UML各類圖總結

UML（Unified Modeling Language）是一種統一建模語言，爲面向對象開發系統的產品進行說明、可視化、和編制文檔的一種標準語言。下面將對UML的九種圖+包圖的基本概念進行介紹以及各個圖的使用場景。

1、基本概念　　

　　以下圖所示，UML圖分爲用例視圖、設計視圖、進程視圖、實現視圖和拓撲視圖，又能夠靜動分爲靜態視圖和動態視圖。靜態圖分爲：用例圖，類圖，對象圖，包圖，構件圖，部署圖。動態圖分爲：狀態圖，活動圖，協做圖，序列圖。

　　一、用例圖（UseCase Diagrams）： 

  　　用例圖主要回答了兩個問題：一、是誰用軟件。二、軟件的功能。從用戶的角度描述了系統的功能，並指出各個功能的執行者，強調用戶的使用者，系統爲執行者完成哪些功能。

　　二、類圖（Class Diagrams）：

　　　　用戶根據用例圖抽象成類，描述類的內部結構和類與類之間的關係，是一種靜態結構圖。 在UML類圖中，常見的有如下幾種關係: 泛化（Generalization）,  實現（Realization），關聯（Association)，聚合（Aggregation），組合(Composition)，依賴(Dependency)。

  　　　各類關係的強弱順序： 泛化 = 實現 > 組合 > 聚合 > 關聯 > 依賴

　　2.1.泛化

　　　　【泛化關係】：是一種繼承關係，表示通常與特殊的關係，它指定了子類如何繼承父類的全部特徵和行爲。例如：老虎是動物的一種，即有老虎的特性也有動物的共性。

　　　　

　　2.2.實現

　　　　【實現關係】：是一種類與接口的關係，表示類是接口全部特徵和行爲的實現。

　　　　　　

　　2.3.關聯

 　　　　【關聯關係】：是一種擁有的關係，它使一個類知道另外一個類的屬性和方法；如：老師與學生，丈夫與妻子關聯能夠是雙向的，也能夠是單向的。雙向的關聯能夠有兩個箭頭或者沒有箭頭，單向的關聯有一個箭頭。

        　 【代碼體現】：成員變量

　　　　　　

　　2.4.聚合　

　　　　【聚合關係】：是總體與部分的關係，且部分能夠離開總體而單獨存在。如車和輪胎是總體和部分的關係，輪胎離開車仍然能夠存在。

        　　聚合關係是關聯關係的一種，是強的關聯關係；關聯和聚合在語法上沒法區分，必須考察具體的邏輯關係。

        　 【代碼體現】：成員變量

　　　　  

　　2.5.組合

　　　　【組合關係】：是總體與部分的關係，但部分不能離開總體而單獨存在。如公司和部門是總體和部分的關係，沒有公司就不存在部門。

       　　組合關係是關聯關係的一種，是比聚合關係還要強的關係，它要求普通的聚合關係中表明總體的對象負責表明部分的對象的生命週期。

　　　　【代碼體現】：成員變量

　　　　【箭頭及指向】：帶實心菱形的實線，菱形指向總體

　　　　　　　　　　

　　2.6.依賴　　

   　　【依賴關係】：是一種使用的關係，即一個類的實現須要另外一個類的協助，因此要儘可能不使用雙向的互相依賴.

        【代碼表現】：局部變量、方法的參數或者對靜態方法的調用

        【箭頭及指向】：帶箭頭的虛線，指向被使用者

　　　　

　　2.7 各類類圖關係

　　　　

　　三、對象圖（Object Diagrams）:

　　　　描述的是參與交互的各個對象在交互過程當中某一時刻的狀態。對象圖能夠被看做是類圖在某一時刻的實例。

　　　　　　

　　四、狀態圖（Statechart Diagrams）：

　　　　是一種由狀態、變遷、事件和活動組成的狀態機，用來描述類的對象全部可能的狀態以及時間發生時狀態的轉移條件。

　　　　　　

　　五、活動圖（Activity Diagrams）：

　　　　是狀態圖的一種特殊狀況，這些狀態大都處於活動狀態。本質是一種流程圖，它描述了活動到活動的控制流。　　　　

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、業務過程以及工做流的技術。

它能夠用來對業務過程、工做流建模，也能夠對用例實現甚至是程序實現來建模。

　　　　　　

　　5.1 帶泳道的活動圖

　　　　　　泳道代表每一個活動是由哪些人或哪些部門負責完成。

　　　　　　

　　5.2 帶對象流的活動圖

　　　　用活動圖描述某個對象時，能夠把涉及到的對象放置在活動圖中，並用一個依賴將其鏈接到進行建立、修改和撤銷的動做狀態或者活動狀態上，對象的這種使用方法就構成了對象流。對象流用帶有箭頭的虛線表示。

　　　　

　　六、序列圖-時序圖（Sequence Diagrams）：

　　　　交互圖的一種，描述了對象之間消息發送的前後順序，強調時間順序。

　　　　序列圖的主要用途是把用例表達的需求，轉化爲進一步、更加正式層次的精細表達。用例經常被細化爲一個或者更多的序列圖。同時序列圖更有效地描述如何分配各個類的職責以及各種具備相應職責的緣由。

　　　　

　　消息用從一個對象的生命線到另外一個對象生命線的箭頭表示。箭頭以時間順序在圖中從上到下排列。 

　　序列圖中涉及的元素：

　　6.1 生命線

　　　　生命線名稱可帶下劃線。當使用下劃線時，意味着序列圖中的生命線表明一個類的特定實例。

　　　　

　　6.2 同步消息

　　　　同步等待消息

　　　　

　　6.3 異步消息

　　　　異步發送消息，不需等待

　　　　　　　　

　　6.4 註釋

　　　　

　　6.5 約束

　　　　

　　6.6 組合　　　　

　　　　組合片斷用來解決交互執行的條件及方式。它容許在序列圖中直接表示邏輯組件，用於經過指定條件或子進程的應用區域，爲任何生命線的任何部分定義特殊條件和子進程。經常使用的組合片斷有：抉擇、選項、循環、並行。

　　七、協做圖（Collaboration Diagrams）：

　　　　交互圖的一種，描述了收發消息的對象的組織關係，強調對象之間的合做關係。時序圖按照時間順序布圖，而寫做圖按照空間結構布圖

　　　　

 

　　八、構件圖（Component Diagrams）：

　　　　構件圖是用來表示系統中構件與構件之間，類或接口與構件之間的關係圖。其中，構建圖之間的關係表現爲依賴關係，定義的類或接口與類之間的關係表現爲依賴關係或實現關係。

　　　　

　　9、部署圖（Deployment Diagrams）：

　　　　描述了系統運行時進行處理的結點以及在結點上活動的構件的配置。強調了物理設備以及之間的鏈接關係。

部署模型的目的：

描述一個具體應用的主要部署結構，經過對各類硬件，在硬件中的軟件以及各類鏈接協議的顯示，能夠很好的描述系統是如何部署的；平衡系統運行時的計算資源分佈；能夠經過鏈接描述組織的硬件網絡結構或者是嵌入式系統等具備多種硬件和軟件相關的系統運行模型。

2、圖的差別比較

　　1.序列圖(時序圖)VS協做圖

       序列圖和協做圖都是交互圖。兩者在語義上等價，能夠相互轉化。可是側重點不一樣：序列圖側重時間順序，協做圖側重對象間的關係。

共同點：時序圖與協做圖均顯示了對象間的交互。

不一樣點：時序圖強調交互的時間次序。

           協做圖強調交互的空間結構。

 　  2.狀態圖VS活動圖

      狀態圖和活動圖都是行爲圖。狀態圖側重從行爲的結果來描述，活動圖側重從行爲的動做來描述。狀態圖描述了一個具體對象的可能狀態以及他們之間的轉換。在實際的項目中，活動圖並非必須的，須要知足如下條件：一、出現並行過程&行爲；二、描述算法；三、跨越多個用例的活動圖。

 　  3.活動圖VS交互圖

　　兩者都涉及到對象和他們之間傳遞的關係。區別在於交互圖觀察的是傳送消息的對象，而活動圖觀察的是對象之間傳遞的消息。看似語義相同，可是他們是從不一樣的角度來觀察整個系統的。

3、UML與軟件工程

　　UML圖是軟件工程的組成部分，軟件工程從宏觀的角度保證了軟件開發的各個過程的質量。而UML做爲一種建模語言，更加有效的實現了軟件工程的要求。

　　以下圖，在軟件的各個開發階段須要的UML圖。

　　

　　下表是UML使用人員圖示：