1、2-2靜態建模任何建模語言都以靜態建模機制為基礎任何建模語言都以靜態建模機制為基礎, ,標準建模語標準建模語言言UML也不例外。也不例外。類和對象的建模，是類和對象的建模，是UML建模的基礎。我們認為建模的基礎。我們認為, ,熟熟練掌握基本概念、區分不同抽象層次以及在實踐中靈活練掌握基本概念、區分不同抽象層次以及在實踐中靈活運用運用, ,是三條最值得注意的建模基本原則。是三條最值得注意的建模基本原則。5.4 靜態建模 UML中的對象類圖中的對象類圖(Class Diagram)與對象圖與對象圖(Object Diagram)表達了對象模型的靜態結構，能夠有效地建立專表達了對象模型的靜態結構，能

2、夠有效地建立專業領域的計算機系統對象模型。業領域的計算機系統對象模型。由系統中使用的類以及它們之間的關由系統中使用的類以及它們之間的關系組成，系組成，分為長式和短式。分為長式和短式。 類及類型名均用英文大寫字母開頭，屬性及操作名為小寫類及類型名均用英文大寫字母開頭，屬性及操作名為小寫字母開頭。常見類型有：字母開頭。常見類型有：Char,Boolean,Double,Float, Integer, Object,Short,String等。等。類圖是構建其它圖的基礎。類圖是構建其它圖的基礎。 對象是對象類的實例對象是對象類的實例(instance),用對象圖來描述。對象圖用對象圖來描述。對象圖亦

3、分長式和短式。亦分長式和短式。attribute 屬性用來描述類的特征，表示需要處理的數據。屬性用來描述類的特征，表示需要處理的數據。 屬性定義：屬性定義： 其中：可見性其中：可見性( (visibility)表示該屬性對類外的元素是否可訪問。表示該屬性對類外的元素是否可訪問。 分為：分為： public（+ +） 公有的，即模型中的任何類都可以訪問該屬性。公有的，即模型中的任何類都可以訪問該屬性。 private（- -） 私有的，表示不能被別的類訪問。私有的，表示不能被別的類訪問。 protected（# #） 受保護的，表示該屬性只能被該類及其子類訪受保護的，表示該屬性只能被該類及其子類

4、訪問。問。 如果如果可見性未申明，表示其可見性不確定。可見性未申明，表示其可見性不確定。 對數據的具體處理方法的描述則放在操作部分，操作說明了對數據的具體處理方法的描述則放在操作部分，操作說明了該類能做些什么工作。操作通常稱為函數，它是類的一個組成部該類能做些什么工作。操作通常稱為函數，它是類的一個組成部分，只能作用于該類的對象上。分，只能作用于該類的對象上。 操作定義：操作定義： visibility operating-name(parameter-list): return-type property- string 其中：可見性同上。其中：可見性同上。 參數表：參數名：類型，參數表：參

5、數名：類型， Parameter-name :type =default-value 返回類型：操作返回的結果類型。返回類型：操作返回的結果類型。類圖的描述二、類的識別二、類的識別 是面向對象方法的一個難點，但又是建模的關鍵。是面向對象方法的一個難點，但又是建模的關鍵。常用的方法有：常用的方法有： 1. 名詞識別法名詞識別法 2. 系統實體識別法系統實體識別法 3. 從用例中識別類從用例中識別類 4. 利用分解與抽象技術利用分解與抽象技術關鍵是要定義類的關鍵是要定義類的“屬性屬性”及及“操作操作”。識別問題域中的實體，實體的描述通常用名詞、識別問題域中的實體，實體的描述通常用名詞、名詞短語、名

6、詞性代詞的形式出現。名詞短語、名詞性代詞的形式出現。 用指定語言對系統進行描述；用指定語言對系統進行描述； 從系統描述中標識名詞、名詞短語、名詞性代詞；從系統描述中標識名詞、名詞短語、名詞性代詞；識別確定（取、舍）類。識別確定（取、舍）類。描述過程應與領域專描述過程應與領域專家共同合作完成，并家共同合作完成，并遵循問題域中的概念遵循問題域中的概念和命名。和命名。識別問題域中的實體，實體的描述通常用名詞、識別問題域中的實體，實體的描述通常用名詞、名詞短語、名詞性代詞的形式出現。名詞短語、名詞性代詞的形式出現。 用指定語言對系統進行描述；用指定語言對系統進行描述； 從系統描述中標識名詞、名詞短語、

7、名詞性代詞；從系統描述中標識名詞、名詞短語、名詞性代詞；識別確定（取、舍）類。識別確定（取、舍）類。為了發現對象和類，開發人員要在系統需求和系為了發現對象和類，開發人員要在系統需求和系統分析的文檔中查找名詞和名詞短語，包括：可感知統分析的文檔中查找名詞和名詞短語，包括：可感知的事物的事物、角色角色、事件、互相作用、人員、場所、組織、事件、互相作用、人員、場所、組織、設備和地點等。設備和地點等。識別問題域中的實體，實體的描述通常用名詞、識別問題域中的實體，實體的描述通常用名詞、名詞短語、名詞性代詞的形式出現。名詞短語、名詞性代詞的形式出現。 用指定語言對系統進行描述；用指定語言對系統進行描述；

8、從系統描述中標識名詞、名詞短語、名詞性代詞；從系統描述中標識名詞、名詞短語、名詞性代詞；識別確定（取、舍）類。識別確定（取、舍）類。根據下述原則進一步確定類：根據下述原則進一步確定類：去掉冗余類：如兩個類表述去掉冗余類：如兩個類表述同一信息，應保留最具有描述同一信息，應保留最具有描述能力的類。能力的類。 去掉不相干的類：刪除與去掉不相干的類：刪除與問題無關或關系不大的類。問題無關或關系不大的類。 刪除模糊的類或性質獨立刪除模糊的類或性質獨立性不強的類：有些初始類邊界性不強的類：有些初始類邊界定義不確切，或范圍太廣，應定義不確切，或范圍太廣，應該刪除。該刪除。 所描述的操作不適宜作為所描述的操作

9、不適宜作為對象類，并被其自身所操縱，對象類，并被其自身所操縱，所描述的只是實現過程中的暫所描述的只是實現過程中的暫時的對象，應刪去。時的對象，應刪去。不關心系統的運作流程及實體之間的通信狀態，不關心系統的運作流程及實體之間的通信狀態，而只考慮系統中的人員、組織、地點、表格、報告等而只考慮系統中的人員、組織、地點、表格、報告等實體，經過分析將他們識別為類（或對象）。實體，經過分析將他們識別為類（或對象）。 系統需要存儲、分析、處理的信息實體；系統需要存儲、分析、處理的信息實體； 系統內部需要處理的設備；系統內部需要處理的設備； 與系統交互的外部系統；與系統交互的外部系統； 系統相關人員；系統相關

10、人員； 系統的組織實體。系統的組織實體。例例1 有一個購物超市，顧客可在貨架上自由挑選商品，由收款有一個購物超市，顧客可在貨架上自由挑選商品，由收款機收款，收款機讀取商品上的條型碼標簽，并計算商品價格。機收款，收款機讀取商品上的條型碼標簽，并計算商品價格。收款機應保留所有交易的記錄，以備帳務復查及匯總使用。收款機應保留所有交易的記錄，以備帳務復查及匯總使用。通過分析問題的陳述，確定以下幾類實體：通過分析問題的陳述，確定以下幾類實體： 信息實體：交易記錄、商品、稅務信息、銷售記錄、貨存信息實體：交易記錄、商品、稅務信息、銷售記錄、貨存記錄。記錄。 設備：收款機、條型碼掃描器。設備：收款機、條型碼

11、掃描器。 交互系統：信用卡付款系統。交互系統：信用卡付款系統。 人員職責：收款員、顧客、會計、經理。人員職責：收款員、顧客、會計、經理。 系統的組織實體：本例不考慮。系統的組織實體：本例不考慮。以上列出的實體，都可以直接識別為類。以上列出的實體，都可以直接識別為類。將整體類和組合類分解。可控制將整體類和組合類分解。可控制單個類的規模。單個類的規模。根據一些類的相似性建立抽象類，根據一些類的相似性建立抽象類，并建立抽象類與這些類之間的繼承關系。并建立抽象類與這些類之間的繼承關系。抽象類實現了系統內部的重用，很好地控制了抽象類實現了系統內部的重用，很好地控制了復雜性，并為所有子類定義了一個公共的界

12、面，使復雜性，并為所有子類定義了一個公共的界面，使設計局部化，提高系統的可修改性和可維護性。設計局部化，提高系統的可修改性和可維護性。 UML中類的關系有關聯中類的關系有關聯(association) ,聚集聚集(aggregation) ,泛化泛化(generalization) , 依賴依賴(depending)和細化和細化 (refinement)。 關聯是類之間的連結關聯是類之間的連結,分為：分為：1. 常規關聯常規關聯2. 多元關聯多元關聯3. 有序關聯有序關聯4. 受限關聯受限關聯5. 或關聯或關聯6. 關聯類關聯類公司公司員工員工0.* 顧顧 傭傭 0.*工作于工作于管理管理 1

13、.*工人工人老板老板0.1用戶用戶工作站工作站 授權授權*授權授權優先級優先級特權特權開始一個時間片開始一個時間片保險公司保險公司保險合同保險合同人人公司公司*or7 7、其它關聯、其它關聯 遞歸關聯遞歸關聯(Recursive association)(Recursive association) 即一個類到自身的關聯。即一個類到自身的關聯。節點節點連接連接*人人治療治療病人病人醫生醫生 聚集是一種特殊的關聯，它指出類間的聚集是一種特殊的關聯，它指出類間的“整體整體-部分部分”關系。關系。 其其“部分部分”對象可以是任意對象可以是任意“整體整體”對象的一部分。當對象的一部分。當“整體整體”端

14、的重數不是端的重數不是1時，稱聚集是共享的。時，稱聚集是共享的。整體類整體類部分類部分類 其其“整體整體”(重數為重數為0、1)擁有它的擁有它的“部分部分” 。部分僅屬。部分僅屬于同一對象，整體與部分同時存在。于同一對象，整體與部分同時存在。整體類整體類部分類部分類窗口窗口工具框工具框顯示區顯示區標題標題窗口窗口標題標題工具框工具框顯示區顯示區項目項目人員人員 泛化指出類之間的泛化指出類之間的“一般與特殊關系一般與特殊關系”，即繼承關系。父，即繼承關系。父類與子類之間構成類與子類之間構成。一般類一般類特殊特殊人員人員教師教師學生學生 指沒有實例的類，定義一些抽象的操作，即不提供指沒有實例的類，

15、定義一些抽象的操作，即不提供實現方法的操作，只提供操作的特征。并附以實現方法的操作，只提供操作的特征。并附以abstract。在繼承樹中，若存在某種具有公共父類的多重繼在繼承樹中，若存在某種具有公共父類的多重繼承，稱為是交疊承，稱為是交疊(overlapping)的。否則是的。否則是的的(disjoint)。一般類特化出它所有的子類，稱為完全泛化，記一般類特化出它所有的子類，稱為完全泛化，記為為complete。即未特化出它所有的子類，稱為是即未特化出它所有的子類，稱為是incomplete.有關泛化的約束有關泛化的約束 complete人人女人女人男人男人性別性別交通工具交通工具drive(

16、)汽車汽車drive()輪船輪船drive()drive()啟動啟動輪子轉動輪子轉動drive()啟動啟動螺旋漿螺旋漿Person駕駛駕駛drive()是是抽象操作抽象操作propulsionpropulsionoverlapping交通工具交通工具汽車汽車船船水陸兩棲車水陸兩棲車圖圖 形形abstract顏顏 色色中心位置中心位置筆的粗細筆的粗細移移 動（）動（）旋旋 轉（）轉（） 顯顯 示（）示（）abstract2 維維abstract定位定位填充類型填充類型縮放縮放填充填充多邊形多邊形邊數邊數頂點數頂點數顯示顯示園園直徑直徑顯示顯示旋轉旋轉線線 端點端點 顯示顯示0 維維abstrac

17、t點點 顯示顯示樣條樣條 控制點控制點 顯示顯示弧弧半徑半徑起始角起始角弧度角弧度角顯示顯示1 維維abstract定位定位縮放縮放維數維數OrderLine Quantity:Integer isSatisfied1*1*1*Customer name address CreditRating()()Order dataReceived isPrepaid number:String dispatch()() close() () Personal CustomercreditCardCorporate Customer contactName creditRating creditLimi

18、t remind() billForMonth() EmployeeProduct0.1+LineItem銀行網絡系統 銀行網絡系統包括人工出納和分行共享的自動銀行網絡系統包括人工出納和分行共享的自動出納機；各分理處用自己的計算機處理業務（保存出納機；各分理處用自己的計算機處理業務（保存帳戶、處理事務等）；各分理處與出納站通過網絡帳戶、處理事務等）；各分理處與出納站通過網絡通信；出納站錄入帳戶和事務數據；自動出納機與通信；出納站錄入帳戶和事務數據；自動出納機與分行計算機通信；自動出納機與用戶接口，接受現分行計算機通信；自動出納機與用戶接口，接受現金卡；發放現金；打印收據；分行計算機與撥款分金卡

19、；發放現金；打印收據；分行計算機與撥款分理處結帳。理處結帳。要求系統正確處理同一帳戶的并發訪問；網絡要求系統正確處理同一帳戶的并發訪問；網絡費用平均攤派給各分理處。費用平均攤派給各分理處。ATM(Auto Trade Machine)銀行網絡系統包括人工出納和分行銀行網絡系統包括人工出納和分行與分理處共享的自動出納機。與分理處共享的自動出納機。自動出納機自動出納機自動出納機自動出納機自動出納機自動出納機出納站出納站分理處分理處計算機計算機分理處分理處計算機計算機出納站出納站帳戶帳戶帳戶帳戶用戶用戶分行計算機分行計算機自動出納機自動出納機一、確定類一、確定類采用名詞識別法：檢查問題陳述中的所有名

20、詞，得到初始類：采用名詞識別法：檢查問題陳述中的所有名詞，得到初始類：軟件銀行網絡出納員分行系統自動出納機軟件銀行網絡出納員分行系統自動出納機帳戶帳戶數據出納站分理處訪問分理處計算機帳戶帳戶數據出納站分理處訪問分理處計算機事務事務數據現金卡用戶顧客分行計算機事務事務數據現金卡用戶顧客分行計算機 現金現金 收據收據 費用安全措施記錄保管費用安全措施記錄保管根據下述原則進一步確定類：根據下述原則進一步確定類：去掉冗余類：如兩個類表述同一信息，應保留最具去掉冗余類：如兩個類表述同一信息，應保留最具有描述能力的類，如有描述能力的類，如“用戶用戶”與與“顧客顧客”是重復的描述，是重復的描述，由于由于“顧

21、客顧客”更具有描述性，故保留它，刪除更具有描述性，故保留它，刪除“用戶用戶”。 去掉不相干的類：刪除與問題無關或關系不大的類，如去掉不相干的類：刪除與問題無關或關系不大的類，如“費用費用”。(一一) 確定類確定類采用名詞識別法：檢查問題陳述中的所有名詞，得到初始類：采用名詞識別法：檢查問題陳述中的所有名詞，得到初始類：軟件銀行網絡出納員分行系統自動出納機軟件銀行網絡出納員分行系統自動出納機帳戶帳戶數據出納站分理處訪問分理處計算機帳戶帳戶數據出納站分理處訪問分理處計算機事務事務數據現金卡用戶顧客分行計算機事務事務數據現金卡用戶顧客分行計算機現金現金 收據費用安全措施記錄保管收據費用安全措施記錄保

22、管 刪除模糊的類：有些初始類邊界定義不確切，或刪除模糊的類：有些初始類邊界定義不確切，或范圍太廣，應該刪除。如范圍太廣，應該刪除。如“系統系統”、“安全措施安全措施”、“記錄保管記錄保管”、“銀行網絡銀行網絡”。 刪除那些性質獨立性不強的，而應該是類刪除那些性質獨立性不強的，而應該是類“屬性屬性”的候選類：如的候選類：如“帳戶數據帳戶數據”、“收據收據”、“現金現金”、“事務數據事務數據”。采用名詞識別法：檢查問題陳述中的所有名詞，得到初始類：采用名詞識別法：檢查問題陳述中的所有名詞，得到初始類：軟件銀行網絡出納員分行系統自動出納機軟件銀行網絡出納員分行系統自動出納機帳戶帳戶數據出納站分理處訪

23、問分理處計算機帳戶帳戶數據出納站分理處訪問分理處計算機事務事務數據現金卡用戶顧客分行計算機事務事務數據現金卡用戶顧客分行計算機現金現金 收據費用安全措施記錄保管收據費用安全措施記錄保管 所描述的操作不適宜作為對象類，并被其自身所所描述的操作不適宜作為對象類，并被其自身所操縱，所描述的只是實現過程中的暫時的對象，應操縱，所描述的只是實現過程中的暫時的對象，應刪去。如刪去。如“軟件軟件”，“訪問訪問”。 分行計算機分行出納站出納員分理處分行計算機分行出納站出納員分理處 計算機計算機自動出納機帳戶現金卡事務顧客自動出納機帳戶現金卡事務顧客采用名詞識別法：檢查問題陳述中的所有名詞，得到初始類：采用名詞

24、識別法：檢查問題陳述中的所有名詞，得到初始類：軟件銀行網絡出納員分行系統自動出納機軟件銀行網絡出納員分行系統自動出納機帳戶帳戶數據出納站分理處訪問分理處計算機帳戶帳戶數據出納站分理處訪問分理處計算機事務事務數據現金卡用戶顧客分行計算機事務事務數據現金卡用戶顧客分行計算機現金現金 收據費用安全措施記錄保管收據費用安全措施記錄保管（二）為每個建模實體準備數據詞典二）為每個建模實體準備數據詞典 描述模板描述模板 對類進行精確描述，如系統中類的范圍、對類進行精確描述，如系統中類的范圍、成員、方法的限制等。成員、方法的限制等。（三）確定關聯（三）確定關聯 關聯通常用描述性動詞和動詞詞組表示。關聯通常用描

25、述性動詞和動詞詞組表示。1. 從問題陳述中抽出所有可能的關聯表述。從問題陳述中抽出所有可能的關聯表述。 2. 問題陳述中是不明顯的，或是隱含的。問題陳述中是不明顯的，或是隱含的。 3. 還有一些關聯與客觀世界或應用領域有關，必須還有一些關聯與客觀世界或應用領域有關，必須同用戶一起確定這種關聯。同用戶一起確定這種關聯。 關聯通常由以下方面確定：關聯通常由以下方面確定：、銀行網絡系統問題陳述中抽取可能的關聯、銀行網絡系統問題陳述中抽取可能的關聯（動詞詞組）（動詞詞組）、隱含的動詞詞組、隱含的動詞詞組、基于問題域的知識、基于問題域的知識、去掉不必要和不正確的關聯、去掉不必要和不正確的關聯（三）確定關

26、聯（三）確定關聯. .銀行網絡系統問題陳述中的關聯銀行網絡系統問題陳述中的關聯 銀行網絡包括出納站和自動出納機。銀行網絡包括出納站和自動出納機。分行共享自動出納機分行共享自動出納機分理處提供分理處計算機分理處提供分理處計算機分理處計算機保存帳戶分理處計算機保存帳戶分理處計算機處理帳戶支付事務分理處計算機處理帳戶支付事務分理處擁有出納站分理處擁有出納站出納站與分行計算機通信出納站與分行計算機通信出納員為帳戶錄入事務出納員為帳戶錄入事務自動出納機接受現金卡自動出納機接受現金卡自動出納機與用戶接口自動出納機與用戶接口自動出納機發放現金自動出納機發放現金自動出納機打印收據自動出納機打印收據系統處理并發

27、訪問系統處理并發訪問分理處提供軟件分理處提供軟件費用分攤給分理處費用分攤給分理處. 隱含的動詞詞組隱含的動詞詞組分行由分理處組成分行由分理處組成分理處擁有帳戶分理處擁有帳戶分行擁有分行計算機分行擁有分行計算機系統提供記錄保管系統提供記錄保管系統提供安全系統提供安全顧客有現金卡顧客有現金卡. .基于問題域的知識基于問題域的知識 分理處雇傭的出納員分理處雇傭的出納員 現金卡訪問帳戶現金卡訪問帳戶 請對系統需求進行分析！請對系統需求進行分析！經過初步的需求分析，得到系統功能要求：經過初步的需求分析，得到系統功能要求：1. 1. 監視病員的病癥（血壓、體溫、脈搏等）監視病員的病癥（血壓、體溫、脈搏等）

28、2. 2. 定時更新病歷定時更新病歷3. 3. 病員出現異常情況時報警。病員出現異常情況時報警。4. 4. 隨機地產生某一病員的病情報告。隨機地產生某一病員的病情報告。 例例2 2 醫院病房監護系統醫院病房監護系統產生產生病情報告病情報告監視病情監視病情更新病歷更新病歷為了對危重病人進行為了對危重病人進行隨時了解病人病情，及隨時了解病人病情，及時進行處理，建立病房監護系統。時進行處理，建立病房監護系統。病癥監視器安置在每個病床，通過網絡將病人的組合病病癥監視器安置在每個病床，通過網絡將病人的組合病癥信號實時傳送到中央監護系統進行分析處理。癥信號實時傳送到中央監護系統進行分析處理。在中心值班室里

29、，值班護士使用中央監護系統對病員的在中心值班室里，值班護士使用中央監護系統對病員的情況進行監控，監護系統實時地將病人的病癥信號與標準的情況進行監控，監護系統實時地將病人的病癥信號與標準的病診信號進行比較分析，當病癥出現異常時，系統會立即自病診信號進行比較分析，當病癥出現異常時，系統會立即自動報警，并打印病情報告和更新病歷。動報警，并打印病情報告和更新病歷。系統根據醫生的要求隨時打印病人的病情報告，系統定系統根據醫生的要求隨時打印病人的病情報告，系統定期自動更新病歷。期自動更新病歷。監視器監視器 網絡網絡 值班護士值班護士 醫生醫生 病人病人 病癥監視病癥監視 中央監護系統中央監護系統 報警信號

30、報警信號 標準病癥信號庫標準病癥信號庫 病歷庫病歷庫 病人病癥信號病人病癥信號 病情報告病情報告 標準病癥信號標準病癥信號 病歷病歷中心值班室中心值班室 處理處理 組合病癥信號組合病癥信號分析確定類：分析確定類：去掉冗余類：保留最具有描述能力的類。去掉冗余類：保留最具有描述能力的類。 去掉不相干的類：刪除與問題無關或關系不大的類。去掉不相干的類：刪除與問題無關或關系不大的類。 刪除模糊的類或性質獨立性不強的類：有些初始類邊界定刪除模糊的類或性質獨立性不強的類：有些初始類邊界定義不確切，或范圍太廣，應該刪除。義不確切，或范圍太廣，應該刪除。 所描述的操作不適宜作為對象類，并被其自身所操縱，所所描

31、述的操作不適宜作為對象類，并被其自身所操縱，所描述的只是實現過程中的暫時的對象，應刪去。描述的只是實現過程中的暫時的對象，應刪去。根據名詞識別法和實體識別法根據名詞識別法和實體識別法,確定了以下初始類確定了以下初始類: 通過名詞識別法和系統實體識別法等方法可以確定系統的通過名詞識別法和系統實體識別法等方法可以確定系統的十二個類：十二個類： 醫生醫生 用戶名用戶名密碼密碼 查看病情報告（）查看病情報告（）要求打印病情報告（）要求打印病情報告（）查看病歷（）查看病歷（）要求打印病歷（）要求打印病歷（） 病人病人 姓名姓名性別性別年齡年齡病癥病癥 提供病癥信號（）提供病癥信號（） 用戶名用戶名密碼密

32、碼 查看病情報告（）查看病情報告（）打印病情報告（）打印病情報告（） 值班護士值班護士 病癥監視病癥監視采集頻率采集頻率病癥信號病癥信號 格式化信號數據（）格式化信號數據（）采集信號（）采集信號（）信號組合（）信號組合（）類的識別值班護士值班護士 醫生醫生 病人病人 病癥監視病癥監視 中央監護系統中央監護系統 報警信號報警信號 標準病癥信號庫標準病癥信號庫 病歷庫病歷庫 病人病癥信號病人病癥信號 病情報告病情報告 病歷病歷 標準病癥信號標準病癥信號病人病癥信號病人病癥信號 脈搏脈搏血壓血壓體溫體溫生成病癥信號（）生成病癥信號（） 病歷病歷格式格式病人基本情況病人基本情況打印時間打印時間生成病歷（）生成病歷（）查看病歷（）查看病歷（）打印病歷（）打印病歷（）