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1、 聚合 聚合（Aggregation）关系是用来表示整体 与部分关系的关联。在聚集中，部分类可 以没有整体类而存在，但是当它们聚集成 一个整体，就用来组成该整体类。在UML 中，聚合关系用带空心的菱形头的实线表 示，其头部指向整体。 从图6-23可以看到，计算机由CPU、显示 器、键盘、鼠标、扬声器等组成。 组合 组合（Composition）关系是聚合关系中 的一种特殊情况，是更强形式的聚合，又 被称为强聚合。在组合中，用来组成整体 类的部分类不能独立存在。UML中，组合 关系用带实心菱形的实线来表示，其中头 部指向整体。 图6-24所示，咖啡桌是一个组合体，它的 部分有桌面和桌腿。 实现(
2、Realization) 实现是规格说明和其实现之间的关系，它 将一种模型元素与另一种模型元素连接起 来，比如类和接口。 对象图 对象图(Object diagram )描述的是参与 交互的各个对象在交互过程中某一时刻 的状态。对象图可以被看作是类图在某 时刻的实例。在UML中，对象图使用的是与类图相同 的符号和关系。 包图 一个最古老的软件方法问题是：怎样将 大系统拆分成小系统。解决这个问题的 一个思路是将许多类进行分组，形成一 个高内聚、低耦合的类的集合。UML中 这种分组机制叫包(Package) ，如下图 。 包可以拥有其他的元素，这些元素可以是 类、接口、组件、节点、协作、用例和图
3、，甚至可以是其他包。拥有是一种组成关 系，这意味着模型元素被声明的包中，而 且一个模型元素不能被一个以上的包所拥 有。如果包被撤销，其中的元素也要被撤 销。在UML中，最有用的和强调最多的启 发性原则就是依赖。包图主要显示类的包以及这些包之间的 依赖关系。有时还显示包和包之间的继 承关系和组成关系。包间的依赖用虚线 表示。 UI包中的类如下，主要有Function包图， Information包图和Maintenance包图。 Function类图：这部分是系统运行界面的 基本功能部分，包括借书，还书，预定书 籍和取消预定的界面，如表6-3 Information包图：这部分类图是系统的信 息
4、显示部分，包括书籍信息，读者信息的 显示，查询各种信息的对话框等界面。 Maintenance包图：这部分类图是系统运 行界面的维护部分，包括读者信息，书籍 信息的修改，更新和查询的内容。构件图和部署图 构件图和部署图显示系统实现时的 一些特性，包括源代码的静态结构和运 行时刻的实现结构。构件图显示代码本 身的结构，部署图显示系统运行时刻的 结构。 构件图构件图(Component diagram)显示 软件构件之间的依赖关系。在构件图中 通常包含了3种元素：构件、接口和依赖 关系。类的接口和软件实体（构件）的接 口概念是相同的。构件实现一些接口， 并使用另一些接口。如果构件间的依赖 关系与接
5、口有关，那么可以被具有同样 接口的其他构件所替代。构件图描述软 件构件以及它们之间的依赖关系，从而 便于人们分析和发现当修改某个构件时 可能对那些构件产生影响，以便对它们 做相应的修改或更新。构件可以是源代 码构件、二进制目标码构件、可执行构 件或文档构件。构件图可以对实现环境中的真实软 件建模；通过依赖关系展示软件的构造 情况；在对系统进行改变或升级之前， 提供对现有系统的精确描述；有了构件 图，不用阅读所有的代码就可以发现实 现中的瓶颈问题。构件是定义了良好接 口的物理实现单元，是系统中可替换的 物理部分。构件图中的接口、依赖关系 与类图中的相同。图所示为UML2.0中， 表示构件的一种图
6、标，其是顶部带有关 键字component的矩形。 如果构件属于一个包，可以在构件名称 前加上包名，还可以另外一个隔开的区域 里绘出构件的操作。接口可以用一个小圆圈来代表，用实线 和构件连接起来。这表示的实现关系。另外还可在图中表示出依赖关系构件 和它用来访问其他构件的接口之间的关系 。用一个“球窝”符号。其中“球”表示提供 的接口，“窝”代表了所需要的接口。如图6-30所示，构件A与构件B之间通过 接口连接。 部署图 部署图（Deployment Diagram）描述系 统硬件的物理拓扑结构以及在此结构上执 行的软件。部署图可以显示计算结点的拓 扑结构和通信路径、节点上运行的软件构 件、软件
7、构件包含的逻辑单元(对象、类)等 。部署图常用于帮助理解分布式系统。节点是在运行时用于代表计算资源的物理 元素。它就像是类，代表的是某种类型的 设备，却不是专指某个特定的设备，因为 实际上它们代表的是设备的特征。另外， 节点也使用关联来表示它们之间的关系。 图6-31表示部署图中的节点。 部署图可以对系统的硬件平台建模，还可 以描述影响系统运行和软件配置的硬件性 能。如图6-32，是一个网络系统中有线猫 和无线路由之间的部署图。 6.2.4 UML的动态建模机制 对于一个系统的各个对象之间如何进行相 互作用来实现系统功能就是这个系统中动 态的行为。对于动态行为的描述通过动态 建模来完成。UML
8、的动态建模包括状态图 ，顺序图，协作图，活动图。状态图是由状态和迁移组成的图，描述类 实例对接受事件的响应。状态描述对象生 命周期的一段时间，可以是等待其它事件 时所处的时间，或是执行某一活动时所处 的时间。 状态 状态由一个带圆角的矩形表示，状态图的 图标可分为3部分：名称、活动，如图6-33 、6-34所示。 转换 转换用带箭头的直线表示，一端连接源 状态，即转出状态，一端连接目标状态 ，即转入状态。转换可以标注与此转换 相关的选项，如事件、动作和监护条件 。 初始状态 每个状态图都应该有一个初始状态用于 代表状态图的起始位置。初始状态只能作为转换的源，而不能作为 转换的目标。初始状态在一
9、个状态图中只 允许有一个，用一个实心的圆表示，如图6- 35所示。 终止状态 终止状态是模型元素的最后状态，是一个 状态图的终止点。终止状态只能作为转换 的目标，而不能作为转换的源。终止状态 与初始状态不同的是，在一个状态图中， 终止状态可以有多个，它用一个含有实心 圆的空心圆表示，如图6-36所示。图6-37中显示了使用计算机时如果不打 字或不碰鼠标，则过一段时间屏幕保护 程序就会运行，它可以保护显示器屏幕 免受损坏。图中的方括号是UML表示“if” 的方式。 内部转换在内部转换中可以包含进入或者走出此 状态应该执行的活动或动作，它们将响应对 象所接收到的事件，但是不改变对象的状态 。 子状
10、态一个状态可以进一步地细化为多个子状 态，将可以进一步细化的状态称作组合状态 。或关系说明在某一时刻仅可到达一个子状 态。在组合状态的嵌套状态图部分包含子状 态有两种情况，即顺序子状态和并发子状态 。1)顺序子状态如果一个组成状态的自状态对 应的对象在其生命期内的任何时刻 都只能处于一个子状态，即多个子 状态之间是互斥的，不能同时存在 。 从图6-38中可以看到一个物体移动，其“向 前”和“向后”运动两个状态必须在前一个状 态完成之后才能进行下一个状态，不可能 同时进行。2)并发子状态有时组合状态有两个或者多个 并发的子状态机。顺序子状态与并 发子状态的区别在于后者在同一层 次给出两个或多个顺
11、序子状态，对 象处于同一层次中来自每个并发子 状态的一个时序状态中。例如，一个处于行驶状态的汽车，在“ 行驶”这个复合状态中有向前和向后两个不 同的子状态，在某一时刻汽车要么向前， 要么向后。与关系说明复合状态中在某一 时刻可同时到达多个子状态(称为并发子状 态)。具有并发子状态的状态图称为并发状 态图。 顺序图顺序图(Sequence Diagram) 的关键思想是对象之间的交互是按 照特定的顺序发生的，这些按特定 顺序发生的交互序列从开始到结束 需要一定的时间。当建立一个系统 时，必须要指明这种交互序列，顺 序图就是用来完成这项工作的。顺序图包含了4个元素，分别是对 象、生命线、消息和激活
12、。顺序图存在两个轴：水平轴表示不同的 对象，垂直轴表示时间。 对象用一个矩形框表示，并标有对象名 和类名。对象从左到右布置在顺序图的 顶部。布局以能够使图尽量简洁为准。 时间顺序图中垂直方向代表时间，时间 流逝的方向为自顶向下。靠近顶部的消 息发生的时间要比靠近底部的消息早。 生命线垂直虚线是对象的生命线，用于表示 在某段时间内对象是存在的。 消息一个对象到另一个对象的消息用跨越 对象生命线的消息来表示对象还可以发送 消息给它自己，即消息从自己的生命线出 发又回到自己的生命线。 UML用一条生命线开始到另一条生 命线结束的箭头来表示一个消息。箭头的 形状代表消息的类型。 其中： 同步消息一个来
13、自消息发送者对象的请求，它被 传递给消息的接收者对象。它请求接收者 对象执行其（接收者对象的）某种操作。 通常，这需要发送者等待接收者来执行该 操作。由于发送者等待接收者，即发送者 和接收者同步。 UML用一个带有实心箭头 的实线来表示这种类型的消息。 返回同步消息通常，发送同步消息还包含了来自接收者的返 回消息，尽管建模者经常忽略这个返回消息。这个 返回消息的符号是一条带有两条箭头的虚线。 异步消息另一种消息是异步消息。在这种消息中，发送 者把控制权转交给接收者，但不等待操作完成。这 种消息的符号是一个两条线的箭头。 激活激活表示对象正在执行某个操作。激活在 UML图中是用生命线上的窄矩形条
14、来表示。激活 矩形的长度表示出激活的持续时间，持续时间通 常以一种大概的、普通的方式来表示。这意味着 生命线中的每一段虚线通常不会代表具体的时间 单元，而是试图表示一般意义上的持续时间。 UML2.0中，用一个边框包围它并在左上角 添加一个间隔区，这个间隔区包含了识别 该顺序图的信息。其中的一小段信息是操 作符，就是描述图的类型的表达式。对于 一个顺序图，其操作符是sd（sequence diagram）。 图6-40表示的“锁车”事件的顺序图。 汽车的遥控钥匙可以锁车和开锁，并且可 以打开后备箱。如果汽车自动上锁，闪动 一下车灯，并发出一声鸣叫，告诉车主它 已经把车门上锁了。以上就是一个给汽
15、车 上锁的事件的顺序图。可以看到其中有车 主（CarOwner）、汽车（Car）和车钥匙 （CarKey）这几个对象。其活动为：1）车主向车钥匙发送消息，要求车钥匙实 现getButtonPress()操作（其参数b为 ButtonNam，即为处理该消息并实现和所 按下的按钮名相应的操作如“上锁”、“开锁 ”、“打开后备箱”等），登记下车主按下的 按钮b，并且把控制权传递给了车钥匙2）车钥匙发送消息给车，通知车实现其 proccessKeyMessage（）操作，这个 操作取决于具体的按钮。处理完来自车 钥匙的消息后，汽车给自己发送一条消 息，以实现和按下的按钮相应的操作。 如果按下的按钮是“lock”，汽车就会向 自己发送执行lock()操作的请求。然后， 汽车发送闪动车灯（BlinkLights()）和 汽车鸣叫(Beep()这两个信号给车主。
