UML–类详解

UML–类详解

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基础

如先前所关联的,类图的目的是显得建模系统的档次。在大多数的 UML
模型中这几个系列包括:

  • 接口

  • 数据类型

  • 组件

UML
为那几个项目起了一个特其它名字:“分类器”。平时地,你可以把分类器当做类,但在技术上,分类器是更进一步宽广的术语,它仍旧引用下面的此外二种档次为好。

类名

类的 UML 表示是一个长方形,垂直地分成多少个区,如图 1
所示。顶部区域显示类的名字。中间的区域列出类的性质。底部的区域列出类的操作。当在一个类图上画一个类元素时,你不可能不要有下面的区域,下面的二个区域是可挑选的(当图描述仅仅用于显示分类器间事关的高层细节时,上面的多少个区域是不必要的)。图
1 突显一个航线班机怎么样作为 UML
类建模。正如我们所能见到的,名字是 Flight,我们可以在中间区域看到Flight类的3个属性:flightNumber,departure提姆e

flightDuration。在底部区域中大家可以看来Flight类有五个操作:delayFlight
和 getArrival提姆e。

图片 1

图 1: Flight类的类图

类属性列表

类的属性节(中部区域)在分隔线上列出每一个类的性能。属性节是可挑选的,要是一用它,就包含类的列表呈现的每个属性。该线用如下格式:

name : attribute type
flightNumber : Integer

继承大家的Flight类的例证,我们可以运用性能类型消息来叙述类的性质,如表 1
所示。

表 1:具有关联类型的Flight类的属性名字

属性名称 属性类型
flightNumber Integer
departureTime Date
flightDuration Minutes

在事情类图中,属性类型一般与单位符合,这对于图的或是读者是有含义的(例如,分钟,加元,等等)。可是,用于转移代码的类图,要求类的性质类型必须界定在由程序语言提供的档次之中,或含有于在系统中实现的、模型的系列之中。

在类图上显得所有默认值的特定属性,有时是卓有功效的(例如,在银行账户应用程序中,一个新的银行账户会以零为起先值)。UML
规范允许在属性列表节中,通过应用如下的记号作为默认值的标识:

name : attribute type = default value

举例来说来说:

balance : Dollars = 0

突显属性默认值是可选择的;图 2
展现一个银行账户类具有一个名为 balance的品种,它的默认值为0。

图片 2

图 2:展现默认为0日元的balance属性值的银行账户类图。

类操作列表

类操作记录在类图长方形的第五个(最低的)区域中,它也是可挑选的。和性质一样,类的操作以列表格式突显,每个操作在它自己线上。操作使用下列记号表现:

    name(parameter list) : type of value returned

下边的表 2 中Flight类操作的照射。

表 2:从图 2 辉映的Flight类的操作

操作名称 返回参数 值类型
delayFlight
Name Type
numberOfMinutes Minutes
N/A
getArrivalTime N/A Date

图3体现,delayFlight 操作有一个Minutes类型的输入参数 —
numberOfMinutes。但是,delayFlight
操作没有再次回到值。 1 当一个操作有参数时,参数被放在操作的括号内;每个参数都采用这样的格式:“参数名:参数类型”。

图片 3

图 3:Flight类操作参数,包括可挑选的“in”标识。

当文档化操作参数时,你恐怕应用一个可采取的提示器,以展现参数到操作的输入参数、或输出参数。这个可选择的指示器以“in”或“out”出现,如图3中的操作区域所示。一般的话,除非将利用一种早期的次序编程语言,如Fortran
,这么些提醒器可能会怀有帮忙,否则它们是不必要的。可是,在
C++和Java中,所有的参数是“in”参数,而且按照UML规范,既然“in”是参数的默认类型,大多数人将会遗漏输入/输出提醒器。

继承

在面向对象的统筹中一个老大首要的定义,继承,指的是一个类(子类)继承除此以外的一个类(超类)的一样功用,并追加它和谐的新效用(一个非技术性的比方,想象我连续了我三姨的形似的音乐力量,不过在自己的家里,我是绝无仅有一个玩电吉他的人)的力量。为了在一个类图上建模继承,从子类(要继承行为的类)拉出一条闭合的,单键头(或三角形)的实线指向超类。考虑银行账户的连串:图
4 显示 CheckingAccount 和 SavingsAccount 类怎么样从 BankAccount
类继承而来。

图片 4

图 4: 继承通过指向超类的一条闭合的,单箭头的实线表示。

在图 4 中,继承关系由各样超类的单身的线画出,这是在IBM Rational
Rose和IBM Rational
XDE中选用的艺术。然则,有一种叫做 树标记的准备模式可以画出继承关系。当存在多少个或更多子类时,如图
4 中所示,除了继续线象树枝一样混在联合外,你可以采纳树形记号。图 5
是重绘的与图 4 一样的连续,不过这一次使用了树形记号。

图片 5

图 5: 一个施用树形记号的继承实例

抽象类及操作 
仔细的读者会注意到,在图 4 和 图5
中的图中,类名BankAccount和withdrawal操作使用斜体。这代表,BankAccount
类是一个抽象类,而withdrawal方法是抽象的操作。换句话说,BankAccount
类使用withdrawal规定抽象操作,并且CheckingAccount 和 SavingsAccount
五个子类都分别地实施它们各自版本的操作。

不过,超类(父类)不肯定假若抽象类。标准类作为超类是例行的。

关联 
当你系统建模时,特定的目的间将会相互关系,而且这个关系本身需要被清楚地建模。有五种关系。在这一有些中,我将会商讨它们中的六个– 双向的涉及和单向的涉及,而且我将会在Beyond the
basics
有些研究剩下的两种关系类型。请小心,关于什么时候该行使每序列型涉及的事无巨细谈论,不属于本文的界定。相反的,我将会把首要集中在每种关系的用途,并表明如何在类图上画出涉及。

双向(标准)的关联 
关系是五个类间的连结。关联总是被假定是双向的;那象征,六个类互相明白它们间的联络,除非你限定一些其余项目标关联。回顾一下Flight
的例子,图 6 呈现了在Flight类和Plane类之间的一个正经项目标涉嫌。

图片 6

图 6:在一个Flight类和Plane类之间的双向关联的实例

一个双向关联用五个类间的实线表示。在线的任一端,你放置一个角色名和多重值。图
6
显示Flight与一个一定的Plane相关联,而且Flight类知道这多少个涉及。因为角色名以Plane类表示,所以Plane承担关联中的“assignedPlane”角色。紧接于Plane类前面的多重值描述0…1表示,当一个Flight实体存在时,能够有一个或没有Plane与之提到(也就是,Plane可能还没有被分配)。图
6
也显得Plane知道它与Flight类的关联。在这些涉及中,Flight承担“assignedFlights”角色;图
6
的图告诉咱们,Plane实体可以不与flight关联(例如,它是一架全新的飞行器)或与从不上限的flight(例如,一架已经当兵5年的飞机)关联。

出于对这一个在关乎尾部可能出现的多重值描述感到困惑,下面的表3列出了部分多重值及它们含义的例子。

表 3: 多重值和它们的象征

可能的多重值描述

表示

含义

0..1

0个或1个

1

只能1个

0..*

0个或五个

*

0个或两个

1..*

1个或本人个

3

只能3个

0..5

0到5个

5..15

5到15个

单向关系 
在一个单向关系中,四个类是相关的,不过唯有一个类知道这种互换的留存。图 7
展现单向关系的透支财务报告的一个实例。

图片 7

图 7: 单向关系一个实例:OverdrawnAccountsReport 类 BankAccount 类,而
BankAccount 类则对关系一无所知。

一个一头的关系,表示为一条带有指向已知类的怒放箭头(不闭馆的箭头或三角形,用于标志继承)的实线。如同标准提到,单向关系包括一个角色名和一个多重值描述,但是与正式的双向关联不同的时,单向关系只含有已知类的角色名和多重值描述。在图
7 中的例子中,OverdrawnAccountsReport 知道 BankAccount 类,而且知道
BankAccount
类扮演“overdrawnAccounts”的角色。然则,和标准提到不同,BankAccount
类并不知道它与 OverdrawnAccountsReport
相关联。 2

软件包 
不可制止,倘使你正在为一个大的体系或大的事务领域建模,在你的模型校官会有不少不等的分类器。管理所有的类将是一件令人生畏的任务;所以,UML
提供一个称作 软件包的团队元素。软件包使建模者可以协会模型分类器到名字空间中,这有些象文件系统中的文件夹。把一个系统分为三个软件包使系统成为容易领悟,尤其是在各类软件包都表现系统的一个特定部分时。 3

在图中设有二种方法表示软件包。并从未规则要求运用哪个种类标志,除了用你个人的判定:哪一类更方便阅读你画的类图。二种情势都是由一个较小的长方形(用于固定)嵌套在一个大的长方形中初始的,如图
8 所示。然而建模者必须决定包的积极分子怎么样表示,如下:

  • 假若建模者决定在大长方形中展示软件包的成员,则持有的这个成员 4 内需被放置在长方形里面。另外,所有软件包的名字需要放在软件包的较小长方形之内(如图
    8 的显示)。

  • 若果建模者决定在大的长方形之外呈现软件包成员,则有所将会在图上显示的积极分子都亟需被平放长方形之外。为了显示属于软件包的分类器属于,从各种分类器画一条线到中间有加号的圆圆,这一个圆周粘附在软件包之上(图9)。

图片 8

图 8:在软件包的长方形内凸显软件包成员的软件包元素例子

图片 9

图 9:一个经过连接线表现软件包成员的软件包例子

问询基础紧要性

在 UML 2
中,明白类图的基本功更为首要。这是因为类图为具有的此外社团图提供基本的构建块。如组件或对象图(仅仅是举了些例子)。


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跨越基础

到此停止,我一度介绍了类图的底蕴,可是请继续往下读!在底下的局部中,我将会带领你到你会利用的类图的更紧要的地点。这多少个概括UML
2 规范中的接口,另外的二种关系类型,可见性和任何补偿。

接口 
在本文的先头,我指出您以类来设想分类器。事实上,分类器是一个进一步相似的定义,它包括数据类型和接口。

至于哪一天、以及咋样飞快地在系统结构图中采取数据类型和接口的完好商讨,不在本文的座谈范围以内。既然这样,我干吗要在此间提及数据类型和接口呢?你或许想在结构图上效仿这一个分类器类型,在这一个时候,使用科学的记号来代表,或者至少知道这一个分类器类型是紧要的。不得法地绘制这么些分类器,很有可能将使你的社团图读者觉得混乱,将来的体系将无法适应需求。

一个类和一个接口不同:一个类可以有它造型的真实实例,可是一个接口必须至少有一个类来兑现它。在
UML 2
中,一个接口被认为是类建模元素的特殊化。因而,接口就象类这样绘制,可是长方形的顶部区域也有文件“interface”,如图
10
所示。 5

图片 10

图 10:Professor类和Student类实现Person接口的类图实例

在图 10
中展现的图中,Professor和Student类都实现了Person的接口,但并不从它延续。我们领略这或多或少是出于上边两个原因:1)
Person对象作为接口被定义 —
它在目的的名字区域中有“interface”文本,而且我们看出由于Professor和Student对象遵照画类对象的规则(在它们的名字区域中没有额外的分类器文本)标示,所以它们是 对象。
2) 大家清楚继承在此处没有被出示,因为与带箭头的线是点线而不是实线。如图
10
所示,一条带有闭合的单向箭头的 线意味着实现(或施行);正如大家在图
4 中所见到的,一条带有闭合单向箭头的线意味着继续。

更多的关系 
在地点,我谈谈了双向关联和单向关系。现在,我将会介绍剩下的三类别型的关系。

关联类 
在关系建模中,存在一些场合下,你需要包括其他类,因为它蕴含了有关关联的有价值的音讯。对于这种情景,你会选用 关联类 来绑定你的主干关系。关联类和一般类一样表示。不同的是,主类和关联类之间用一条相交的点线连接。图
11 展现一个航空工业实例的涉嫌类。

图片 11

图 11:扩展关联类 MileageCredit

在图 11 中显示的类图中,在Flight类和 FrequentFlyer
类之间的涉及,产生了名为
MileageCredit的关联类。这表示当Flight类的一个实例关联到 FrequentFlyer
类的一个实例时,将会发出 MileageCredit 类的一个实例。

聚合 
集结是一种特别类型的关系,用于描述“总体到一些”的涉嫌。在主旨的会合关系中, 部分类 的生命周期独立于 整体类 的生命周期。

举例来说来说,我们可以设想, 是一个完好无缺实体,而 车轮 轮胎是整辆车的一有的。轮胎可以在安排到车时的前多少个星期被制作,并放置于仓库中。在那个实例中,Wheel类实例清楚地独自地Car类实例而留存。然而,有些状况下, 部分 类的生命周期并  独立于 整体 类的生命周期

这称为合成聚合。举例来说,考虑公司与单位的关系。 商家和机关 都建模成类,在商店存在在此以前,部门无法存在。这里Department类的实例依赖于Company类的实例而存在。

让大家更进一步探讨基本聚合和烧结聚合。

主干聚合 
有汇集关系的涉及提议,某个类是此外某个类的一有些。在一个会师关系中,子类实例可以比父类存在更长的光阴。为了显示一个会合关系,你画一条从父类到部分类的实线,并在父类的关联末端画一个未填充棱形。图
12 彰显车和轮胎间的联谊关系的例证。

图片 12

图 12: 一个成团关联的例证

构成聚合 
整合聚合关系是聚众关系的另一种样式,不过子类实例的生命周期看重于父类实例的生命周期。在图13中,显示了Company类和Department类之间的组成关系,注意组合关系如聚合关系一致绘制,不过本次菱形是被填充的。

图片 13

图 13: 一个整合关系的例子

在图 13
中的关系建模中,一个Company类实例至少总有一个Department类实例。因为关乎是组成关系,当Company实例被移除/销毁时,Department实例也将机关地被移除/销毁。组合聚合的另一个重点功效是部分类只可以与父类的实例相关(举例来说,我们例子中的Company类)。

反射关联 
前天我们曾经钻探了有着的关系类型。就如你可能注意到的,我们的兼具例子已经映现了三个不同类之间的涉及。不过,类也得以应用反射关联与它自身相关联。开首,这或者没有意义,不过切记,类是空虚的。图
14 展现一个Employee类怎么样通过manager /
manages角色与它自身有关。当一个类关联到它本身时,这并不表示类的实例与它自己有关,而是类的一个实例与类的另一个实例相关。

图片 14

图 14:一个反光关联关系的实例

图 14
描绘的涉及表达一个Employee实例可能是其它一个Employee实例的经纪。然则,因为“manages”的关系角色有
0..*的多重性描述;一个雇员可能不受任何此外雇员管理。

可见性 
在面向对象的规划中,存在属性及操作可见性的记号。UML
识别四种档次的可见性:public,protected,private及package。

UML
规范并不要求性能及操作可见性必须出示在类图上,可是它要求为各样属性及操作定义可见性。为了在类图上的显得可见性,放置可见性标志于属性或操作的名字以前。尽管UML 指定四种可见性类型,可是事实上的编程语言可能扩张额外的可见性,或不辅助UML 定义的可见性。表4彰显了 UML 襄助的可见性类型的不等标志。

表 4:UML 帮忙的可见性类型的标志

标志 可见性类型
+ Public
# Protected
Private
~ Package

当今,让咱们看一个类,以表明属性及操作的可见性类型。在图 15
中,所有的习性及操作都是public,除了 updateBalance 操作。updateBalance
操作是protected。

图片 15

图 15:一个 BankAccount 类表达它的性能及操作的可见性


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UML
2 补充

既是我们早就覆盖了根基和高档主旨,大家将掩盖一些由UML 1.
x增加的类图的新标志。

实例 
当一个系统结构建模时,展现例子类实例有时候是立竿见影的。为了这种社团建模,UML
2
提供 实例规范 元素,它显得在系统中使用例子(或具体)实例的值得注意的信息。

实例的标志和类一样,不过代表顶端区域中仅部分类名,它的名字是通过拼接的:

Instance Name : Class Name

举例来说:

Donald : Person

因为显示实例的目标是展示值得注意的或有关的音信,没必要在你的模型中蕴藏全体实体性质及操作。相反地,仅仅彰显感兴趣的属性及其值是一点一滴适用的。如图16所描述。

图片 16

图 16:Plane类的一个实例例子(只显示感兴趣的属性值)

不过,仅仅展现有些实例而尚未它们的关系不太实用;由此,UML 2
也同目的在于实体层的涉及/关联建模。绘制关联与一般的类关系的规则平等,除了在建模关联时有一个叠加的要求。附加的限定是,关联关系必须与类图的涉嫌相平等,而且涉及的角色名字也亟须与类图相平等。它的一个例子呈现于图
17 中。在这些事例中,实例是图 6 中类图的事例实例。

图片 17

图 17:图 6 中用实例代替类的例证

图 17
有Flight类的二个实例,因为类图提出了在Plane类和Flight类之间的涉及是 0或多。因而,大家的例证给出了六个与NX0337
Plane实例相关的Flight实例。

角色 
建模类的实例有时比期望的愈加详细。有时,你恐怕唯有想要在一个较多的相似层次做类关系的模型。在那种场地下,你应有利用 角色 记号。角色记号类似于实例记号。为了树立类的角色模型,你画一个方格,并在其中放置类的角色名及类名,作为实体记号,但是在这情状你无法加下划线。图
18 显示一个由图 14 中图描述的雇员类扮演的角色实例。在图 18
中,大家可以认为,尽管雇员类与它本身有关,关系着实是关于雇员之间扮演主任及团伙成员的角色。

图片 18

图 18:一个类图显示图14中饰演不同角色的类

注意,你不可能在纯粹类图中做类角色的建模,即便图
18显得你可以如此做。为了利用角色记号,你将会需要运用下边研讨的内部结构记号。

里头的构造 
UML 2
结构图的更有效的效能之一是新的内部结构记号。它同意你出示一个类或此外的一个分类器咋样在里头整合。这在
UML 1. x
中是不容许的,因为记号限制你不得不展现一个类所负有的集纳关系。现在,在 UML
2 中,内部的布局记号让您更精通地显示类的依次部分如何保障关系。

让我们看一个实例。在图 18
中我们有一个类图以突显一个Plane类如何由五个引擎和六个控制软件对象组成。从这一个图中省略的东西是显得关于飞机部件怎么样被装配的有的信息。从图
18
的图,你不可能说明,是每个控制软件对象说了算几个引擎,依旧一个控制软件对象说了算多少个引擎,而另一个控制一个引擎。

图片 19

图 19: 只呈现对象期间涉及的类图

绘制类的内在结构将会改进这种场合。先导时,你通过用二个区域画一个方格。最顶端的区域包含类名字,而较低的区域包含类的内部结构,显示在它们父类中承受不同角色的部分类,角色中的每个部分类也关系到另外类。图
19 呈现了Plane类的内部结构;注意内部结构怎么着澄清混乱性。

图片 20

图 20:Plane类的内部结构例子。

在图 20 中Plane有两个ControlSoftware 对象,而且每个控制二个引擎。在图右边上的
ControlSoftware(control1)控制引擎 1 和 2 。在图左边的
ControlSoftware(control2)控制引擎 3 和 4 。 

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