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1、UML面向对象建模基础,交互图,知识图谱,Agenda,交互与交互图 如何阅读交互图 如何绘制交互图 交互图应用说明 定时图 本章小结,交互的概念,一次交互就是指在特定语境中，为了实现某一个目标，而在一组对象之间进行交换的一组消息所表示的行为,UML中的4种交互图,顺序图：顺序图是一种强调消息时间顺序的交互图，为读者提供了控制流随着时间推移的清晰的可视化轨迹 通信图：UML 2.0中的通信图实际上就是UML 1中的协作图，它强调的是参加交互的对象的组织，为读者提供了在协作对象结构组织的语境中观察控制流的一个清晰的可视化轨迹 定时图：采用了一种带数字刻度的时间轴来精确地描述消息的顺序 交互概述图
2、：是交互图和活动图的混合物,1.顺序图,1.1 概述 顺序图(序列图)主要用于按照交互发生的一系列顺序，显示对象之间的这些交互。很象类图，开发者一般认为序列图只对他们有意义。然而，一个组织的业务人员会发现，序列图显示不同的业务对象如何交互，对于交流当前业务如何进行很有用。除记录组织的当前事件外，一个业务级的序列图能被当作一个需求文件使用，为实现一个未来系统传递需求。在项目的需求阶段，分析师能通过提供一个更加正式层次的表达，把用例带入下一层次。那种情况下，用例常常被细化为一个或者更多的序列图。,1.顺序图,序列图的主要用途之一，是把用例表达的需求，转化为进一步、更加正式层次的精细表达。用例常常被
3、细化为一个或者更多的序列图。,顺序图的主要元素,对象与角色：最顶上一排矩形框。在交互图中，参与交互的对象既可以是具体的事物，又可以是原型化的事物。作为具体的事物，一个对象代表现实世界中的某个东西。例如，aOrder作为类Order的一个实例，可以代表一个特定的订单；而如果作为一个原型化的事件，则aOrder可以代表类Order的任何一个实例。 生命线与控制焦点：每个对象都有自己的生命线，对象生命线是一条垂直的虚线，用来表示一个对象在一段时间内存在。,消息：用来描述对象之间所进行的通信的，该信息带有对将要发生的活动的期望。当传送一个消息时，它所引起的动用是一个通过对计算过程的抽象而得到的可执行语
4、句。 消息分为五种：调用、返回、发送、创建和销毁 调用：表示调用某个对象一个操作,顺序图的主要元素,顺序图的主要元素,顺序编号：整个消息的传递过程就形成了一个完整的序列，因此通过在每个消息的前面加上一个用冒号隔开的顺序号来表示其顺序。除了顺序编号之外，还可以采用嵌套方案：,1.顺序图,框架符号在 UML 2中，框架元件用于作为许多其他的图元件的一个基础，作为图的图形化边界。,1.顺序图,除了提供一个图形化边框之外，用于图中的框架元件也有描述交互的重要的功能。在序列图上一个序列接收和发送消息（交互），能通过连接消息和框架元件边界，建立模型（如图 2 所见到）。,1.顺序图,注意在图 2 中，对于
5、序列图，图的标签由文字“sd”开始。当使用一个框架元件封闭一个图时，图的标签需要按照以下的格式: UML 规范给图类型提供特定的文本值。（举例来说，sd代表序列图，activity代表活动图，use case代表用例图）。,1.顺序图,基础序列图的主要目的是定义事件序列，产生一些希望的输出。重点不是消息本身，而是消息产生的顺序；不过，大多数序列图会表示一个系统的对象之间传递的什么消息，以及它们发生的顺序。图按照水平和垂直的维度传递信息：垂直维度从上而下表示消息/调用发生的时间序列，而且水平维度从左到右表示消息发送到的对象实例。,1.顺序图,生命线当画一个序列图的时候，放置生命线符号元件，横跨图
6、的顶部。生命线表示序列中，建模的角色或对象实例。 生命线画作一个方格，一条虚线从上而下，通过底部边界的中心（图 3）。生命线名字放置在方格里。,图 3: 用于一个实体名为freshman的生命线的Student类的一个例子,UML 的生命线命名标准按照如下格式:,1.顺序图,生命线图 3 中我们生命线例子是一个命名的对象，但是不是所有的生命线都代表命名的对象。相反的，一个生命线能用来表现一个匿名的或未命名的实体。当在一个序列图上，为一个未命名的实例建模时，生命线的名字采用和一个命名实例相同的模式；但是生命线名字的位置留下空白，而不是提供一个例图名字。再次参考图 3，如果生命线正在表现Stude
7、nt类的一个匿名例图，生命线会是: “Student”。同时, 因为序列图在项目设计阶段中使用，有一个未指定的对象是完全合法: 举例来说，“freshman”。,图 3: 用于一个实体名为freshman的生命线的Student类的一个例子,1.顺序图,消息为了可读性，序列图的第一个消息总是从顶端开始，并且一般位于图的左边。然后继发的消息加入图中，稍微比前面的消息低些。 为了显示一个对象（例如，生命线）传递一个消息给另外一个对象，你画一条线指向接收对象，包括一个实心箭头（如果是一个同步调用操作）或一个棍形箭头（如果是一个异步讯号）。消息/方法名字放置在带箭头的线上面。正在被传递给接收对象的消息
8、，表示接收对象的类实现的一个操作/方法。,1.顺序图,消息,图 4: 一个在对象之间传递消息的实例,返回消息是可选择的；一个返回消息画作一个带开放箭头的虚线，向后指向来源的生命线，在这条虚线上面，你放置操作的返回值。,1.顺序图,消息 当序列图建模时，有时候，一个对象将会需要传递一个消息给它本身。一个对象何时称它本身？一个纯化论者会争辩一个对象应该永不传递一个消息给它本身。然而，为传递一个消息给它本身的对象建模，在一些情境中可能是有用的。举例来说，图 5 是图 4 的一个改良版本。 图 5 版本显示调用它的 determineAvailableReports 方法的系统对象。通过表示系统传递消
9、息“determineAvailableReports”给它本身，模型把注意力集中到过程的事实上，而不是系统对象。,1.顺序图,消息 当序列图建模时，有时候，一个对象将会需要传递一个消息给它本身。一个对象何时称它本身？一个纯化论者会争辩一个对象应该永不传递一个消息给它本身。然而，为传递一个消息给它本身的对象建模，在一些情境中可能是有用的。举例来说，图 5 是图 4 的一个改良版本。 图 5 版本显示调用它的 determineAvailableReports 方法的系统对象。通过表示系统传递消息“determineAvailableReports”给它本身，模型把注意力集中到过程的事实上，而不
10、是系统对象。 为了要画一个调用本身的对象，如你平时所作的，画一条消息，但是不是连接它到另外的一个对象，而是你把消息连接回对象本身。,1.顺序图,消息,图 5: 系统对象调用它的 determineAvailableReports 方法,1.顺序图,消息 图 5 中的消息实例显示同步消息；然而，在序列图中，你也能为异步消息建模。一个异步消息和一个同步的画法类似，但是消息画的线带一个棍形矛头，如图 6 所示。,图 6: 表示传递到实体2的异步消息的序列图片段,1.顺序图,约束当为对象的交互建模时，有时候，必须满足一个条件，消息才会传递给对象。约束在 UML 图各处中，用于控制流。在这里，我将会讨论
11、UML 1.x 及UML 2.0两者的约束。在 UML 1.x 中，一个约束只可能被分配到一个单一消息。UML 1.x中，为了在一个序列图上画一个约束，你把约束元件放在约束的消息线上，消息名字之前。图 7 显示序列图的一个片段，消息addStudent 方法上有一个约束。,1.顺序图,约束,在图 7 中，约束是文本“ pastDueBalance=0”。通过这个消息上的约束，如果应收帐系统返回一个零点的逾期平衡，addStudent 消息才将会被传递。,图 7:UML 1.x 序列图的一个片段，其中addStudent 消息有一个约束,1.顺序图,约束-组合碎片(变体方案，选择项，和循环)然而
12、，在大多数的序列图中，UML 1.x“in-line”约束不足以处理一个建模序列的必需逻辑。这个功能缺失是 UML 1.x 的一个问题。UML 2 已经通过去掉“in-line”约束，增加一个叫做组合碎片的符号元件，解决了这一个问题。一个组合碎片用来把一套消息组合在一起，在一个序列图中显示条件分支。UML 2 规范指明了组合碎片的 11 种交互类型。,1.顺序图,约束-变体 变体用来指明在两个或更多的消息序列之间的、互斥的选择。变体支持经典的“if then else”逻辑的建模（举例来说，如果 我买三个，然后 我得到 我购买的20% 折扣；否则 我得到我购买的 10% 折扣）。,1.顺序图,
13、约束-变体,一个变体的组合碎片元件使用框架来画。单词“alt”放置在框架的namebox里。然后较大的长方形分为 UML 2 所称的操作元。 操作元被虚线分开。每个操作元有一个约束进行测试，而这个约束被放置在生命线顶端的操作元的左上部。 如果操作元的约束等于“true”，然后那个操作元是要执行的操作元。,图 8：包含变体组合碎片的一个序列图片段,1.顺序图,约束-变体,图 8作为一个变体的组合碎片如何阅读的例子，显示序列从顶部开始，即bank对象获取支票金额和帐户结余。此时，序列图中的变体组合碎片接管。因为约束“balance = amount”，如果余额超过或等于金额，然后顺序进行bank对
14、象传递 addDebitTransaction 和 storePhotoOfCheck 消息给account对象。然而，如果余额不是超过或等于金额，然后顺序的过程就是bank传递addInsuffientFundFee 和 noteReturnedCheck 消息给account对象，returnCheck 消息给它自身。因为“else”约束，当余额不大于或者等于金额时，第二个序列被调用。在变体的组合碎片中，不需要“else”约束；而如果一个操作元，在它上面没有一个明确的约束，那么将假定“else”约束。,1.顺序图,约束-选择项,选择项组合碎片用来为序列建模，这些序列给予一个特定条件，将会发
15、生的；或者，序列不发生。一个选择项用来为简单的“if then”表达式建模。（例如，如果架上的圈饼少于五个，那么另外做两打圈饼）。 选择项组合碎片符号与变体组合碎片类似，除了它只有一个操作元并且永不能有“else”约束以外（它就是如此，没有理由）。要画选择项组合，你画一个框架。文字“opt”是被放置在框架的 namebox 里的文本，在框架的内容区，选择项的约束被放置在生命线顶端上的左上角。 然后选择项的消息序列被放在框架的内容区的其余位置内。,1.顺序图,约束-选择项,图 9：包括选择项组合碎片的一个序列图片段,1.顺序图,约束-选择项,阅读选择项组合碎片很容易。图 9 是图 7 的序列图片
16、段的再加工，但是这次它使用一个选择项组合碎片，因为如果Student的逾期平衡等于0，需要传递更多的消息。按照图 9 的序列图，如果Student的逾期平衡等于零，然后传递addStudent，getCostOfClass和chargeForClass消息。如果Student的逾期平衡不等于零，那么在选择项组合碎片中，序列不传递任何一个消息。,1.顺序图,约束-循环,在 UML 2 中，为一个重复的序列建模已经改良，附加了循环组合碎片。 循环组合碎片表面非常类似选择项组合碎片。你画一个框架，在框架的 namebox 中放置文本“loop”。在框架的内容区中，一个生命线的顶部，循环约束 6 被放置在左上角。然后循环的消息序列被放在框架内容区的其余部分中。 在 一个循环中，除了标准的布尔测试外，一个约束能测试二个特定的条件式。特定的约束条件式是写作“minint = the number”（例如，“minint = 1”）的最小循环次数，和写作“maxint = the number”（例如，“maxint = 5”）的最大循环次数。通过最小循环检验，循
