1、UML與面向對象分析8-9-10(教案稿)第第9章：面向對象方法學引論章：面向對象方法學引論n9.1 面向對象方法學概述面向對象方法學概述n9.1.1 面向對象方法學的要點面向對象方法學的要點n 面向對象方法學的基本原則：盡可能模擬人面向對象方法學的基本原則：盡可能模擬人類習慣的思維方式，使開發軟件的方法與過程盡可類習慣的思維方式，使開發軟件的方法與過程盡可能接近人類認識世界解決問題的方法與過程。能接近人類認識世界解決問題的方法與過程。客觀世界中的實體客觀世界中的實體問題域中的對象；問題域中的對象；計算機中的實體計算機中的實體解空間對象；解空間對象；n解空間對象取決于程序設計語言：解空間對象取

2、決于程序設計語言：n 匯編語言的對象：存儲單元；匯編語言的對象：存儲單元；n 面向過程的高級語言的對象：變量、數組、記面向過程的高級語言的對象：變量、數組、記錄、文件等；錄、文件等；n 面向對象的高級語言的對象：除上述元素外，面向對象的高級語言的對象：除上述元素外，還包括窗體、菜單、按鈕、等等。還包括窗體、菜單、按鈕、等等。n 與傳統方法不同，面向對象方法以數與傳統方法不同，面向對象方法以數據為主線，將數據和操作方法封裝在對象據為主線，將數據和操作方法封裝在對象中，通過消息請求對象主動執行它的內部中，通過消息請求對象主動執行它的內部操作，改變其內部私有數據。操作，改變其內部私有數據。n面向對象

3、方法具有四個要點：面向對象方法具有四個要點：n A認為客觀世界是由對象組成；認為客觀世界是由對象組成；n B把所有對象都劃分成各種對象類（把所有對象都劃分成各種對象類（Class）；）；n C把若干對象類組成一個層次結構的系統把若干對象類組成一個層次結構的系統（類等級）；（類等級）；n D對象彼此間僅通過傳遞消息互相聯系。對象彼此間僅通過傳遞消息互相聯系。n OO = Objects + Class + Inheritance + Communication with message n9.1.2 面向對象方法的優點面向對象方法的優點n 1與人們習慣的思維方法一致；與人們習慣的思維方法一致；n

4、 2穩定性好；穩定性好；n 3可重用性好；可重用性好；n 4較易開發大型軟件產品；較易開發大型軟件產品；n 5. 可維護性好。可維護性好。9.2 面向對象的概念面向對象的概念n9.2.1 對象對象 1、對象的形象表示、對象的形象表示 n狀態狀態Sn操作操作1n操作操作2n操作操作3n界面界面n操作操作1、2、3的實現的實現n圖圖9.2 對象的形象表示對象的形象表示n1）定義）定義1：對象是具有相同狀態的一組操作：對象是具有相同狀態的一組操作的集合。的集合。n2）定義）定義2：對象是對屬性值和操作的封裝。：對象是對屬性值和操作的封裝。n3）定義）定義3:對象：對象：= 其其中，中，ID是對象的名

5、字；是對象的名字；MS是對象中的操作是對象中的操作集合；集合；DS是對象的數據集合；是對象的數據集合；MI是對象受是對象受理的消息名集合（即對外接口）。理的消息名集合（即對外接口）。 n2、對象的定義、對象的定義n3、對象的特點、對象的特點n 1）以數據為中心；）以數據為中心；n 2）對象是主動的；）對象是主動的；n 3）實現了數據封裝；）實現了數據封裝；n 4）本質上具有并行性；）本質上具有并行性；n 5）模塊獨立性好。）模塊獨立性好。 n9.2.2 其他概念其他概念1、類（、類（Class） 類就是對具有相同數據和相同操作的一組相類就是對具有相同數據和相同操作的一組相似對象的定義。似對象的

6、定義。 如：如：Circle類具有相同的數據（圓心坐標、半類具有相同的數據（圓心坐標、半徑、顏色）和相同的操作（顯示自己、放大縮徑、顏色）和相同的操作（顯示自己、放大縮小半徑、在屏幕上移動位置）。小半徑、在屏幕上移動位置）。 n 又如：下面又如：下面C+語言定義的語言定義的Queue類，可用類，可用于實現一個隊列（即先進先出的表）：于實現一個隊列（即先進先出的表）：n Class Queue n int q 100;n int sloc, rloc;n public:n void init ( ); /成員函數成員函數n void qput (int i);n int qget( );n ;

7、n 類有私有變量類有私有變量（Private）和公有變量和公有變量（Public）。n 缺省時，都屬于私有的，只能由類內部其他成缺省時，都屬于私有的，只能由類內部其他成員來訪問，不能由程序的其他部分來訪問。員來訪問，不能由程序的其他部分來訪問。n 這是一種實現封裝的方法。這是一種實現封裝的方法。 n 實例就是由某個特定的類所描述的一個具體的實例就是由某個特定的類所描述的一個具體的對象。對象。n如：如：Circle a ; /聲明聲明Circle類實例類實例an Queue Q1, Q2; /聲明聲明Queue類實例類實例Q1和和Q2 2、實例實例（Instance）n 消息就是用來請求對象執行

8、某個處理或回消息就是用來請求對象執行某個處理或回答某些信息的要求。答某些信息的要求。n 消息既可以是數據流，也可以是控制流。消息既可以是數據流，也可以是控制流。一條消息可以發送給不同的對象，對消息的解一條消息可以發送給不同的對象，對消息的解釋完全由接收信息的對象來完成，不同的對象釋完全由接收信息的對象來完成，不同的對象對相同形式的消息可以有不同的解釋。對相同形式的消息可以有不同的解釋。 n3、消息消息（Message）n 與傳統程序的與傳統程序的“調用調用/返回返回”所不同的是，所不同的是，對于傳來的消息，對象可以返回相應的回答對于傳來的消息，對象可以返回相應的回答信息，也可以不返回。信息，也

9、可以不返回。n 一個消息由三個部分組成：一個消息由三個部分組成：n 1）接收信息的對象；）接收信息的對象；n 2）信息選擇符（即消息名）；）信息選擇符（即消息名）；n 3）零個或多個變元（參數）。）零個或多個變元（參數）。n 如：如：MyCircle.Show(GREEN); n 4、方法（、方法（Method）n 方法，是對象所能執行的操作。方法，是對象所能執行的操作。n C+中把方法稱為成員函數，如中把方法稱為成員函數，如Circle類類中定義的成員函數：中定義的成員函數：Show(int color) n5、屬性（、屬性（Attribute）n 屬性，是類中定義的數據。屬性，是類中定義的

10、數據。n C+中把屬性稱為數據成員。中把屬性稱為數據成員。 n6、封裝（、封裝（encapsulation）n 封裝就是信息隱藏，通過封裝對外界隱藏封裝就是信息隱藏，通過封裝對外界隱藏了對象的實現細節。了對象的實現細節。n7、繼承（、繼承（Inheritance） n 繼承，是指能夠直接獲得已有的性質和特征，繼承，是指能夠直接獲得已有的性質和特征，而不必重復定義它們。而不必重復定義它們。 nA的操作的操作nA的變量的變量n類類AnA的實例變量的實例變量n從從A的繼承特性的繼承特性nB的操作的操作nB的變量的變量n類類Bn繼承來的繼承來的A的實例變量的實例變量nB的實例變量的實例變量n類類AnA

11、的實例的實例a1nB的實例的實例b1n類類B：A的子的子類類n圖圖9.4 實現繼承機制的原理實現繼承機制的原理n8、多態性（、多態性（Polymorphism）n 多態性，指子類對象可以象父類對象那樣使用，多態性，指子類對象可以象父類對象那樣使用，同樣的消息既可以發送給父類對象，也可以發送給同樣的消息既可以發送給父類對象，也可以發送給子類對象。子類對象。n 即不同等級的類，可以公用一個方法的名字。即不同等級的類，可以公用一個方法的名字。n C+中，多態性是通過虛函數來實現的。在不中，多態性是通過虛函數來實現的。在不同層次的類中，虛函數實現算法不同，在運行時根同層次的類中，虛函數實現算法不同，在

12、運行時根據接收消息的對象所屬于的類來決定執行虛函數的據接收消息的對象所屬于的類來決定執行虛函數的版本，稱為動態聯編。版本，稱為動態聯編。n9、重載（、重載（Overloading）n有兩種重載：有兩種重載：n1）函數重載）函數重載n 指在同一作用域內的若干個參數特征不同的函指在同一作用域內的若干個參數特征不同的函數可以使用相同的函數名字。數可以使用相同的函數名字。n 如：如： Show(int a, int b)n Show(int x)n Show(int x, int y, int z)n C+語言中函數重載是通過靜態聯編實現的。語言中函數重載是通過靜態聯編實現的。即編譯時根據函數變元的個

13、數和類型，決定函數即編譯時根據函數變元的個數和類型，決定函數版本。版本。n2）運算符重載）運算符重載n 指同一運算符可以施加于不同類型的操作指同一運算符可以施加于不同類型的操作數上面。當被操作數類型不同時，運算符的含數上面。當被操作數類型不同時，運算符的含義是不同的。義是不同的。n 編譯時根據被操作數的類型，決定使用算符編譯時根據被操作數的類型，決定使用算符的哪種語義。的哪種語義。 n 另外，在實現一個類成員函數時，必須通過用類名另外，在實現一個類成員函數時，必須通過用類名限定函數名來告訴編譯器這個函數屬于哪個類。限定函數名來告訴編譯器這個函數屬于哪個類。n 如，編寫如，編寫qput( )函數

14、：函數：n Void Queue : qput (int i)n if (sloc = =100)n cout “Queue if full” ;n return; n sloc+;n q sloc = i;n n 從程序中調用一個類的成員函數，用對象和點從程序中調用一個類的成員函數，用對象和點運算符。如：運算符。如：n Queue ob1, ob2;n ob1.init( ); /是對對象是對對象ob1的初始化函數的初始化函數init( )的調用的調用n ob1, ob2之間的唯一關系是它們是同一類對象。之間的唯一關系是它們是同一類對象。ob1的初始化不影響的初始化不影響ob2。 n 用面向

15、對象方法開發軟件，通常需要建立用面向對象方法開發軟件，通常需要建立三種形式的模型，它們分別是：三種形式的模型，它們分別是：n（1）對象模型：描述系統的數據結構；）對象模型：描述系統的數據結構；n（2）動態模型：描述系統的控制結構；）動態模型：描述系統的控制結構；n（3）功能模型：描述系統的功能。）功能模型：描述系統的功能。 n 3種模型必不可少，其重要程度不同，對象模型是種模型必不可少，其重要程度不同，對象模型是最基本、最重要的。最基本、最重要的。9.3 面向對象建模面向對象建模UML（Unified Modeling Language）n UML是面向對象的分析與設計是面向對象的分析與設計(

16、OOAD)方法方法發展的產物。發展的產物。n n 公認的面向對象建模語言出現于公認的面向對象建模語言出現于70年代中期。年代中期。n n 90年代中，一批新方法出現了，其中最引人注年代中，一批新方法出現了，其中最引人注目的是目的是Booch 1993、OOSE和和OMT-2等。等。n1. 標準建模語言標準建模語言UML的出現的出現 n 眾多的建模語言各有優點，大多類同，但仍眾多的建模語言各有優點，大多類同，但仍存在某些細微的差別，妨礙了用戶之間的交流。存在某些細微的差別，妨礙了用戶之間的交流。n 統一建模語言在這樣的背景下產生。統一建模語言在這樣的背景下產生。n 1995年年10月：第一個公開

17、版本月：第一個公開版本UM 0.8（Unified Method）。）。n 1996年年6月：月：UM改名為改名為UML（Unified Modeling Language），發布，發布 。n 1996年底：年底：UML占面向對象技術市場的占面向對象技術市場的85，成為可視化建模語言事實上的工業標準。成為可視化建模語言事實上的工業標準。n 現最新版本：現最新版本：n UML是標準的建模語言，而不是標準的是標準的建模語言，而不是標準的開發過程。開發過程。n 在不同組織和不同應用領域，在不同組織和不同應用領域，UML應用應用需采取不同的開發過程。需采取不同的開發過程。n 1998年：年：RUP（

18、Rational Unified Process）是一種典型的建模過程。是一種典型的建模過程。n2. 標準建模語言標準建模語言UML的內容的內容31UML 的構成的構成32 事物構造塊是對模型中最具有代表性的成分的抽象，表示事物構造塊是對模型中最具有代表性的成分的抽象，表示系統中的元素系統中的元素結構事物：結構事物：UML中的名詞，它是模型的靜態部分，描述概中的名詞，它是模型的靜態部分，描述概念或物理元素。念或物理元素。行為事物：行為事物：UML中的動詞，它是模型中的動態部分，是一中的動詞，它是模型中的動態部分，是一種跨越時間、空間的行為。種跨越時間、空間的行為。分組事物：分組事物：UML中的

19、容器，用來組織模型，使模型更加的中的容器，用來組織模型，使模型更加的結構化。結構化。注釋事務：注釋事務：UML中的解釋部分，和代碼中的注釋語句一樣，中的解釋部分，和代碼中的注釋語句一樣，是用來描述模型的。是用來描述模型的。33類（類（class）和對象（）和對象（object）接口（接口（interface）構件（構件（component）34類是對一組具有相同屬性、相同操作、相同關系和相同類是對一組具有相同屬性、相同操作、相同關系和相同語義的對象的共同特征的抽象語義的對象的共同特征的抽象 。UML中類是用一個矩形方框表示的，它包含三個區域，中類是用一個矩形方框表示的，它包含三個區域，最上面是

20、類名、中間是類的屬性、最下面是類的方法最上面是類名、中間是類的屬性、最下面是類的方法 對象則是類的一個實例對象則是類的一個實例 n對象名對象名n類名類名n冒號冒號圖形位置顏色Draw()圖形圖形A : 圖形圖形 35 接口是描述某個類或構件的一個服務操作集。接口是描述某個類或構件的一個服務操作集。 接口描述了一個元素的外部可見行為接口描述了一個元素的外部可見行為。 lUML UML 符號符號3637構件也稱組件，是指系統設計中的一個相對獨立的軟件構件也稱組件，是指系統設計中的一個相對獨立的軟件部件。部件。構件是系統設計的一個模塊化部分，它把功能實現部分構件是系統設計的一個模塊化部分，它把功能實

21、現部分隱藏在內部，對外提供了一組外部接口。因此，兩個具隱藏在內部，對外提供了一組外部接口。因此，兩個具有相同接口的構件可以相互替換。有相同接口的構件可以相互替換。 構件名稱構件名稱 UML 1.0 習慣用法習慣用法 UML 2.0 習慣用法習慣用法 構件名稱構件名稱38為了能夠有效地對部署的結構進行建模，為了能夠有效地對部署的結構進行建模，UML引入了節點這一概念，它可以用來描述實際的引入了節點這一概念，它可以用來描述實際的PC機、打印機、服務器等軟件運行的基礎硬件。機、打印機、服務器等軟件運行的基礎硬件。 節點是運行時存在的物理元素，通常至少有存節點是運行時存在的物理元素，通常至少有存儲空間

22、和處理能力。儲空間和處理能力。 Server 節點節點Server的表示方法的表示方法39交互（交互（interaction）：）：是在特定語境中，共同是在特定語境中，共同完成某個任務的一組對象之間交換的信息集合完成某個任務的一組對象之間交換的信息集合 。交互的表示法很簡單，就是一條有向直線，并在交互的表示法很簡單，就是一條有向直線，并在上面標有操作名。上面標有操作名。40狀態機（狀態機（state machine）：是一個對象或交互）：是一個對象或交互在生命周期內響應事件所經歷的狀態序列在生命周期內響應事件所經歷的狀態序列 在在UML模型中將狀態畫為一個圓角矩形，并在模型中將狀態畫為一個圓角

23、矩形，并在矩形內寫出狀態名。矩形內寫出狀態名。等待等待 “等待等待”狀態的表示方法狀態的表示方法41對于一個中大型的軟件系統而言，通常會包含大量的類，對于一個中大型的軟件系統而言，通常會包含大量的類，因此也就會存在大量的結構事物、行為事物，為了能夠因此也就會存在大量的結構事物、行為事物，為了能夠更加有效地對其進行整合，就需要對其進行分組。在更加有效地對其進行整合，就需要對其進行分組。在UML中，提供了中，提供了“包（包（Package）”來實現這一目標。來實現這一目標。 數據訪問數據訪問 “數據訪問數據訪問”包的表示方包的表示方法法4243注釋是依附于一個元素或一組元素之上，對其注釋是依附于一

24、個元素或一組元素之上，對其進行約束或解釋的簡單符號。進行約束或解釋的簡單符號。 注釋符號注釋符號44關聯是一種結構關系，它描述了一組對象之間的連接。關聯是一種結構關系，它描述了一組對象之間的連接。關聯兩端的類可以某種角色參與關聯關聯兩端的類可以某種角色參與關聯 角色是關聯中靠近它的一端的類對另一端的類呈現角色是關聯中靠近它的一端的類對另一端的類呈現的職責；的職責； 如果關聯上沒有標出角色名，則隱含地用類的名稱如果關聯上沒有標出角色名，則隱含地用類的名稱作為角色名。作為角色名。關聯具有多重性關聯具有多重性 多重性表示可以有多少個對象參與該關聯多重性表示可以有多少個對象參與該關聯 固定值：固定值：

25、3 3 許多值：許多值：n n 或者或者* * 區間：區間：0.1 0.1 或者或者3.n3.n 集合：集合：2,4,82,4,84546關聯（關聯（Association）表示兩個類之間存在某種）表示兩個類之間存在某種語義上的聯系。關聯關系提供了通信的路徑，語義上的聯系。關聯關系提供了通信的路徑，它是所有關系中最通用、語義最弱的。它是所有關系中最通用、語義最弱的。在在UML中，使用一條實線來表示關聯關系中，使用一條實線來表示關聯關系操作操作屬性屬性類類1 1類類2 2屬性屬性操作操作關聯關系關聯關系人人雇傭雇傭公司公司人人雇主雇主公司公司1 1雇員雇員n n47n在關聯關系中，有兩種比較特殊

26、的關系：聚合和組合在關聯關系中，有兩種比較特殊的關系：聚合和組合 n聚合關系：聚合（聚合關系：聚合（AggregationAggregation）是一種特殊形式的）是一種特殊形式的關聯。聚合表示類之間的關系是整體與部分的關系。關聯。聚合表示類之間的關系是整體與部分的關系。 n如果發現如果發現“部分部分”類的存在，是完全依賴于類的存在，是完全依賴于“整體整體”類的，那么就應該使用類的，那么就應該使用“組合組合”關系來描述關系來描述 。聚合關系聚合關系計算機計算機主機主機顯示器顯示器咖啡桌咖啡桌桌面桌面桌腿桌腿48泛化關系描述了一般事物與該事物中的特殊種類之間的泛化關系描述了一般事物與該事物中的特

27、殊種類之間的關系，也就是父類與子類之間的關系。關系，也就是父類與子類之間的關系。實現關系是用來規定接口和實現接口的類或組件之間的實現關系是用來規定接口和實現接口的類或組件之間的關系。接口是操作的集合，這些操作用于規定類或組件關系。接口是操作的集合，這些操作用于規定類或組件的服務。的服務。 擴展表示將一個構造型附加到一個元類（擴展表示將一個構造型附加到一個元類（metaclass）上，）上，使得元類的定義中包括這個構造型。使得元類的定義中包括這個構造型。 有兩個元素有兩個元素X、Y，如果修改元素，如果修改元素X的定義可能會引起對的定義可能會引起對另一個元素另一個元素Y的定義的修改，則稱元素的定義

28、的修改，則稱元素Y依賴依賴（Dependency）于元素）于元素X。 49父類父類屬性屬性操作操作子類子類泛化關系泛化關系屬性屬性操作操作車車公交車公交車密碼驗證密碼驗證智能卡驗證智能卡驗證身份驗證身份驗證注冊用戶注冊用戶圖書管理員圖書管理員普通讀者普通讀者包與包之間也存在泛化關系。包與包之間也存在泛化關系。50類類屬性屬性操作操作choicechoice組件組件類類屬性屬性操作操作實現關系實現關系51driver.dlldriver.dllIDriverIDriverpath.dllpath.dll類類A A屬性屬性操作操作類類B B屬性屬性操作操作InterfaceInterface52類

29、類1 1屬性屬性操作操作add(c:course)add(c:course)remove(c:course)remove(c:course)ScheduleSchedulecoursecourse驗證讀者驗證讀者includeincludeincludeinclude查詢讀者查詢讀者查詢圖書查詢圖書登記借書登記借書extendextendextendextend登記借書登記借書登記還書登記還書類類2 2屬性屬性操作操作依賴關系依賴關系useuse5354常用常用UMLUML圖圖n用例圖用例圖n類圖類圖n狀態圖狀態圖n順序圖順序圖Use caseSequenceClass(Simple)Stat

30、eCollaborationClass(Complex)ObjectActivityRequirementRequirement階段Analysis階段Design階段55用例圖用例圖n用例圖是外部參與者所能觀察到的系統功能的模用例圖是外部參與者所能觀察到的系統功能的模型圖。型圖。n由一組用例、參與者及它們之間的關系組成。主由一組用例、參與者及它們之間的關系組成。主要用于對系統、子系統或類的功能行為進行建模。要用于對系統、子系統或類的功能行為進行建模。n參與者是與系統交互的外部實體，可以是人，也參與者是與系統交互的外部實體，可以是人，也可以是其它系統。可以是其它系統。n用例是從用戶的角度描述系

31、統的行為（功能），用例是從用戶的角度描述系統的行為（功能），它將系統的功能描述成一系列事件，這些事件最它將系統的功能描述成一系列事件，這些事件最終對參與者產生可觀察結果。終對參與者產生可觀察結果。56參與者、用例間的關系類型參與者、用例間的關系類型關系類型關系類型說說明明表示符號表示符號關聯關聯參與者和用例間的關系參與者和用例間的關系泛化泛化參與者之間或用例之間的關系參與者之間或用例之間的關系包含包含用例之間的關系用例之間的關系擴展擴展用例之間的關系用例之間的關系 n 用例圖用例圖57驗證讀者驗證讀者includeincludeincludeinclude查詢讀者查詢讀者查詢圖書查詢圖書登記借

32、書登記借書extendextendextendextend登記借書登記借書登記還書登記還書密碼驗證密碼驗證智能卡驗證智能卡驗證身份驗證身份驗證58用例圖用例圖n確定參與者方法：確定參與者方法：誰使用系統的主要功能？誰使用系統的主要功能？誰需要系統支持他們的日常工作？誰需要系統支持他們的日常工作？誰來維護、管理使系統正常工作？誰來維護、管理使系統正常工作？系統需要操縱哪些硬件？系統需要操縱哪些硬件？系統需要與哪些其它系統交互系統需要與哪些其它系統交互, ,包含其它計包含其它計算機系統和其它應用程序？算機系統和其它應用程序？59用例圖用例圖n確定用例方法確定用例方法參與者要求系統提供哪些功能？參與

33、者需要做參與者要求系統提供哪些功能？參與者需要做什么？什么？參與者需要讀取、產生、刪除、修改或存儲的參與者需要讀取、產生、刪除、修改或存儲的某些信息嗎？。某些信息嗎？。 必須提醒參與者的系統事件有哪些必須提醒參與者的系統事件有哪些? ?或者參與者或者參與者必須提醒系統的事件有哪些必須提醒系統的事件有哪些? ?系統需要的輸入、輸出信息是什么？這些信息系統需要的輸入、輸出信息是什么？這些信息怎么來？怎么來？其它特殊要求如何滿足？其它特殊要求如何滿足？60n用例圖的建立用例圖的建立確定系統參與者及其關系確定系統參與者及其關系確定用例及關系確定用例及關系編寫用例描述編寫用例描述用例圖用例圖61用例圖示

34、例62類圖類圖n表示系統中類、協作（類或對象間的協作）、表示系統中類、協作（類或對象間的協作）、接口及其關系的圖。接口及其關系的圖。n類圖中的關系包括：關聯、泛化、依賴、實類圖中的關系包括：關聯、泛化、依賴、實現。現。63類圖類圖n類的劃分：類的劃分：邊界類：參與者與系統之間的交互邊界類：參與者與系統之間的交互實體類：系統中存儲和管理的永久信息實體類：系統中存儲和管理的永久信息控制類：系統運行中的業務控制邏輯控制類：系統運行中的業務控制邏輯64類圖類圖邊界類邊界類實體類實體類boundaryboundary類名類名類名類名controlcontrol類名類名控制類控制類類名類名entityen

35、tity類名類名類名類名65類圖類圖 在軟件開發的不同階段使用的類圖具有不在軟件開發的不同階段使用的類圖具有不同的抽象層次，一般類圖可分為三個層次，概同的抽象層次，一般類圖可分為三個層次，概念層、說明層、實現層。念層、說明層、實現層。概念層類圖：概念層類圖中類內只有類名。通概念層類圖：概念層類圖中類內只有類名。通常用在需求分析階段常用在需求分析階段, ,該階段類圖是研究應用該階段類圖是研究應用領域的概念。領域的概念。66類圖類圖n說明層類圖：在設計階段說明層類圖：在設計階段, ,用說明層類圖描述用說明層類圖描述類與類之間的接口。在說明層類中有屬性和方類與類之間的接口。在說明層類中有屬性和方法，

36、但沒有屬性的類型說明和方法的參數與返法，但沒有屬性的類型說明和方法的參數與返回類型。回類型。n實現層類圖：在實現階段實現層類圖：在實現階段, ,類圖描述軟件系統類圖描述軟件系統中類的實現。中類的實現。67類圖類圖n尋找類的技巧尋找類的技巧根據用例描述中的名詞確定類的侯選者。根據用例描述中的名詞確定類的侯選者。使用使用CRCCRC（class,responsibility,collaborationclass,responsibility,collaboration）分分析法尋找類。根據類所扮演的職責來確定類。析法尋找類。根據類所扮演的職責來確定類。根據邊界類、控制類、實體類的劃分來幫助發現根據

37、邊界類、控制類、實體類的劃分來幫助發現系統中的類。系統中的類。68類圖類圖n類圖的建立（可以有多種方式）類圖的建立（可以有多種方式）分析問題領域分析問題領域, ,確定用到的類。確定用到的類。確定類的含義、職責、確定屬性、操作。確定類的含義、職責、確定屬性、操作。確定類之間的聯系。確定類之間的聯系。細化、調整已經得到類之間的關系，并增加細化、調整已經得到類之間的關系，并增加相應說明。相應說明。69先看清有哪些類，然先看清有哪些類，然后看看類之間存在的后看看類之間存在的關系，并結合多重性關系，并結合多重性來理解類圖的結構特來理解類圖的結構特點以及各個屬性和方點以及各個屬性和方法的含義法的含義 70

38、讀出類：圖中共有讀出類：圖中共有7個類，個類，Order、OrderItem、Customer、Consignee、DeliverOrder、Peddlery、Prodcut讀出關系：從圖中關系最復雜（也就是線最密集）的類讀出關系：從圖中關系最復雜（也就是線最密集）的類開始閱讀，本圖中最復雜的就是開始閱讀，本圖中最復雜的就是Order類。類。1）OrderItem和和Order之間是組合關系，根據箭頭的方之間是組合關系，根據箭頭的方向可知向可知Order包含了包含了OrderItem。2）Order類和類和Customer、Consignee、DeliverOrder是是關聯關系。也就是說，一

39、個訂單和客戶、收貨人、送貨關聯關系。也就是說，一個訂單和客戶、收貨人、送貨單是相關的。單是相關的。7172多重性：用來說明關聯的兩個類之間的數量關系多重性：用來說明關聯的兩個類之間的數量關系 源類及多重性源類及多重性目標類及多重性目標類及多重性分析分析Customer(1)Order(0n)訂單是屬于某個客戶的，網站的客戶可以有訂單是屬于某個客戶的，網站的客戶可以有0個或多個訂單個或多個訂單Order(1)Consignee(1)每個訂單只能夠有一個收貨人每個訂單只能夠有一個收貨人Order(1)OrderItem(1n)訂單是由訂單項組成的，至少要有一個訂單項，最多可以有訂單是由訂單項組成的

40、，至少要有一個訂單項，最多可以有n個個Order(1)DeliverOrder(1n)一個訂單有一個或多個送貨單一個訂單有一個或多個送貨單說明：系統根據說明：系統根據訂單項的產訂單項的產品所屬的商品所屬的商戶，將其分戶，將其分發給商戶，發給商戶，拆成了多個拆成了多個送貨單！送貨單！DeliverOrder(1)OrderItem(1n)一張送貨單對應訂單中的一到多個訂單項一張送貨單對應訂單中的一到多個訂單項DeliverOrder(1)Consignee(1)每張送貨單都對應著一個收貨人每張送貨單都對應著一個收貨人Peddlery(1)DeliverOrder(0n)每個商戶可以有相關的每個商

41、戶可以有相關的0個或多個送貨單個或多個送貨單OrderItem(1)Product(1)每個訂單項中都包含著唯一的一個產品每個訂單項中都包含著唯一的一個產品Peddlery(1)Prodcut(0n)產品是屬于某個商戶的，可以注冊產品是屬于某個商戶的，可以注冊0到多個產品到多個產品7374 Order類，有兩個方法：類，有兩個方法：dispatch()和和close()，從名字中可以猜，從名字中可以猜出它們分別實現出它們分別實現“分拆訂單生成送貨單分拆訂單生成送貨單”和和“完成訂單完成訂單”。而在。而在DeliveOrder()類中則有一個類中則有一個Close()方法，同理它應該表示方法，同

42、理它應該表示“完成送完成送貨貨”。而在。而在OrderItem中有一個中有一個stateChange()方法和方法和deliverState，不難猜出它就是用來改變其不難猜出它就是用來改變其“是否交給收貨人是否交給收貨人”的標志位。的標志位。 先調用先調用Order的的dispatch()方法，它將根據其包含的方法，它將根據其包含的OrderItem中產品信息，來按供應商戶分拆成若干個中產品信息，來按供應商戶分拆成若干個DeliverOrder。商戶登錄。商戶登錄系統后就可以獲取其系統后就可以獲取其DeliverOrder，并在執行完后調用，并在執行完后調用close()方法。方法。這時，就將

43、調用這時，就將調用OrderItem的的stateChange()方法來改為其狀態。同方法來改為其狀態。同時再調用時再調用Order的的close()方法，判斷該方法，判斷該Order的所有的的所有的OrderItem是是否都已經送到了，如果是就將其真正否都已經送到了，如果是就將其真正close()掉掉 75順序圖順序圖n又稱又稱時序圖時序圖，描述對象按照時間順序的消息交，描述對象按照時間順序的消息交換，顯示參與交互的對象及對象之間消息的交換，顯示參與交互的對象及對象之間消息的交互順序。互順序。n順序圖用來描述用例的實現，表明了由哪些對順序圖用來描述用例的實現，表明了由哪些對象通過消息相互協作

44、來實現用例的功能。象通過消息相互協作來實現用例的功能。n在用例圖中，標識了消息發生交互的先后順序。在用例圖中，標識了消息發生交互的先后順序。76順序圖順序圖n建模元素：對象、生命線、控制焦點（激活）、建模元素：對象、生命線、控制焦點（激活）、消息。消息。:Driver:CarOper()對象對象生命線生命線控制焦點控制焦點消息消息(調用調用)77順序圖順序圖n順序圖描述的是對象之間的消息發送關系，而順序圖描述的是對象之間的消息發送關系，而不是類之間的關系。不是類之間的關系。n在順序圖中并不包括系統中的所有類的對象。在順序圖中并不包括系統中的所有類的對象。也有可能某些對象屬于同一個類。也有可能某

45、些對象屬于同一個類。78順序圖順序圖n順序圖的建立（可以有多種方式）順序圖的建立（可以有多種方式）確定交互過程的上下文。確定交互過程的上下文。識別參與交互過程的對象。識別參與交互過程的對象。為每個對象設置生命線，即確定哪些對象存為每個對象設置生命線，即確定哪些對象存在于整個交互過程中，哪些對象在交互過程在于整個交互過程中，哪些對象在交互過程中被創建和撤銷。中被創建和撤銷。79順序圖順序圖從引發這個交互過程的初始消息開始，在生命從引發這個交互過程的初始消息開始，在生命線之間從頂到下依次畫出隨后的各個消息。線之間從頂到下依次畫出隨后的各個消息。如果需要表示消息的嵌套，或如果需要表示消息的嵌套，或/

46、 /和表示消息發和表示消息發生時的時間點，則采用控制焦點。生時的時間點，則采用控制焦點。如果需要說明時間約束，則在消息旁邊加上約如果需要說明時間約束，則在消息旁邊加上約束說明。束說明。如果需要，可以為每個消息附上前置和后置條如果需要，可以為每個消息附上前置和后置條件。件。80順序圖順序圖81循環與分支循環與分支82狀態是指在對象生命周期中滿足某些條件、執行某些活動或狀態是指在對象生命周期中滿足某些條件、執行某些活動或等待某些事件的一個條件和狀況等待某些事件的一個條件和狀況 。狀態機圖常用來描述業務或軟件系統中的對象在外部事件的狀態機圖常用來描述業務或軟件系統中的對象在外部事件的作用下，對象的狀

47、態從一種狀態到另一種狀態的控制流。作用下，對象的狀態從一種狀態到另一種狀態的控制流。狀態機圖的組成元素：初始狀態、終止狀態、狀態和轉換，狀態機圖的組成元素：初始狀態、終止狀態、狀態和轉換，其中，轉換將各種狀態連接在一起，構成一個狀態圖。其中，轉換將各種狀態連接在一起，構成一個狀態圖。 83核心元素：一個是用圓角矩形表示的狀態（初核心元素：一個是用圓角矩形表示的狀態（初態和終態例外）；另一個是在狀態之間的、包態和終態例外）；另一個是在狀態之間的、包含一些文字描述的有向箭頭，這些箭頭稱為含一些文字描述的有向箭頭，這些箭頭稱為轉轉換。換。燒水器的狀態圖燒水器的狀態圖84源狀態：即受轉換影響的狀態源狀

48、態：即受轉換影響的狀態目標狀態：當轉換完成后對象的狀態目標狀態：當轉換完成后對象的狀態 觸發事件：外部作用于一個對象，能夠觸發對觸發事件：外部作用于一個對象，能夠觸發對象狀態改變的一種現象。包括調用、改變、信象狀態改變的一種現象。包括調用、改變、信號、時間四類事件。號、時間四類事件。監護條件：布爾表達式，決定是否激活轉換、監護條件：布爾表達式，決定是否激活轉換、動作：轉換激活時的操作動作：轉換激活時的操作85與狀態與狀態off相關的轉換有兩個，其觸發事件都是相關的轉換有兩個，其觸發事件都是turnOn，只不過其監護條件不同。如果對象收到事件只不過其監護條件不同。如果對象收到事件turnOn，那

49、，那么將判斷壺中是否有水；如果么將判斷壺中是否有水；如果沒水沒水，則仍然處于，則仍然處于off狀狀態；如果態；如果有水有水則轉為則轉為on狀態，并執行狀態，并執行“燒水燒水”動作動作而與狀態而與狀態on相關的轉換也有兩個，如果相關的轉換也有兩個，如果“水開了水開了”就執就執行行turnOff，關掉開關；如果燒壞了，就進入了終態了，關掉開關；如果燒壞了，就進入了終態了 86繪制狀態機圖的理想步驟是：尋找主要的狀態，確定狀繪制狀態機圖的理想步驟是：尋找主要的狀態，確定狀態之間的轉換，細化狀態內的活動與轉換，用復合狀態態之間的轉換，細化狀態內的活動與轉換，用復合狀態來展開細節。來展開細節。尋找主要狀

50、態：對于航班機票預訂系統而言，包括的狀尋找主要狀態：對于航班機票預訂系統而言，包括的狀態主要有：態主要有： - 在剛確定飛機計劃時，顯然是沒有任何預訂的，并在剛確定飛機計劃時，顯然是沒有任何預訂的，并且在有人預訂機票之前都將處于這種且在有人預訂機票之前都將處于這種“無預訂無預訂”狀態狀態 - 對訂座而言顯然有對訂座而言顯然有“部分預訂部分預訂”和和“預訂完預訂完”兩種兩種狀態狀態 - 而當航班快要起飛時，顯然要而當航班快要起飛時，顯然要“預訂關閉預訂關閉”總結一下，主要有四種狀態：無預訂、部分預訂、預訂總結一下，主要有四種狀態：無預訂、部分預訂、預訂完以及預訂關閉完以及預訂關閉 87源目標源目

51、標無預訂無預訂部分預訂部分預訂預訂完預訂完預訂關閉預訂關閉無預訂無預訂預訂預訂()不直接轉換不直接轉換關閉關閉()部分預訂部分預訂退訂退訂(),使預訂人使預訂人=0預訂預訂(),無空座無空座關閉關閉()預訂完預訂完不直接轉換不直接轉換退訂退訂()關閉關閉()預訂關閉預訂關閉無轉換無轉換無轉換無轉換無轉換無轉換88細化狀態內的活動與轉換細化狀態內的活動與轉換89使用復合狀態使用復合狀態90活動圖和交互圖是活動圖和交互圖是UML中對系統動態方面建模的兩種中對系統動態方面建模的兩種主要形式主要形式交互圖強調的是對象到對象的控制流，而活動圖則強調交互圖強調的是對象到對象的控制流，而活動圖則強調的是從活

52、動到活動的控制流的是從活動到活動的控制流 活動圖是一種表述過程基理、業務過程以及工作流的技活動圖是一種表述過程基理、業務過程以及工作流的技術。它可以用來對業務過程、工作流建模，也可以對用術。它可以用來對業務過程、工作流建模，也可以對用例實現甚至是程序實現來建模例實現甚至是程序實現來建模 9192初始節點和活動終點：用一個實心圓表示初始節點，用初始節點和活動終點：用一個實心圓表示初始節點，用一個圓圈內加一個實心圓來表示活動終點一個圓圈內加一個實心圓來表示活動終點活動節點：是活動圖中最主要的元素之一，它用來表示活動節點：是活動圖中最主要的元素之一，它用來表示一個活動一個活動 轉換：當一個活動結束時

53、，控制流就會馬上傳遞給下一轉換：當一個活動結束時，控制流就會馬上傳遞給下一個活動節點，在活動圖中稱之為個活動節點，在活動圖中稱之為“轉換轉換”，用一條帶箭，用一條帶箭頭的直線來表示頭的直線來表示 93分支與監護條件：分支是用菱形表示的，它有一個進入分支與監護條件：分支是用菱形表示的，它有一個進入轉換（箭頭從外指向分支符號），轉換（箭頭從外指向分支符號），一個或多個離開轉換（箭頭從分支符一個或多個離開轉換（箭頭從分支符號指向外）。而每個離開轉換上都會號指向外）。而每個離開轉換上都會有一個監護條件，用來表示滿足什么有一個監護條件，用來表示滿足什么條件的時候執行該轉換。條件的時候執行該轉換。分岔與匯

54、合：分岔與匯合：94959697“活動圖活動圖” 比較直觀易懂；與傳統的流程圖十分的相近，比較直觀易懂；與傳統的流程圖十分的相近，只要能夠讀懂活動圖，就不難畫出活動圖只要能夠讀懂活動圖，就不難畫出活動圖繪制時首先決定是否采用泳道：主要根據活動圖中是否繪制時首先決定是否采用泳道：主要根據活動圖中是否要體現出活動的不同實施者要體現出活動的不同實施者然后盡量使用分支、分岔和匯合等基本的建模元素來描然后盡量使用分支、分岔和匯合等基本的建模元素來描述活動控制流程述活動控制流程如果需要，加入對象流以及對象的狀態變化，利用一些如果需要，加入對象流以及對象的狀態變化，利用一些高級的建模元素（如輔助活動圖、匯合

55、描述、發送信號高級的建模元素（如輔助活動圖、匯合描述、發送信號與接收信號、引腳、擴展區）來表示更多的信息與接收信號、引腳、擴展區）來表示更多的信息活動圖的建模關鍵是表示出控制流，其它的建模元素都活動圖的建模關鍵是表示出控制流，其它的建模元素都是圍繞這一宗旨所進行的補充是圍繞這一宗旨所進行的補充98部署圖部署圖99100節點：它代表一個運行時的計算資源，例如一臺計算機、節點：它代表一個運行時的計算資源，例如一臺計算機、一個工作站等其它設備一個工作站等其它設備 節點的概念和構件有許多相同之處，例如二者有多名稱，節點的概念和構件有許多相同之處，例如二者有多名稱，都可以參與依賴、泛化和關聯關系，都可以

56、被嵌套，都都可以參與依賴、泛化和關聯關系，都可以被嵌套，都可以有實例，都可以參與交互。但它們之間也存在明顯可以有實例，都可以參與交互。但它們之間也存在明顯的區別：構件是參與系統執行的事物，而節點是執行構的區別：構件是參與系統執行的事物，而節點是執行構件的事物；構件表示邏輯元素的物理打包，而節點表示件的事物；構件表示邏輯元素的物理打包，而節點表示構件的物理部署構件的物理部署本圖中建模了四個節點：本圖中建模了四個節點：B/S客戶端、客戶端、C/S客戶端、客戶端、IIS服務器和數據庫服務器服務器和數據庫服務器 101連接：節點之間最常見的關系就是關聯關系（用一根實連接：節點之間最常見的關系就是關聯關

57、系（用一根實線表示）。為了更好地表示兩個節點之間的關系，我們線表示）。為了更好地表示兩個節點之間的關系，我們可以通過可以通過“約束約束”來對連接進行描述。來對連接進行描述。源節點目標節點約束含義B/S客戶端IIS服務器HTTP+Network網絡連接，使用HTTP協議C/S客戶端IIS服務器HTTP+SOAP+Network網絡連接，通過Web Service訪問服務IIS服務器數據庫服務器ADO.NET.NET提供的數據庫訪問解決方案102處理器（處理器（process）：具有處理能力的節點，即可以）：具有處理能力的節點，即可以執行構件執行構件設備（設備（device）：沒有處理能力的節點，

58、至少是不）：沒有處理能力的節點，至少是不關心其處理能力的節點。例如打印機、關心其處理能力的節點。例如打印機、IC卡讀寫器，如卡讀寫器，如果我們的系統不考慮它們內部的芯片，就可建模為設備果我們的系統不考慮它們內部的芯片，就可建模為設備節點屬性和操作：可以為一個節點提供處理器速度、內節點屬性和操作：可以為一個節點提供處理器速度、內存容量、網卡數量等屬性，可以為其提供啟動、關機等存容量、網卡數量等屬性，可以為其提供啟動、關機等操作操作 103自定義構造型圖標自定義構造型圖標104IC卡讀卡器：提供給員工刷卡用，它將收集刷卡的時間信息，傳給卡讀卡器：提供給員工刷卡用，它將收集刷卡的時間信息，傳給應用系

59、統，并存入數據庫中應用系統，并存入數據庫中應用服務器：用來負責從應用服務器：用來負責從IC卡讀卡器中收集信息，并對管理人員提卡讀卡器中收集信息，并對管理人員提供員工設置、考勤查詢等功能供員工設置、考勤查詢等功能數據庫服務器：用來存儲考勤數據，由于該系統比較小，因此在物數據庫服務器：用來存儲考勤數據，由于該系統比較小，因此在物理上可以與應用服務器合并理上可以與應用服務器合并客戶端軟件：提供給管理人員使用，連接應用服務器，完成相應操客戶端軟件：提供給管理人員使用，連接應用服務器，完成相應操作作 105客戶端：需使用客戶端：需使用Windows操作系統，安裝客戶端軟件（假設名為）操作系統，安裝客戶端

60、軟件（假設名為）服務器：包含一個用服務器：包含一個用Delphi開發的服務端軟件（設為），它需要與開發的服務端軟件（設為），它需要與Access數據庫交互（設為），并且需要通過數據庫交互（設為），并且需要通過IC卡讀卡器的驅動程序卡讀卡器的驅動程序（假設名為）來實現與（假設名為）來實現與IC卡讀卡器通信卡讀卡器通信IC卡讀寫器：對于本系統而言，它是不執行構件的設備，不過為了卡讀寫器：對于本系統而言，它是不執行構件的設備，不過為了方便員工，安裝了方便員工，安裝了3個。個。106作業解答n教材教材購銷購銷系統系統主要功能主要功能根據學校的教學計劃，向選課的學生及時供應所需根據學校的教學計劃，向選課