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第3章类图、对象图和包图
类图的概念
类图建模技术
对象图
对象图建模技术、包图
实例——图书馆管理系统的类图
使用面向对象的思想描述系统,能够把复杂的系统简单化、直观化,这有利于用面向对象的程序设计语言实现系统,并有利于未来对系统的维护。构成面向对象模型的基本元素有类、对象和类与类之间的关系等。
类图和对象图合称为结构模型视图或者静态视图,用于描述系统的结构或静态特征。其中,类图用来描述系统中的类以及类与类之间的静态关系等;对象用来描述特定时刻实际存在的若干对象以及它们之间的关系。一个系统的模型中可以包含多个对象图,每个对象图描述了系统在某个特定时刻的状态。
构建面向对象模型的基础是类、对象以及它们之间的关系。可以在不同类型的系统(例如,商务软件、嵌入式系统、分布式系统等)中应用面向对象技术,在不同的系统中描述的类可以是各种各样的。例如,在某个商务信息系统中,包含的类可以是顾客、协议书、发票、债务等;在某个工程技术系统中,包含的类可以有传感器、显示器、I/O卡、发动机等。
在面向对象的处理中,类图处于核心地位,它提供了用于定义和使用对象的主要规则,同时,类图是正向工程(将模型转化为代码)的主要资源,是逆向工程(将代码转化为模型)的生成物。因此,类图是任何面向对象系统的核心,类图随之也成了最常用的UML图。
类图的概念
类图的概念
描述类、接口、协作及它们之间关系的图。
显示系统中各个类的静态结构。
概述
类图的元素:
类(Class)
接口(Interface)
协作(Collaboration)
依赖关系(Dependency)
泛化关系(Generalization)
关联关系(Association)
实现关系(Realization)
类是构成类图的基础,也是面向对象系统组织结构的核心。要使用类图,需要了解类和对象之间的区别。类是对资源的定义,它所包含的信息主要用来描述某种类型实体的特征以及对该类型实体的使用方法。对象是具体的实体,它遵守类制定的规则。从软件的角度看,程序通常包含的是类的集合以及类所定义的行为,而实际创建信息和管理信息的是遵守类的规则的对象。
类定义了一组具有状态和行为的对象,这些对象具有相同的属性、操作、关系和语义。其中,属性和关联用来描述状态。属性通常用没有身份的数据值表示,如数字和字符串。关联则用有身份的对象之间的关系来表示。行为由操作来描述,方法是操作的实现。
类
类
面向对象系统组织结构的核心。
对一组具有相同属性、操作、关系和语义的对象的抽象。
包括名称部分(Name)、属性部分(Attribute)和操作部分(Operation)。
定义类
由于类是构成类图的基础,所以,在构造类图之前,首先要定义类,也就是将系统要处理的数据抽象为类的属性,将处理数据的方法抽象为类的操作。要准确地定义类,需要对问题域有透彻准确地理解。在定义类时,通常应当使用问题域中的概念,并且,类的名字要用类实际代表的事物进行命名。
定义类
通过自我提问和回答下列问题,将有助于在建模时准确地定义类:

在要解决的问题中有没有必须存储或处理的数据,如果有,那么这些数据可能就需要抽象为类,这里的数据可以是系统中出现的概念、事件或者仅在某一时刻出现的事务。
有没有外部系统,如果有,可以将外部系统抽象为类,该类可以是本系统所包含的类,也可以是能与本系统进行交互的类。
有没有模板、类库、或者组件等,如果有,这些可以作为类。
系统中有什么角色,这些角色可以抽象为类,例如,用户、客户等。
系统中有没有被控制的设备,如果有,那么在系统中应该有与这些设备对应的类,以便能够通过这些类控制相应的设备。
如何用UML表示一个类
名称:每个类都有一个惟一的名称,通常采用CamelCase格式表示。
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,表示需要处理的数据。
操作: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。
属性名和操作名也通常采用CamelCase格式表示,只不过首字母通常为小写。