http://www.ibm.com/developerworks/cn/rational/rationaledge/content/feb05/bell/

基础

如先前所涉及的,类图的目标是展示建模系统的档次。在多数的 UML
模型中这么些连串包括:

  • 接口

  • 数据类型

  • 组件

UML
为这个项目起了一个特其余名字:“分类器”。通常地,你可以把分类器当做类,但在技术上,分类器是更为广大的术语,它如故引用上边的任何两种档次为好。

类名

类的 UML 表示是一个长方形,垂直地分为两个区,如图 1
所示。顶部区域呈现类的名字。中间的区域列出类的性质。底部的区域列出类的操作。当在一个类图上画一个类元素时,你不可能不要有上边的区域,上边的二个区域是可挑选的(当图描述仅仅用于体现分类器间关系的高层细节时,下边的多少个区域是不必要的)。图
1 显得一个航线班机怎样作为 UML
类建模。正如我们所能见到的,名字是 Flight,我们得以在当中区域看到Flight类的3个特性:flightNumber,departure提姆e

flightDuration。在底部区域中我们得以寓目Flight类有多少个操作:delayFlight
和 getArrival提姆(Tim)e。

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图 1: Flight类的类图

类属性列表

类的属性节(中部区域)在分隔线上列出每一个类的特性。属性节是可选择的,如若一用它,就隐含类的列表展现的各样属性。该线用如下格式:

name : attribute type
flightNumber : Integer

持续大家的Flight类的事例,我们可以动用性质类型新闻来讲述类的属性,如表 1
所示。

表 1:具有关联类型的Flight类的习性名字

属性名称 属性类型
flightNumber Integer
departureTime Date
flightDuration Minutes

在业务类图中,属性类型一般与单位符合,这对于图的恐怕读者是有意义的(例如,分钟,比索,等等)。然则,用于转移代码的类图,要求类的性能类型必须界定在由程序语言提供的门类之中,或含有于在系统中落实的、模型的品种之中。

在类图上显得所有默认值的一定属性,有时是实惠的(例如,在银行账户应用程序中,一个新的银行账户会以零为初阶值)。UML
规范允许在属性列表节中,通过运用如下的记号作为默认值的标识:

name : attribute type = default value

举例来说来说:

balance : Dollars = 0

显示属性默认值是可选择的;图 2
展现一个银行账户类具有一个名为 balance的类型,它的默认值为0。

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图 2:展现默认为0日币的balance属性值的银行账户类图。

类操作列表

类操作记录在类图长方形的第两个(最低的)区域中,它也是可采取的。和特性一样,类的操作以列表格式显示,每个操作在它自己线上。操作使用下列记号表现:

    name(parameter list) : type of value returned

下面的表 2 中Flight类操作的映射。

表 2:从图 2 炫耀的Flight类的操作

操作名称 返回参数 值类型
delayFlight
Name Type
numberOfMinutes Minutes
N/A
getArrivalTime N/A Date

图3显得,delayFlight 操作有一个Minutes类型的输入参数 —
numberOfMinutes。不过,delayFlight
操作没有重临值。 1 当一个操作有参数时,参数被放在操作的括号内;每个参数都利用这样的格式:“参数名:参数类型”。

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图 3:Flight类操作参数,包括可选用的“in”标识。

当文档化操作参数时,你也许使用一个可选用的指示器,以显示参数到操作的输入参数、或输出参数。那一个可采纳的提醒器以“in”或“out”出现,如图3中的操作区域所示。一般的话,除非将使用一种早期的次序编程语言,如Fortran
,这多少个指示器可能会有着帮助,否则它们是不必要的。然则,在
C++和Java中,所有的参数是“in”参数,而且按照UML规范,既然“in”是参数的默认类型,大多数人将会遗漏输入/输出指示器。

继承

在面向对象的规划中一个分外关键的概念,继承,指的是一个类(子类)继承除此以外的一个类(超类)的相同效用,并增添它和谐的新效率(一个非技术性的比喻,想象自己继续了自身大姨的貌似的音乐力量,不过在自我的家里,我是绝无仅有一个玩电吉他的人)的能力。为了在一个类图上建模继承,从子类(要延续行为的类)拉出一条闭合的,单键头(或三角形)的实线指向超类。考虑银行账户的档次:图
4 呈现 CheckingAccount 和 SavingsAccount 类如何从 BankAccount
类继承而来。

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图 4: 继承通过指向超类的一条闭合的,单箭头的实线表示。

在图 4 中,继承关系由每个超类的独门的线画出,这是在IBM Rational
罗斯和IBM Rational
XDE中利用的法子。不过,有一种名叫 树标记的备选形式可以画出继承关系。当存在四个或更多子类时,如图
4 中所示,除了延续线象树枝一样混在一块外,你可以利用树形记号。图 5
是重绘的与图 4 一样的连续,但是这一次使用了树形记号。

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图 5: 一个施用树形记号的继承实例

抽象类及操作 
仔细的读者会注意到,在图 4 和 图5
中的图中,类名BankAccount和withdrawal操作使用斜体。那意味,BankAccount
类是一个抽象类,而withdrawal方法是纸上谈兵的操作。换句话说,BankAccount
类使用withdrawal规定抽象操作,并且CheckingAccount 和 SavingsAccount
五个子类都分别地实践它们各自版本的操作。

可是,超类(父类)不肯定即便抽象类。标准类作为超类是正规的。

关联 
当您系统建模时,特定的目的间将会互相关系,而且这一个涉嫌本身需要被明晰地建模。有五种关系。在这一部分中,我将会研究它们中的五个– 双向的关系和单向的涉嫌,而且我将会在Beyond the
basics
有些啄磨剩下的三种关系类型。请留意,关于何时该行使每系列型涉及的详尽谈论,不属于本文的界定。相反的,我将会把重大集中在每种关系的用处,并证实什么在类图上画出涉嫌。

双向(标准)的关联 
提到是五个类间的交接。关联总是被假定是双向的;这象征,多少个类相互了然它们间的联络,除非您限定一些其他项目标涉及。回顾一下Flight
的例子,图 6 显示了在Flight类和Plane类之间的一个正经项目标关系。

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图 6:在一个Flight类和Plane类之间的双向关联的实例

一个双向关联用六个类间的实线表示。在线的任一端,你放置一个角色名和多重值。图
6
突显Flight与一个一定的Plane相关联,而且Flight类知道那么些涉及。因为角色名以Plane类表示,所以Plane承担关联中的“assignedPlane”角色。紧接于Plane类前边的多重值描述0…1象征,当一个Flight实体存在时,可以有一个或从不Plane与之提到(也就是,Plane可能还尚未被分配)。图
6
也显得Plane知道它与Flight类的关系。在这些涉及中,Flight承担“assignedFlights”角色;图
6
的图告诉我们,Plane实体能够不与flight关联(例如,它是一架全新的飞行器)或与从不上限的flight(例如,一架已经当兵5年的飞机)关联。

出于对这一个在涉及尾部可能出现的多重值描述感到困惑,下边的表3列出了有些多重值及它们含义的事例。

表 3: 多重值和它们的代表

也许的多重值描述

表示

含义

0..1

0个或1个

1

只能1个

0..*

0个或两个

*

0个或六个

1..*

1个或本人个

3

只能3个

0..5

0到5个

5..15

5到15个

单向关系 
在一个单向关系中,多少个类是息息相关的,可是只有一个类知道这种关联的留存。图 7
展现单向关系的透支财务报告的一个实例。

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图 7: 单向关系一个实例:OverdrawnAccountsReport 类 BankAccount 类,而
BankAccount 类则对关联一无所知。

一个单向的涉嫌,表示为一条带有指向已知类的开放箭头(不停歇的箭头或三角形,用于标志继承)的实线。如同标准提到,单向关系包括一个角色名和一个多重值描述,然而与标准的双向关联不同的时,单向关系只含有已知类的角色名和多重值描述。在图
7 中的例子中,OverdrawnAccountsReport 知道 BankAccount 类,而且知道
BankAccount
类扮演“overdrawnAccounts”的角色。不过,和专业提到不同,BankAccount
类并不知道它与 OverdrawnAccountsReport
相关联。 2

软件包 
不可防止,如果您正在为一个大的系统或大的工作领域建模,在您的模子司令员会有成百上千两样的分类器。管理所有的类将是一件令人生畏的天职;所以,UML
提供一个叫作 软件包的团体元素。软件包使建模者可以协会模型分类器到名字空间中,这有些象文件系统中的文件夹。把一个类别分为多少个软件包使系统成为容易掌握,尤其是在每个软件包都表现系统的一个特定部分时。 3

在图中存在三种格局表示软件包。并不曾规则要求选拔哪个种类标志,除了用你个人的判断:哪一种更方便阅读你画的类图。二种格局都是由一个较小的长方形(用于固定)嵌套在一个大的长方形中最先的,如图
8 所示。可是建模者必须决定包的分子怎样表示,如下:

  • 若果建模者决定在大长方形中体现软件包的积极分子,则怀有的那么些成员 4 亟需被停放在长方形里面。其余,所有软件包的名字需要放在软件包的较小长方形之内(如图
    8 的显得)。

  • 如果建模者决定在大的长方形之外突显软件包成员,则兼具将会在图上展现的成员都需要被安放长方形之外。为了展现属于软件包的分类器属于,从每个分类器画一条线到其中有加号的圆圆,这一个圆周粘附在软件包之上(图9)。

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图 8:在软件包的长方形内显示软件包成员的软件包元素例子

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图 9:一个经过连接线表现软件包成员的软件包例子

叩问基础重要性

在 UML 2
中,了然类图的基础更为重要。这是因为类图为有着的另外社团图提供基本的构建块。如组件或对象图(仅仅是举了些例子)。


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跨越基础

到此停止,我早就介绍了类图的根底,可是请继续往下读!在底下的部分中,我将会引导你到您会利用的类图的更要紧的地点。那几个包括UML
2 专业中的接口,此外的两种关系类型,可见性和此外补偿。

接口 
在本文的眼前,我指出你以类来考虑分类器。事实上,分类器是一个一发相似的概念,它包括数据类型和接口。

有关哪一天、以及哪些高效地在系统结构图中使用数据类型和接口的一体化钻探,不在本文的议论范围以内。既然这样,我何以要在此处提及数据类型和接口呢?你恐怕想在结构图上模仿这多少个分类器类型,在那些时候,使用科学的符号来代表,或者至少知道这一个分类器类型是重中之重的。不正确地绘制那多少个分类器,很有可能将使你的结构图读者觉得混乱,将来的系列将不可能适应需求。

一个类和一个接口不同:一个类可以有它造型的实事求是实例,可是一个接口必须至少有一个类来落实它。在
UML 2
中,一个接口被认为是类建模元素的特殊化。因而,接口就象类这样绘制,然而长方形的顶部区域也有文件“interface”,如图
10
所示。 5

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图 10:Professor类和Student类实现Person接口的类图实例

在图 10
中显得的图中,Professor和Student类都落实了Person的接口,但并不从它继续。大家掌握这或多或少是出于下边三个原因:1)
Person对象作为接口被定义 —
它在对象的名字区域中有“interface”文本,而且我们见到由于Professor和Student对象遵照画类对象的平整(在它们的名字区域中绝非额外的分类器文本)标示,所以它们是 对象。
2) 我们驾驭继承在此地没有被展现,因为与带箭头的线是点线而不是实线。如图
10
所示,一条带有闭合的单向箭头的 线意味着实现(或实施);正如我们在图
4 中所见到的,一条带有闭合单向箭头的线意味着继续。

更多的涉嫌 
在上头,我谈谈了双向关联和单向关系。现在,我将会介绍剩下的二种档次的涉及。

关联类 
在涉及建模中,存在有的情景下,你需要包括此外类,因为它含有了关于关联的有价值的信息。对于这种场地,你会动用 关联类 来绑定你的主导关系。关联类和一般类一样表示。不同的是,主类和关联类之间用一条相交的点线连接。图
11 展现一个航空工业实例的涉及类。

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图 11:扩大关联类 MileageCredit

在图 11 中展现的类图中,在Flight类和 FrequentFlyer
类之间的关系,发生了名为
MileageCredit的涉嫌类。那象征当Flight类的一个实例关联到 FrequentFlyer
类的一个实例时,将会生出 MileageCredit 类的一个实例。

聚合 
集合是一种特别类型的关联,用于描述“总体到有些”的关系。在基本的会晤关系中, 部分类 的生命周期独立于 整体类 的生命周期。

举例来说来说,大家得以想像, 是一个完好无损实体,而 车轮 轮胎是整辆车的一片段。轮胎可以在安顿到车时的前几个星期被制作,并放置于仓库中。在这个实例中,Wheel类实例清楚地独自地Car类实例而存在。不过,有些情形下, 部分 类的生命周期并  独立于 整体 类的生命周期

这称为合成聚合。举例来说,考虑公司与单位的关系。 公司和部门 都建模成类,在店铺存在以前,部门无法存在。这里Department类的实例依赖于Company类的实例而存在。

让大家更进一步啄磨基本聚合和重组聚合。

基本聚合 
有汇聚关系的关联指出,某个类是其它某个类的一片段。在一个会聚关系中,子类实例可以比父类存在更长的年华。为了突显一个聚集关系,你画一条从父类到有些类的实线,并在父类的关系末端画一个未填充棱形。图
12 突显车和轮胎间的集纳关系的例证。

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图 12: 一个会面关联的例证

重组聚合 
构成聚合关系是会聚关系的另一种形式,可是子类实例的生命周期倚重于父类实例的生命周期。在图13中,呈现了Company类和Department类之间的重组关系,注意组合关系如聚合关系一致绘制,但是这一次菱形是被填充的。

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图 13: 一个组成关系的例证

在图 13
中的关系建模中,一个Company类实例至少总有一个Department类实例。因为关乎是结合关系,当Company实例被移除/销毁时,Department实例也将电动地被移除/销毁。组合聚合的另一个要害职能是一对类只好与父类的实例相关(举例来说,我们例子中的Company类)。

反射关联 
现在大家早就探究了所有的涉及类型。就如你也许注意到的,大家的有着例子已经突显了六个不同类之间的关系。但是,类也得以拔取反射关联与它本身相关联。起头,那也许没有意义,可是切记,类是空虚的。图
14 彰显一个Employee类怎么着通过manager /
manages角色与它本身有关。当一个类关联到它自身时,这并不意味类的实例与它本身有关,而是类的一个实例与类的另一个实例相关。

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图 14:一个反光关联关系的实例

图 14
描绘的涉及表明一个Employee实例可能是其余一个Employee实例的经营。可是,因为“manages”的涉嫌角色有
0..*的多重性描述;一个雇员可能不受任何其他雇员管理。

可见性 
在面向对象的宏图中,存在属性及操作可见性的符号。UML
识别四种档次的可见性:public,protected,private及package。

UML
规范并不要求性能及操作可见性必须出示在类图上,可是它要求为各样属性及操作定义可见性。为了在类图上的突显可见性,放置可见性标志于属性或操作的名字在此之前。虽然UML 指定四种可见性类型,然则其实的编程语言可能增添额外的可见性,或不协助UML 定义的可见性。表4显示了 UML 帮忙的可见性类型的不等标志。

表 4:UML 协理的可见性类型的讲明

标志 可见性类型
+ Public
# Protected
Private
~ Package

近期,让我们看一个类,以表达属性及操作的可见性类型。在图 15
中,所有的特性及操作都是public,除了 updateBalance 操作。updateBalance
操作是protected。

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图 15:一个 BankAccount 类表明它的属性及操作的可见性


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UML
2 补充

既然如此我们已经覆盖了根基和高级要旨,我们将掩盖一些由UML 1.
x扩展的类图的新标志。

实例 
当一个系统结构建模时,展现例子类实例有时候是实用的。为了这种结构建模,UML
2
提供 实例规范 元素,它显得在系统中使用例子(或具体)实例的值得注意的音信。

实例的标志和类一样,然而代表顶端区域中仅有的类名,它的名字是由此拼接的:

Instance Name : Class Name

比喻来说:

Donald : Person

因为显示实例的目标是显得值得注意的或有关的音讯,没必要在您的模子中带有全体实体性质及操作。相反地,仅仅显示感兴趣的性能及其值是一心适用的。如图16所描述。

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图 16:Plane类的一个实例例子(只展现感兴趣的属性值)

不过,仅仅展现有些实例而从不它们的关联不太实用;因而,UML 2
也同目的在于实体层的涉嫌/关联建模。绘制关联与一般的类关系的规则一样,除了在建模关联时有一个增大的渴求。附加的范围是,关联关系必须与类图的关联相平等,而且关乎的角色名字也务必与类图相平等。它的一个例证展现于图
17 中。在这一个事例中,实例是图 6 中类图的例子实例。

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图 17:图 6 中用实例代替类的事例

图 17
有Flight类的二个实例,因为类图提议了在Plane类和Flight类之间的关系是 0或多。由此,我们的例子给出了六个与NX0337
Plane实例相关的Flight实例。

香港澳门葡京网址,角色 
建模类的实例有时比期望的尤其详细。有时,你恐怕只有想要在一个较多的相似层次做类关系的模型。在这种情况下,你应有利用 角色 记号。角色记号类似于实例记号。为了树立类的角色模型,你画一个方格,并在里边放置类的角色名及类名,作为实体记号,不过在这情形你无法加下划线。图
18 呈现一个由图 14 中图描述的雇员类扮演的角色实例。在图 18
中,我们可以认为,固然雇员类与它自身有关,关系着实是有关雇员之间扮演老板及团体成员的角色。

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图 18:一个类图显示图14中饰演不同角色的类

小心,你无法在纯粹类图中做类角色的建模,就算图
18来得你可以这么做。为了利用角色记号,你将会需要拔取上边啄磨的内部结构记号。

个中的结构 
UML 2
结构图的更有效的功用之一是新的内部结构记号。它同意你呈现一个类或此外的一个分类器怎么着在内部整合。这在
UML 1. x
中是不容许的,因为记号限制你只可以展现一个类所兼有的成团关系。现在,在 UML
2 中,内部的协会记号让您更理解地呈现类的相继部分如何保持关系。

让我们看一个实例。在图 18
中大家有一个类图以表现一个Plane类怎么样由三个引擎和五个控制软件对象组成。从那个图中省略的事物是展现关于飞机部件怎么着被装配的一部分音信。从图
18
的图,你无法表达,是各样控制软件对象说了算五个引擎,仍旧一个控制软件对象说了算两个引擎,而另一个决定一个发动机。

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图 19: 只呈现对象之间关系的类图

绘制类的内在结构将会革新这种意况。开头时,你通过用二个区域画一个方格。最上端的区域包含类名字,而较低的区域包含类的内部结构,展现在它们父类中顶住不同角色的局部类,角色中的每个部分类也涉嫌到其他类。图
19 显示了Plane类的内部结构;注意内部结构如何澄清混乱性。

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图 20:Plane类的内部结构例子。

在图 20 中Plane有六个ControlSoftware 对象,而且每个控制二个引擎。在图左侧上的
ControlSoftware(control1)控制引擎 1 和 2 。在图左侧的
ControlSoftware(control2)控制引擎 3 和 4 。 

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