UML详解-类图PPT学习课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,类图,1,2007-10-8,Copy Right X.Shi,DHU,2,本章内容,类的定义,类图,类图的阅读,类的关系,高级概念,2,3,类的定义,面向对象思想,3,4,类的定义,面向对象思想,每个对象都扮演了一个角色，并为其它成员提供特,定的服务或执行特定的行为。,在面向对象世界中，行为的启动是通过将,“,消息,”,传,递给对此行为负责的对象来完成的；同时还将伴随,着执行要求附上相关的信息（参数）；而收到该消,息的对象则会执行相应的,“,方法,”,来实现需求,用类和对象表示现实世界，用消息和方法来模拟现,实世界的核心思想,4,5,类的定义,什么是类（,class,）？,具有相同属性、操作、关系,和语义的对象的,描述。,类的组成：,属性,操作,shape,origin:point,size:double,fillcolor:color,count:int,other,sh ape(),move(),resize(),display(),5,属性,标准格式：,可见性,属性名,:,类型,多重性,次序,初,始值,特性,可见性：可访问性,多重性：属性值个数格式,次序：属性值顺序,特性,：,属性约束,6,7,属性,可见性,属性的可访问性，四类：,公共（,public,）,私有（,private,）,保护（,protected,）,#,实现（,Package,）,7,8,属性,举例：,+size:Area=(100,100),#visibility:Boolean=false,-origin:Point;,Colors:color3,Points:Point2.*ordered,Name:String0.2,8,操作,标准格式：,可见性,操作名,（参数列表）,：返回类型,特性,例：,+display(),#create(),attachXWindow(xwin:XWindowPtr),+getname():String,9,类图,UML,用类图（,class diagram,）表示,类、接口及其关联,。,类图用于静态对象建模。,类图应用在领域建模和概念透视图中。,10,类图,名称（类名）：每个类都有一个惟一的名称。,属性：是已被命名的类的特性，它描述该类实例中包含的信息,操作（方法）：是类所提供的服务，它可以由类的任何对象请求以影响其行为,属性名和操作名首字母通常为小写。,11,属性和操作,在画类图的时候没有必要将全部的属性和操作都画出来。实际上，在大部分情况下你也不可能在一个图中将类的属性和操作都画出来。在画类图时可以只将感兴趣的属性和操作画出来就可以了。可以用”,.”,表示还有属性或方法没有画出来。为了更好地组织属性或方法，可以在一组功能相同的属性或方法前加上一个描述的前缀（中的文字：,12,类图的职责和约束、注释,职责指的是类所担任的任务，类的设计要完成什么样的功能，要存担的义务。一个类可以有多种职责，设计得好的类一般至少有一种职责，在定义类的时候，将类的职责分解成为类的属性和方法。,通常在,UML,中在类图的最下方用单独的部分列出类的职责。,类的职责其实只是一段或多段文本描述。,13,约束是指定类要满足的一个或多个规章,注释是最重要的一种修饰。一个注释在,UML,中是一个图形符号，描述了和它相关联的元素或一组元素的限制或注释语。,14,15,类的关系,四类基本关系：,关联（,association,）,泛化（,generalization,）,实现（,realization,）,依赖（,dependency,）,16,2007-10-8,关联,关联名,导航性（,navigability,）,从一个类（对象）可以找到另外一个，反过来却不,可。,17,关联,关联角色（,role,）,关联的多重性（,multiplicity,）,表没有实例的关联,0,0.1,0.n,1,1.n,n,一个教师可以开设一到三门课，一门课程有一到多名教师讲授,18,关联,受限关联（,qualified,association,）,受限关联用于一对多或多对多的关联。限定符,（,qualifier,）用来区分关联,“,多,”,端的对象集合，它,指明了,在关联,“,多,”,端的某个特殊对象。,19,关联,关联约束（,constraint,）,/,依赖（,dependency,）,20,关联,聚合（,aggregation,）,整体和部,分的关系，个体可以属于多个整体；,组合（,composition,）,整体和部分的关系，个体唯一属于一个整体；,21,关联,自反关联,22,关联,派生（,Derived,）关联,person.employer=person.department.employer,一个公司有多个部门，一个职员为其中某部门工,作，则可推导该职员为该公司工作,23,泛化,Generalization,，一般元素,和特殊元素之间的关,系。,24,泛化,泛化的目的：,可以使子类共享父类的属性和操作，实现继承；,可以使子类的实例用于任何父类被声明使用的地,方，实现多态；,25,泛化,继承,26,2007-10-8,Copy Right X.Shi,DHU,29,泛化,多态,尽管每个子类的实现方法各自不同，但外界调用的方,式完全一样：,Shape*oShape;,Line*oLine;,oLine=new line;,oShape=oLine;,oShape-draw();,27,泛化,抽象类（,abstract,，斜体表示）：不,能产生实例的类，,因为类中的方法往往只是声明，而没有实现。,所有的基类都应该是抽象类，所有的抽象类都应该是,基类。,28,依赖,一个元素（,b,）的改变会影响另外一,个元素,（,a,），则称存在依赖关系（,a,依赖于,b,）,29,依赖,抽象,(abstraction),：从一个对象,中提取一些特性，并用类方法表,示。,绑定,(binding),：为模板参数指定值，以定义一个新的模板元素。,组合,(combination),：对不同类或包进行性质相似融合。,许可,(permission),：允许另一个对象对本对象的访问。,使用,(usage),：声明使用一个模型元素需要用到已存在的,另一个模,型元素，这样才能正确实现使用者的功能,(,包括调用、实例化、参,数、发送,),。,调用,(call),：声明一个类调用其他类的操作的方,法。,导出,(derive),：声明一个实例可从另一个实例导出。,实例,(instantiation),：关于一个类的方法创建了另一个类的实例声,明。,参数,(parameter),：一个操作和它参数之间的关系。,精化,(refine),：声明具有两个不同语义层次上的元素之,间的映射。,30,实现,一个元素完成另外一个元素的操作功能,如接口类及其实现；接口没有属性，只有声明,的操作方法（对方法没有实现部分），而由实,现类具体定义实现部分。,31,类图的阅读,示例类图,先看清有哪,些类，然后,看看类之间,存在的关,系，并结合,多重性来理,解类图的结,构特点以及,各个属性和,方法的含义32,类图的阅读,读图过程,读出类：,Order,、,OrderItem,、,Customer,、,Consignee,、,DeliverOrder,、,Peddlery,、,Prodcut,读出关系：,从图中关系最复杂（也就是线最密集）的类开始阅读，本,图中最复杂的就是,Order,类。,OrderItem,和,Order,之间是组合关系，根据箭头的方向可知,Order,包含了,OrderItem,。,Order,类和,Customer,、,Consignee,、,DeliverOrder,是关联关,系。也就是说，一个订单和客户、收货人、送货单是相关,的。,33,源类及多重性,目标类及多重性,分析,Customer(1),Order(0n),订单是属于某个客户的，网站的客户可以有,0,个或多个订单,Order(1),Consignee(1),每个订单只能够有一个收货人,Order(1),OrderItem(1n),订单是由订单项组成的，至少要有一个订单项，最多可以,有,n,个,Order(1),DeliverOrder(1n),一个订单有一个或多个送货单,说明：系统,根据订单项,的产品所属,的商户，将,其分发给商,户，拆成了,多个送货单,！,DeliverOrder(1),OrderItem(1n),一张送货单对应订单中的一到多个订单项,DeliverOrder(1),Consignee(1),每张送货单都对应着一个收货人,Peddlery(1),DeliverOrder(0n),每个商户可以有相关的,0,个或多个送货单,OrderItem(1),Product(1),每个订单项中都包含着唯一的一个产品,Peddlery(1),Prodcut(0n),产品是属于某个商户的，可以注册,0,到多个产,品,类图的阅读,读图过程,多重性：用来说明关联的两个类之间的数量关系,34,类图的阅读,读图过程,理解方法与图,Order,类，有两个方法：,dispatch(),和,close(),，从名字中可以猜出,它们分别实现,“,分拆订单生成送货单,”,和,“,完成订单,”,。,DeliveOrder(),类中则有一个,Close(),方法，同理它应该表示,“,完成,送货,”,。,而在,OrderItem,中有一个,stateChange(),方法和,deliverState,，不难,猜出它就是用来改变其,“,是否交给收货人,”,标志位的,先调用,Order,的,dispatch(),方法，它将根据其包含的,OrderItem,中,产品信息，来按供应商户分拆成若干个,DeliverOrder,。商户登录,系统后就可以获取其,DeliverOrder,，并在执行完后调用,close(),方,法。这时，就将调用,OrderItem,的,stateChange(),方法来改为其状,态。同时再调用,Order,的,close(),方法，判断该,Order,的所有的,OrderItem,是否都已经送到了，如果是就将其真正,close(),掉,35,类图的阅读,一张复杂的类图,36,类图的阅读,一张复杂的类图,37,高级概念,四种特殊类,关联类,模板类,主动类,嵌套类,38,四种特殊类,关联类,即是关联也是类，它不仅像关联那样连接两个类，,而且还可以定义一组属于关系本身的特性,39,四种特殊类,模板类,可以根据占位符或参数来定义类，而不用说明属,性、方法返回值和方法参数的实际类型,40,四种特殊类,主动类,主动类的实例称为主动对象，一个主动对象拥有一,个控制线程并且能够发起控制活动；它不在别的线,程、堆栈或状态机内运行，具有独立的控制期。从,某种意义上说，它就是一个线程,嵌套类,在诸如,Java,的语言中，允许你将一个类的定义放在,另一个类定义的内部，这就是嵌套类，在,Java,中也,称为内层类。嵌套类是声明在它的外层类中的，因,此只能够通过外层类或外层类的对象对它进行访问,41,用例分析,分析对象行为,补充用例描述,对每一个用例实现,从用例行为中发现（分析）类,把用例行为分发给（分析）类,对每一个（分析）类,描述职责,描述属性和关系,统一分析类,42,用例分析,分析类,边界类（,Boundary,）,实体类（,Entity,）,控制类（,Control,）43,用例分析,边界类,位于系统与外界的交界处，例如窗体、对话框、报,表、与外部设备或系统交互的类等等；,边界类可以通过用例确定，因为活动者必须通过边,界类参与用例；,44,用例分析,边界类,Register for Courses,45,用例分析,实体类,保存永久信息，最终可能映射数据库中的表和字,段；,46,49,用例分析,实体类,Register for Courses(Create Schedule),Student,Schedule,CourseOffering,47,用例分析,控制类,协调其他类工作和控制总体逻辑流程，一般每个用,例有一个控制类。控制类会向其他类发送消息。,48,用例分析,控制类,Register for Courses,49,用例分析,例：,50,用例分析,分析类到系统设计,子系统,子系统接口,设计类,51,绘制类图,类图的抽象层次,绘制步骤,寻找类,实例,52,类图的抽象层次,概念类,描述应有领域中的概,念，仅包含类名，不,考虑细节；,分析类,分析不针对具体语,言，包含一些类的细,节特性；,设计类,针对具体的语言，考,虑类的实现细节；,53,绘制步骤,步骤,分析问题域，确定需求,寻找类，确定类的含义和职责,定义类的属性和操作,确定类之间的关系,精化类和类间的关系,绘制类图,54,寻找类,使用名词,/,动词分析寻找类,收集相关信息,补充的需求规格说明用例,项目词汇表,其他文档,分析信息,名词、名词短语,动词、动词短语,类或属性,操作,使用,CRC,卡片分析寻找类,脑力风暴收集信息,关键业务用类表示，其他卡片作为属性,55,寻找类,确定潜在的对象类,通常陈述中的名词或名词短语是可能的潜在对象，它们以不,同的形式展示出来，如：,外部实体（如其它系统、设备、人员），他们生产或消费计算机,系统所使用的信息；,物体（如报告、显示、信函、信号），它们是问题域的一部分；,发生的事情或事件（如，性能改变或完成一组机器人移动动,作），它们出现在系统运行的环境中；,角色（如管理者、工程师、销售员），他们由与系统交互的人扮,演；,组织单位（如，部门、小组、小队），他们与一个应用有关；,场所（如制造场所、装载码头），它们建立问题和系统所有功能,的环境；,构造物（如四轮交通工具、计算机），它们定义一类对象，或者,定义对象的相关类。,56,寻找类,回答下列问题来识别潜在对象：,是否有要储存、转换、分析或处理的信息？,是否有外部系统？,是否有模式（,pattern,）、类库和构件等？,是否有系统必须处理的设备？,是否有组织部分（,organizational parts,）,?,业务中的执行者扮演什么角色？这些角色可以看作,类，如客户、操作员等。,57,寻找类,筛选对象类，确定最终对象类,1),保留的信息：,仅当必须记住有关潜在对象的信息，系统才能运作时则,该潜在对象在分析阶段是有用的；,2),需要的服务：,潜在对象必须拥有一组可标识的操作，它们可以按某种方,式修改对象属性的值；,3),多个属性：,在分析阶段，关注点应该是,“,较大的,”,信息（仅具有单个属,性的对象在设计时可能有用，但在分析阶段，最好把它表,示为另一对象的属性）；,58,寻找类,筛选对象类，确定最终对象类,4,）公共属性：,可以为潜在的对象定义一组属性，这些属性适用于该对象,所有发生的事情；,5),公共操作：,可以为潜在的对象定义一组操作，这些操作适用于该对象,所有发生的事情；,6),必要的需求：,出现在问题空间中的外部实体以及对系统的任何解决方案,的实施都是必要的生产或消费信息，它们几乎总是定义为,需求模型中的对象。,59,定义类,标识属性,属性表示类的稳定特征，即为了完成客户规定的目,标所必须保存的类的信息，一般可以从问题陈述中,提取出或通过对类的理解而辨识出属性。,分析员可以再次研究问题陈述，选择那些应属于该,对象的内容，同时对每个对象回答下列问题：,“,在,当前的问题范围内，什么数据项（复合的和,/,或基本,的）完整地定义了该对象？,”,60,定义类,定义操作,操作定义了对象的行为并以某种方式修改对象的属,性值。操作可以通过对系统的过程叙述的分析提取,出来，通常叙述中的动词可作为候选的操作。类所,选择的每个操作展示了类的某种行为。,操作大体可分为三类：以某种方式操纵数据的操作（如，增加、删除、重新格式,化、选择）；,完成某种计算的操作；,为控制事件的发生而监控对象的操作。,61,定义类,协作者,一个类可以用它自己的操作去操纵它自己的属性，,从而完成某一特定的责任，一个类也可和其它类协,作来完成某个责任。如果一个对象为了完成某个责,任需要向其它对象发送消息，则我们说该对象和另,一对象协作。协作实际上标识了类间的关系。,为了帮助标识协作者，可以检索类间的类属关系。,如果两个类具有整体与部分关系（一个对象是另一,个对象的一部分），或者一个类必须从另一个类获,取信息，或者一个类依赖于（,depends-upon,）另一,个类，则它们间往往有协作关系。,62,实例,发现类,小王,是一个爱书之,人,，,家里,各类,书籍,已过千册,，,而,平时又时常有,朋友,外借,，,因此需要一个,个人图书管,理系统,。,该系统应该能够将书籍的,基本信息,按,计算,机类,、,非计算机类,分别建档，实现按,书名,、,作者,、,类别,、,出版社,等,关键字,的组合查询,功能,。,在使用该,系统录入,新书籍,时,系统,会自动按,规则,生成,书号,，,可,以修改,信息,，,但一经创建就不允许删除。该系统还,应该能够对书籍的外借情况进行,记录,，,可对,外借情,况列表,打印。另外，还希望能够对书籍的,购买金,额,、,册数,按,特定,时间周期,进行统计,63,实例,筛选备选类,“,小王,”,、,“,人,”,、,“,家里,”,很明显是系统外的概念，无须对其建,模；,而,“,个人图书管理系统,”,、,“,系统,”,指的就是将要开发的系统，,即系统本身，也无须对其进行建模；,很明显,“,书籍,”,是一个很重要的类，而,“,书名,”,、,“,作者,”,、,“,类,别,”,、,“,出版社,”,、,“,书号,”,则都是用来描述书籍的基本信息的，,因此应该作为,“,书籍,”,类的属性处理，而,“,规则,”,是指书号的生,成规则，而书号则是书籍的一个属性，因此,“,规则,”,可以作为,编写,“,书籍,”,类构造函数的指南。,“,基本信息,”,则是书名、作者、类别等描述书籍的基本信息统,称，,“,关键字,”,则是代表其中之一，因此无需对其建模；,“,功能,”,、,“,新书籍,”,、,“,信息,”,、,“,记录,”,都是在描述需求时使用,到的一些相关词语，并不是问题域的本质，因此先可以将其,淘汰掉；,64,实例,筛选修选类,“,计算机类,”,、,“,非计算机类,”,是该系统中图书的两大分类，因,此应该对其建模，并改名为,“,计算机类书籍,”,和,“,非计算机类书,籍,”,，以减少歧义；,“,外借情况,”,则是用来表示一次借阅行为，应该成为一个候选,类，多个外借情况将组成,“,外借情况列表,”,，而外借情况中一,个很重要的角色是,“,朋友,”,借阅主体。虽然到本系统中并不,需要建立,“,朋友,”,的资料库，但考虑到可能会需要列出某个朋,友的借阅情况，因此还是将其列为候选类。为了能够更好地,表述，将,“,外借情况,”,改名为,“,借阅记录,”,，而将,“,外借情况列,表,”,改名为,“,借阅记录列表,”,；,“,购买金额,”,、,“,册数,”,都是统计的结果，都是一个数字，因此,不用将其建模，而,“,特定时限,”,则是统计的范围，也无需将其,建模；不过从这里的分析中，我们可以发现，在该需求描述,中隐藏着一个关键类,书籍列表，也就是执行统计的主体,65,实例,得到候选类,书籍 计算机类书籍 非计算机类书籍,借阅记录 借阅记录列表 书籍列表,在使用,“,名词动词法,”,寻,找类的时候，很多团队会在此,耗费大量的时间，特别是对于中大型项目，这样很容,易迷失方向。其实在此主要的目的是对问题领域建立,概要的了解，无需太过咬文嚼字,66,实例,关联分析，建模，多重性分析，再建模,67,实例,职责分析,书籍类：从需求描述中，可找到书名、类别、作者、出版,社；同时从统计的需要中，可得知,“,定价,”,也是一个关键的成,员变量。,书籍列表类：书籍列表就是全部,的藏书列表，其主要的成员方法,是新增、修改、查询（按关键字,查询）、统计（按特定时限统计,册数与金额）。,借阅记录类：借阅人（朋友）、,借阅时间。,借阅记录列表类：主要职责就是,添加记录（借出）、删除记录,归还）以及打印借阅记录,68,实例,限定与修改,导航性分析：,Book,与,BookList,之间、,BorrowRecord,和,BorrowList,之间是组合关系均无需添加方向描述，而,Book,与,BorrowRecord,之间则是双方关联，也无需添加,约束：,Book,对象创建后就不能够,被删除只能被修改，因此在,Book,类边上加上用自由文本写的约束；,一本书要么属于计算机类，要么,属于非计算机类，因此在,ItBook,和,OtherBook,间加了,“,Xor”,约束,限定符：一本书只有一册，因此只,能够被借一次，因此对于一本,Book,而言只能有一个,RecordId,与其对应,69,设计原则,开闭原则,Liskov,替换原则,依赖倒置原则,接口分离原则,70,开闭原则,指一个模块在扩展性方面是开放的，在更改性,方面是封闭的。,下例：,oupput,逻辑复杂，修改复杂,71,开闭原则,开闭原则,添加具有,print,方法的接口。,72,L,iskov,替换,原则,子类可以替代父类出现在任何父类出现的地方,73,依赖倒置原则,依赖关系尽量依赖接口（或抽象类），而不是,依赖具体类。,74,接口分离原则,设计时采用多个与特定客户类有关的接口比采,用一个通用的接口好。,75,接口分离原则,76,识别类,通过名词识别法和系统实体识别法等方法可以识别出系统的十二个类,以下用类图这种简单明了的方法分别表示出类的名称，属性,操作。见下图：,医生,用户名,密码,查看病情报告（）,要求打印病情报告（）,查看病历（）,要求打印病历（）,病人,姓名,性别,年龄,病症,提供病症信号（）,用户名,密码,查看病情报告（）,打印病情报告（）,值班护士,病症监视,采集频率,病症信号,格式化信号数据（）,采集信号（）,信号组合（）,练习：建立“,医院病房监护系统,”的类与对象模型,值班护士 医生 病人 病症监视 中央监护系统 报警信号 标准病症信号库 病历库 病人病症信号 病情报告 病历 标准病症信号,77,病人病症信号,脉搏,血压,体温,生成病症信号（）,病历,格式,病人基本情况,打印时间,生成病历（）,查看病历（）,打印病历（）,标准病症信号,脉搏,血压,体温,生成标准信号（）,标题,格式,生成病情报告（）,查看病情报告（）,打印病情报告（）,病情报告,报警信号,声音,灯光,文字,报警（）,数模转化（）,病历库,类型,大小,容量,生成病历（）,更新病历（）,查看病历（）,打印病历（）,类型,大小,容量,提供标准信号（）,标准病症信号库,输入,输出,分解信号（）,比较信号（）,报警（）,数据格式化（）,中央监护系统,类的识别,78,