，OCL表达式的校验是在建模期间而不是执行期间进行的，因此，模型中的错误能在早期就被发现并修改。 第一节 OCL概述 OCL是声明式的语言，其表达式的计算将返回一个值，不会改变系统的状态，没有副作用，从而使得UML中的表达式被提升到了纯建模的领域。而不必考虑实现时的细节和具体语言。 OCL是一种制定约束和查询的文本语言，除了可用于编写导航表达式、布尔表达式和其他查询语句外，还可用于构建约束、监护条件、动作、前置和后置条件、断言和其他UML表达式。 第一节 OCL概述 OCL是一种规范说明性语言，所有与实现有关的问题都不能用OCL来表达。 OCL不是一种程序设计语言，不能用OCL编写程序逻辑和控制流程。 第一节 OCL概述 OCL具体语言可以用于许多不同的目的： 作为一种查询语言。 在类模型中，指定与类和类型有关的不变式。 为原型和属性指定一种类型不变式。 为属性指定派生规则。 描述关于操作和方法的前置条件和后置条件。 描述迁移。 为消息和动作指定一个目标和一个目标集合。 第一节 OCL概述 在UML模型中指定任意表达式，如与行为（Behavior）、参数（Parameters）、变更触发器（ChangeTriggers）和时间触发器（TimeTriggers）、及生命线（LifeLines）相关联的那些表达式。 第二节 OCL语法 OCL2.0在两个层次上定义对象约束语言，一个是抽象语法(或元模型)，另一个是具体语法。后者真正用于在UML模型中指定约束和进行查询。 元模型定义OCL概念和应用该概念的规则（或抽象语法），这与UML元模型对图的概念和用于UML图的规则进行定义的方式相同。具体语法实现抽象语法。 第二节 OCL语法 1）抽象语法 抽象语法指的是OCL语言定义的概念层。在UML中，抽象语法表示为解释“类是什么”或“操作是什么”等的元模型（M2层），而不是创建一个具体的类或操作，UML M2层一般将类描述为“具有相同的特征、约束和语义说明的一组对象”，并将类解释为可以与任何数目的特性（或属性）、操作、关系甚至嵌套类相关联。 第二节 OCL语法 2）具体语法 与面向规则的抽象语法相反，具体语法应用抽象语法的规则来创建可以在运行时段计算的表达式。OCL表达式与类元相关联，应用于该类元自身或某个属性、操作或参数。不论哪种情况，约束都是根据其位移（replacement）、上下文类元（contextual classifier）和OCL表达式的自身实例（self instances）来定义的。 第二节 OCL语法 “位移”是UML模型中使用的OCL表达式所处的位置，即作为依附某个类元的不变式、依附于某个操作的前置条件或依附于某个参数的默认值。 “上下文类元”定义在其中计算表达式的名字空间。例如，前置条件的“上下文类元”是在其中定义该前置条件的操作所归属的那个类。也就是说，该类中的所有模型元素(如属性、关联和操作)都可以在OCL表达式中被引用。 第二节 OCL语法 “自身实例”是对计算该表达式的对象的引用。它总是“上下文类元”的一个实例。 也就是说，OCL表达式对该“上下文类元”的每个实例计算结果可能不同。因此，OCL可以用于计算测试数据。 第三节 标准OCL类型 OCL是一种强类型语言，每一表达式的值都属于某一类型。图8-1显示了OCL中预定义的