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深入浅出UML类图
深入浅出UML类图 ? ? 在UML 2.0的13种图形中,类图是使用频率最高的UML图之一。Martin Fowler在其著作《UML Distilled: A Brief Guide to the Standard Object Modeling Language, Third Edition》(《UML精粹:标准对象建模语言简明指南(第3版)》)中有这么一段:“If someone were to come up to you in a dark alley and say, Psst, wanna see a UML diagram? that diagram would probably be a class diagram. The majority of UML diagrams I see are class diagrams.”(“如果有人在黑暗的小巷中向你走来并对你说:‘嘿,想不想看一张UML图?’那么这张图很有可能就是一张类图,我所见过的大部分的UML图都是类图”),由此可见类图的重要性。
类图用于描述系统中所包含的类以及它们之间的相互关系,帮助人们简化对系统的理解,它是系统分析和设计阶段的重要产物,也是系统编码和测试的重要模型依据。
1. 类
类(Class)封装了数据和行为,是面向对象的重要组成部分,它是具有相同属性、操作、关系的对象集合的总称。在系统中,每个类都具有一定的职责,职责指的是类要完成什么样的功能,要承担什么样的义务。一个类可以有多种职责,设计得好的类一般只有一种职责。在定义类的时候,将类的职责分解成为类的属性和操作(即方法)。类的属性即类的数据职责,类的操作即类的行为职责。设计类是面向对象设计中最重要的组成部分,也是最复杂和最耗时的部分。
在软件系统运行时,类将被实例化成对象(Object),对象对应于某个具体的事物,是类的实例(Instance)。
类图(Class Diagram)使用出现在系统中的不同类来描述系统的静态结构,它用来描述不同的类以及它们之间的关系。
在系统分析与设计阶段,类通常可以分为三种,分别是实体类(Entity Class)、控制类(Control Class)和边界类(Boundary Class),下面对这三种类加以简要说明:
(1) 实体类:实体类对应系统需求中的每个实体,它们通常需要保存在永久存储体中,一般使用数据库表或文件来记录,实体类既包括存储和传递数据的类,还包括操作数据的类。实体类来源于需求说明中的名词,如学生、商品等。
(2) 控制类:控制类用于体现应用程序的执行逻辑,提供相应的业务操作,将控制类抽象出来可以降低界面和数据库之间的耦合度。控制类一般是由动宾结构的短语(动词+名词)转化来的名词,如增加商品对应有一个商品增加类,注册对应有一个用户注册类等
(3) 边界类:边界类用于对外部用户与系统之间的交互对象进行抽象,主要包括界面类,如对话框、窗口、菜单等。
在面向对象分析和设计的初级阶段,通常首先识别出实体类,绘制初始类图,此时的类图也可称为领域模型,包括实体类及其它们之间的相互关系。
2. 类的UML图示
在UML中,类使用包含类名、属性和操作且带有分隔线的长方形来表示,如定义一个Employee类,它包含属性name、age和email,以及操作modifyInfo(),在UML类图中该类如图1所示:
图1 类的UML图示
图1对应的Java代码片段如下:
public class Employee {
private String name;
private int age;
private String email;
public void modifyInfo() {
......
}
}
在UML类图中,类一般由三部分组成:
(1) 第一部分是类名:每个类都必须有一个名字,类名是一个字符串。
(2) 第二部分是类的属性(Attributes):属性是指类的性质,即类的成员变量。一个类可以有任意多个属性,也可以没有属性
UML规定属性的表示方式为:
可见性 名称:类型 [ = 缺省值 ]
其中:
“可见性”表示该属性对于类外的元素而言是否可见,包括公有(public)、私有(private)和受保护(protected)三种,在类图中分别用符号+、-和#表示。
“名称”表示属性名,用一个字符串表示。
“类型”表示属性的数据类型,可以是基本数据类型,也可以是用户自定义类型。
“缺省值”是一个可选项,即属性的初始值。
(3) 第三部分是类的操作(Operations):操作是类的任意一个实例对象都可以使用的行为,是类的成员方法。
UML规定操作的表示方式为:
可见性 名称(参数列表) [ : 返回类型
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