UML-02-面向对象基础与UML的组成

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1、可视化建模与UML,大连理工大学城市学院 张应博 ,教学安排,一、基础部分 专题一：UML概述 专题二：面向对象基础与UML的组成 二、UML模型图 专题三：类图、对象图、包图 题四：用例图 讨论课 专题五：交互图（顺序图、协作图） 专题六：状态图 专题七：活动图 专题八：部署图与配置图 讨论课 三、提升部分 专题九：统一过程和迭代开发 专题十：正向工程与逆向工程 四、答辩,实际案例 面向对象概念 UML的组成 体系结构建模 世界，你好一个UML的例子,本次课主要内容,本节目标,通过简单通俗的事例来演绎对象建模的基本概念 开阔视野，轻松树立面向对象的世界观 掌握用面向对象方法分析问题的要领 为

2、学习对象建模方法热身,什么是建模？,建模就是认识现实世界,客观世界,主观世界,认识世界,改造世界,世界是什么样的呢?,模型因人而异,不同类型的人有不同的世界观,持不同的世界观就会得到对现实世界的不同认识 建立不同的模型,模块，函数，功能,类，关联，对象,模型体现现实世界,只存在同一个现实世界,模型没有对错、只有符合建模人目的多少之分,用对象观点认识事物,A.这里面有什么东东？ 类与对象 B.每个东东看上去是什么样的？ 类的属性 C.每个东东能做点什么用？ 类的方法 D.这些东东都呆在什么地方？ 类的行为、状态、部署 E.这些东东之间有什么关系？ 类间的关联 F.这些东东是怎么成事的？ 类间的交

3、互,事例分析,昨天我的一个朋友结婚了,问题分析(1),A. 这里面有什么东东？ 月老，小伙，姑娘，恋人，玫瑰花 B. 每个东东看上去是什么样的？ 月老，看上去有些年纪了，挺热心的 小伙，看上去很强壮，很诚实的 姑娘，看上去好漂亮，还很温柔 恋人，看上去很黏糊，当然就结婚了 玫瑰花，火红火红的，难怪姑娘动情了,问题分析(2),C. 每个东东能做点什么用？ 月老：牵线搭桥，介绍认识 小伙：追求献花，表达爱意 姑娘：仰慕倾情，以身相许 恋人：拍拖结婚 玫瑰花：令姑娘头晕，传情示爱,问题分析(3),D. 这些东东都呆在什么地方？ 月老：婚介所，交友网站 小伙：软件园，住学清园 姑娘：人民医院，住医科大

4、学家属院 恋人：情侣路，电影院， 玫瑰花：花店里，小伙手中，姑娘手中,问题分析(4),E. 这些东东之间有什么关系？,问题分析(5),F. 这些东东是怎么成事的？ 月老牵线搭桥，介绍小伙和姑娘认识 姑娘和小伙一见钟情，成为一对恋人 一对恋人开始拍拖 小伙追求献花，表达对姑娘的爱意 姑娘收到999火红玫瑰，激动得头晕目眩 小伙真心求婚，姑娘以身相许 一对恋人终于走入婚姻殿堂,用面向对象观点观看事物,我的一个朋友结婚了(A),A.这里面有什么东东？ Object - Class 我本剧与我无关 我的朋友-小伙 我朋友的妻子- 姑娘 月老 恋人 玫瑰 ,A,我的一个朋友结婚了(B),B.每个东东看上

5、去是什么样的？ 每个事物看上去都有自己的属性，在每个属性上都有一个特征值 小伙：体格，特征值：强壮 姑娘：性情，特征值：温柔 月老：年纪，特征值：较大 恋人：关系，特征值：黏糊 玫瑰花：颜色，特征值：火红,D,A,C,B,E,F,我的一个朋友结婚了(C),C.每个东东能做点什么用？ 每个事物都具备某种能力 小伙：追求、送花、娶亲 姑娘：爱慕、相许、出嫁 月老：牵线搭桥 玫瑰：示爱,D,A,C,B,E,F,我的一个朋友结婚了(D),D.这些东东都呆在什么地方？ 每个事物都会有它合理的或者必须的空间位置和逻辑位置。尤其当这些位置对事物的行为造成重要影响的时候，表明他们的位置极其重要 本剧列出的位置

6、对故事主要情节没有太大的影响，系统中不予考虑,D,A,C,B,E,F,我的一个朋友结婚了(E),E.这些东东之间有什么关系？ 事物之间的关系非常多，面向对象的观点一般分为主要的三类： 整体-部分关系（组成和聚合），甲是乙的一个组成部分：如恋人和小伙，恋人和姑娘的关系 抽象-具体关系（泛化），甲是乙的一个特例：如人和小伙，人和月老，人和姑娘的关系 合作关系（关联），甲会对乙做点什么：如月老和小伙、姑娘，小伙和玫瑰，小伙和姑娘的关系,D,A,C,B,E,F,我的一个朋友结婚了(F),F.这些东东是怎么成事的？ 每个事物都会尽量利用伙伴的能力 整体事物的能力依靠部分事物的能力 抽象事物的属性和能力就

7、是具体事物的属性和能力；具体事物除了有抽象事物的属性和能力外，还可以有自己特殊的 事物分工协作，互通信息，共同完成整体的目标 面向对象的分析和设计的核心,D,A,C,B,E,F,俗语和术语间的对应,利用UML描述分析过程,完整故事情节的静态模型,搞清过程的活动图,拍拖过程活动图,复述情节的顺序图,初次见面顺序图,求婚过程顺序图,理清头绪的协作图,定点观察的状态图,面向对象概念,什么是对象？,对象是系统中用来描述客观事物的一个实体，它是构成系统的一个基本单位。一个对象由一组属性和对这组属性进行操作的一组方法组成。,对象的特点,对象具有标识 你能够对它命名，以区别于其他对象 对象具有状态 通常有一

8、些数据与它相联系 对象具有行为 使你能够对改对象做某些事，它也能为其他对象做某些事,对象和类,对象可以是一个人、地址、物品、事件、概念、屏幕显示或者报表。类泛化或表示一组相似的对象，是创建对象的有效模板。 一个类表示一组相似的对象。 对象是类的实例。 属性是类知道的事情。方法是类完成的事情。,面向对象的基本原理,什么是抽象?,抽象就是在去除或忽略那些不重要的、非实质性的各种相关的细节的同时，抓住事物最重要的、实质性的和独有的特征进行建模。 抽象使得我们可以从事物的多样性中摆脱出来专注于事物的本质特征。,抽象的例子,什么是封装？,封装是指把对象的属性和操作结合在一起，构成一个独立的对象，它的内部

9、信息对外界是隐蔽的（信息隐藏），。外部对象不能直接操作对象的属性，只能使用对象提供的服务。 对于对象的外部而言，只知道对象所表现的外部行为，不必了解对象行为的内部实现细节。 封装是把框体涂黑的做法。,Encapsulation Illustrated,Professor Clark needs to be able to teach four classesin the next semester.,什么是模块化?,把复杂的事务分解成可以处理的部分 帮助人们更好地理解复杂系统,模块化的例子,For example, break complex systemsinto smaller modul

10、es.,什么是继承?,表示两个类之间是“is a”、“is like”或“is kind of”的关系。特殊类的对象拥有其一般类的全部属性与方法，称作特殊类对一般类的继承。,继承的分类?,继承可分为单继承和多继承 单继承：子类只从一个父类继承 多继承：子类从多于一个的父类继承,什么是多态?,从字面上理解，多态就是有多种形态的意思。 在面向对象技术中，多态指的是使一个实体在不同的上下文条件下具有不同意义或用法的能力。 多态是保证系统有较好的适应性的一个重要手段，也是用OO技术所表现出来的一个重要特征。,多态的例子,什么是类？,类是具有相同属性和方法的一组对象的集合，它为属于该类的全部对象提供了统

11、一的抽象描述，其内部包括属性和方法两个主要部分。 在图形上，把一个类画成一个矩形。,类的属性和操作,属性(attribute)是已被命名的类的特性，它描述了该特性的实例可以取值的范围。 操作(operation)是一个服务的实现，该服务可以由类的任何对象请求以影响其行为,类的特点,同类对象具有相同的属性和方法，是指它们的定义形式相同，而不是说每个对象的属性值都相同。 类是静态的；类的存在、语义和关系在程序执行前就已经定义好了。 对象是动态的; 对象在程序执行时可以被创建和删除。,对象和类,对象可以是一个人、地址、物品、事件、概念、屏幕显示或者报表。类泛化或表示一组相似的对象，是创建对象的有效模

12、板。 一个类表示一组相似的对象。 对象是类的实例。 属性是类知道的事情。方法是类完成的事情。,建模元素：消息,消息就是向对象发出的服务请求，它包含下述信息：提供服务的对象标识、服务（方法）标识、输入信息和回答信息。在图形上，把一个消息画成一条有向直线，通常在表示消息的线段上总有操作名。,UML的组成,UML的组成,构造块 building blocks,事物 things,关系 relationships,图 diagrams,事物是对模型中最有代表性的成分的抽象； 关系把事物结合在一起； 图聚集了相关的事物。,事物,事物 things,结构事物,行为事物,分组事物,注释事物,结构事物：UML

13、模型中的名词,是模型中的静态部分，如类、接口、协作、用例、活动类、组件、节点； 行为事物：UML模型中的动词，是模型的动态部分，如交互、状态机、活动 ； 分组事物：包，用于把模型分解成“盒子”； 注释事物：用来描述、说明和标注模型的任何元素。,关系,关系 relationships,关联 association,依赖 dependency,泛化 generalization,实现 realization,描述对象之间的一组链接,事物的改变引起依赖事物的语义改变,一个元素是另一个元素的特化，而且它可以取代更一般的元素,类元之间的关系，一个类元说明一份契约，另一个类元保证实现该契约,图,图 dia

14、grams,顺序图 Sequence diagrams,协作图 collaboration diagrams,用例图 use case diagrams,状态图 statechart diagrams,活动图 activity diagrams,类图 class diagrams,对象图 object diagrams,构件图 component diagrams,部署图 deployment diagrams,静态模型 (系统结构),动态模型 (系统行为),规则,UML有自己的语法和语义规则，用于： 命名 为事物、关系和图起的名字 范围 使名字具有特定含义的语境 可见性 这些名字如何让其他成

15、分看见和使用 完整性 事物如何正确、一致地相互联系 执行 运行或模拟动态模型的含义是什么,公共机制,在UML中有4种贯穿整个语言且一致应用的公共机制，因此使得UML变得较为简单，这4种机制分别是： 详述 修饰 通用划分 扩展机制,体系结构建模,体系结构,可视化、详述、构造和文档化一个软件密集型系统，要求从几个角度去观察系统。,体系结构建模,设计视图,实现视图,交互视图,部署视图,用例视图,词汇 功能,行为,性能 可伸缩性 吞吐量,系统装配 配置管理,系统拓扑结构 分布 交付 安装,“41”视图,用例视图（use case view）,用例视图由描述可被最终用户、分析人员和测试人员看到的系统行为

16、的用例组成。用例视图实际上没有描述软件系统的组织，而是描述了形成系统体系结构的动力。 在UML中，该视图的静态方面由用例图表现；动态方面由交互图、状态图和活动图表现.,设计视图（design view）,设计视图包含了类、接口和协作，它们形成了问题及其解决方案的词汇。这种视图主要支持系统的功能需求，即系统应该给最终用户的服务。 在UML中，该视图的静态方面由类图、对象图表现；动态方面由交互图、状态图和活动图表现。,交互视图（interaction view）,交互视图展示了系统的不同部分之间的控制流，包括可能的并发和同步机制。该视图主要针对性能、可伸缩性、系统的吞吐量。 在UML中，对该视图的静态方面和动态方面的表现与设计视图相同，但着重于控制系统的主动类和它们之间流动的消息。,实现视图（implementation view）,实现视图包含了用于装配与发布物理系统的制品。这种视图主要针对系统发布的配置管理，它由一些独立的文件组成；这些文件可以用各种方法装配，以产生运行系统。它也关于从逻辑的类和构件到物理制品的映射。 在UML中，该视图的静态方面由构件图表现，动态方面由交互图、状态图和活动图表现。,