“程序猿”如何画UML类图？

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谢谢邀请。

一、UML简介1.什么是UML？

UML是面向对象分析与设计时的行业标准。全称为Unified Modeling Language（“同一建模语言”）。其主要内容是针对面向对象的分析和设计。UML是由OMG（Object Management Group）于1997年发表的图标式软件设计语言。它是一个支持模型化和软件系统开发的图形化语言。为软件开发的所有阶段提供模型化和可视化支持。从需求规格描述到系统完成后的测试和维护。是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。

OMG是一个国际化的、开放成员的、非盈利性的计算机行业标准协会。成立于1989年。（不是LOL的战队哈！）

UML具有以下重要的功能：

可视化功能（Visualizing）

说明功能（Specifying）

建造和建立文档的功能（Documenting）

2.为什么要建模？

模型就是对现实的一种简化。模型提供了系统的一个蓝图。其中包括了详细的计划。也包括了从高层次考虑的总体设计。建模就是为了能够更好地理解正在开发的系统。通过建模可以达到如下的目的：

模型有助于按照实际情况或按照所需要的样式对系统进行可视化。

模型能够规约系统的结构或行为。

模型给出了指导构造系统的模板。

模型对做出的决策进行文档化。

3.UML由什么组成？

UML由图和元模型组成。图是语法。元模型是语义。UML主要包括三个基本构造块：

事物（Things）

关系（Relationships）

图（Diagrams）

1）事物

事物是实体抽象化的最终结果。是模型中的基本成员。

（1）结构事物（Structural Things）是模型中的静态部分。主要用来呈现概念或实体的表现元素。分为以下7种：

类（Class）：指具有相同属性、方法、关系和语义的对象的集合。

接口（Interface）：指类或组件所提供的的服务。描述了类或组件对外可见的动作。

协作（Collaboration）：描述合作完成某个特定任务的一组类及其关联的集合。用于对使用情形的实现建模。

用例（Use Case）：定义了执行者和被考虑的系统之间的交互来实现一个业务目标。

活动类（Active Class）：活动类的对象有一个或多个进程或线程。活动类和类很像。只是它的对象所代表的元素的行为和其他的元素是同时存在的。

组件（Component）：是物理的、可替换的部分。包含接口的集合。

结点（Node）：是系统在运行时存在的物理元素代表一个可计算的资源。通常占用一些内存和具有处理能力。

（2）行为事物（Behavioral Things）指的是UML模型中的动态部分。代表语句里的“动词”。表示模型里随着时空不断变化的部分。包括如下两类：

交互（Ineraction）：交互是由一组对象之间在特定上、下文中。为了达到特定的目的而进行的一系列消息交换而组成的动作。

状态机（State Machine）：状态机由一系列对象的状态组成。

（3）分组事物（Grouping Things）可以看成是一个“盒子”。模型可以在其中被分解。目前只有一种分组事物——包（Package）。结构事物、动作事物甚至分组事物都可能放在一个包中。包只存在于开发阶段。而组件在运行时存在。

（4）注释事物（Annotational Things）是UML模型的解释部分。

2）关系

关系是将事物联系在一起的方式。UML中有如下四种关系：

依赖（Dependencies）：两个事物之间的语义关系。其中一个事物发生变化会影响另一个事物的语义。

关联（Association）：一种描述一组对象之间连接的结构关系。

泛化（Generalization）：一种一般化——特殊化的关系。

实现（Realization）：类之间的语义关系。其中一个类指定了由另一个类保证执行的契约。

3）图

图是事物集合的分类。主要包含以下几种：

类图（Class Diagram）：描述系统所包含的类、类内部结构及类之间的关系。

对象图（Object Diagram）：是类图的一个具体实例。

组件图（Compoment Diagram）：描述代码部件的物理结构以及各部件之间的依赖关系。

部署图（Deployment Diagram）：定义系统中软、硬件的物理体系结构。

用例图（Usecase Diagram）：从用户的角度出发描述系统的功能、需求。展示系统外部的各类角色与系统内部的各种用例之间的关系。

时序图（Sequence Diagram）：表示对象之间动态合作的关系。

协作图（Collaboration Diagram）：描述对象之间的协作关系。

状态图（Statechart Diagram）：描述一类对象的所有可能的状态及事件发生时状态的转移条件。

活动图（Activity Diagram）：描述系统中各种活动的执行顺序

统一的标准；

面向对象。UML是支持面向对象软件开发的建模语言。

可视化、表现能力强。

独立于过程。UML不依赖于特定的软件开发过程。

概念明确。建模表示法简洁。图形结构清晰。容易掌握和使用。

二、UML图1.UML用例图

UML用例图用于表示用户与系统交互的场景。其中用例用椭圆表示。

具体步骤如下所示：

启动StarUML软件。

建立一个空白的Use Case Diagram。（选中右上角的“Model Explorer”中的“Use Case Model”；右键单击“Use Case Model”并选中弹出菜单“Add Diagram”中的“Use Case Diagram”；创建了一个空的用例图之后可以看到“Toolbox”中有“Actor”和“UseCase”等供用户选择使用。）

绘制UML用例图。

保存。（可以保存为一个UML文件。也可以保存为一张图片。）

UML用例图如下：

UML类图用于表现类的特征。类图描述了多个类、接口的特征。以及对象之间的协作和交互。类图用一个或者多个矩形区域构成。每个类图的内容包括：

类型。即类名；

属性。是可选的；

方法。是可选的。

具体步骤如下所示：

启动StarUML软件。

建立一个空的Class Diagram。（选中右上角的“Model Explorer”中的“Use Case Model”；右键单击“Use Case Model”并选中弹出菜单“Add Diagram”中的“Class Diagram”；创建了一个空的类图之后可以看到“Toolbox”中有“Class”和“Interface”等供用户选择使用。）

绘制UML类图。

保存。（可以保存为一个UML文件。也可以保存为一张图片。）

UML类图如下：

3.UML对象图

UML对象图用于表现对象的特征。它能够展现对象的特征及对象之间的交互关系。

具体步骤如下：

启动StarUML软件。

建立一个空的Class Diagram。（选中右上角的“Model Explorer”中的“Use Case Model”；右键单击“Use Case Model”并选中弹出菜单“Add Diagram”中的“Class Diagram”；创建了一个空的类图之后可以看到“Toolbox”中有“Object”等供用户选择使用。）

绘制UML对象图。

保存。（可以保存为一个UML文件。也可以保存为一张图片。）

UML对象图如下：

UML组件图用于表现组件之间的关系。

具体步骤如下：

启动StarUML软件。

建立一个空的Component Diagram。（选中右上角的“Model Explorer”中的“Use Case Model”；右键单击“Use Case Model”并选中弹出菜单“Add Diagram”中的“Component Diagram”；创建了一个空的类图之后可以看到“Toolbox”中有“Component”等供用户选择使用。）

绘制UML组件图。

保存。（可以保存为一个UML文件。也可以保存为一张图片。）

UML组件图如下：

UML部署图用于表现软件部署的物理设备信息。

具体步骤如下：

启动StarUML软件。

建立一个空的Component Diagram。（选中右上角的“Model Explorer”中的“Use Case Model”；右键单击“Use Case Model”并选中弹出菜单“Add Diagram”中的“Deployment Diagram”；创建了一个空的类图之后可以看到“Toolbox”中有“Node”等供用户选择使用。）

绘制UML部署图。

保存。（可以保存为一个UML文件。也可以保存为一张图片。）

UML部署图如下：

UML时序图用于表现一段时间内多个对象之间的交互信息。时序图强调消息交互的时间顺序。

具体步骤如下：

启动StarUML软件。

建立一个空的Sequence Diagram。（选中右上角的“Model Explorer”中的“Use Case Model”；右键单击“Use Case Model”并选中弹出菜单“Add Diagram”中的“Sequence Diagram”；创建了一个空的类图之后可以看到“Toolbox”中有“Object”等供用户选择使用。）

绘制UML时序图。

保存。（可以保存为一个UML文件。也可以保存为一张图片。）

UML时序图如下：

UML协作图用于表现一定范围内对象之间协作的信息。强调参与信息交流的对象之间的组织结构。

具体步骤如下：

启动StarUML软件。

建立一个空的Collaboration Diagram。（选中右上角的“Model Explorer”中的“Use Case Model”；右键单击“Use Case Model”并选中弹出菜单“Add Diagram”中的“Collaboration Diagram”；创建了一个空的类图之后可以看到“Toolbox”中有“Object”、“ForwardSrimulus”、“ReverseStimulus”等供用户选择使用。）

绘制UML协作图。

保存。（可以保存为一个UML文件。也可以保存为一张图片。）

UML协作图如下：

UML状态图重点强调对象在不同事件触发时。其内部状态的变化过程。

具体步骤如下所示：

启动StarUML软件。

建立一个空的Statechart Diagram。（选中右上角的“Model Explorer”中的“Use Case Model”；右键单击“Use Case Model”并选中弹出菜单“Add Diagram”中的“Statechart Diagram”；创建了一个空的类图之后可以看到“Toolbox”中有“State”、“InitialState”、“FinalState”、“Transition”等供用户选择使用。）

绘制UML状态图。

保存。（可以保存为一个UML文件。也可以保存为一张图片。）

UML状态图如下：

UML活动图用于描述活动的流程。

具体步骤如下：

启动StarUML软件。

建立一个空的Activity Diagram。（选中右上角的“Model Explorer”中的“Use Case Model”；右键单击“Use Case Model”并选中弹出菜单“Add Diagram”中的“Activity Diagram”；创建了一个空的类图之后可以看到“Toolbox”中有“InitialState”、“FinalState”、“Decision”、“ActionState”、“Transition”等供用户选择使用。）

绘制UML活动图。

保存。（可以保存为一个UML文件。也可以保存为一张图片。）

UML活动图如下：

1、类与继承泛化（Generalization）泛化关系：是一种继承关系。表示一般与特殊的关系。它指定了特化父类的所有特征和行为。箭头指向：带三角箭头的实线。指向父类。代码表现：extends

图示如下：

2、接口与实现（Realization）实现关系：是一种类与接口的关系。表示类是接口所有特征和行为的实现。箭头指向：带三角箭头的虚线。箭头指向接口或者是直线连接圆圈。代码表现：implements

图示如下：

3、依赖（Dependency）依赖关系：是一种使用的关系。即一个类的实现需要另一个类的协助。所以要尽量不适用双向的相互依赖。箭头指向：带箭头的虚线。箭头指向需要协助的类。代码表现：import。

图示如下：

4、关联（Association）关联关系：是一种拥有的关系。它使一个类知道另一个类的属性和方法；双向的关联可以有两个箭头或者没有箭头。单向的关联有一个箭头。箭头指向：带普通箭头的实心线。指向被拥有者。代码体现：成员变量

图示如下：

5、聚合（Aggregation）聚合关系：是整体与部分的关系。且部分可以离开整体而单独存在。箭头指向：带空心菱形的实心线。菱形指向整体。代码体现：成员变量

图示如下：

6、组合（Composition）组合关系：是整体与部分的关系。但部分不能离开整体而单独存在。箭头指向：带实心菱形的实线。菱形指向整体。代码体现：成员变量

图示如下：

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