2.设计模式常用的UML图分析(用例图、类图与时序图)

1-用例图

概述

1. 展现了一组用例、参与者以及他们之间的关系。

2. 用例图从用户角度描述系统的静态使用情况，用于建立需求模型。

用例特征

• 保证用例能够正确捕捉功能性需求，判断用例是否准确的依据。

1. 用例是动宾段誉

2. 用例是相互独立的

3. 用例是由用户参与者启动的

4. 用例要有可观测的执行结果

5. 一个用例是一个单元

参与者 Actor

• UML中，参与者使用一个小人表示:

1. 参与者为系统外部与系统直接交互的人或事务，于系统外部与系统发生交互作用

2. 参与者是角色而不是具体的人

3. 代表参与者在与系统打交道时所扮演的角色

4. 系统实际运作中，一个实际用户可能对应系统的多个参与者。不同角色也可以只对应一个参与者，从而代表同一参与者的不通实例

用例 Use Case

系统外部可见的一个系统功能单元。系统的功能由系统单元所提供，并通过一系列系统单元与一个或多个参与者之间交换的消息所表达。

系统单元用椭圆表示，椭圆中的文字简述系统功能:

关系 Relationship

常见关系类型有关联、泛化、包含和扩展

关联 Association

表示参与者与用例之间的通信，任何一方都可发送或接受消息。

箭头指向：指向消息接收方：

子系统 SubSystem

• 用来展示系统的一部分功能(紧密联系)
  
  

泛化 Inheritance

继承关系，子用例和父用例相似，但表现出更特别的行为；子用例将继承父用例的所有结构、行为和关系。子用例可以使用父用例的一段行为，也可以重载它。父用例通常是抽象。。

箭头指向：指向父用例

2-类图

• 描述系统中的类，以及各个类之间的关系的静态试图。
• 表示类、接口以及它们之间的协作关系，用于程序设计阶段。

注意:

1. 抽象类或抽象方法用斜体表示
2. 如果是接口，则在类名上方加 <<Interface>>
3. 字段和方法返回值的数据类型非必需
4. 静态类或静态方法加下划线
   
   类图实例:

类图中的事务及解释

如图，类图从上到下分为三部分,分别为类名、属性和操作

1. 属性:如果有属性，则每一个属性都必须有一个名字，另外还可以有其它的描述信息，如可见性、数据类型、缺省值等
2. 操作:如果有操作，则每一个操作也都有一个名字，其它可选的信息包括可见性、参数的名字、参数类型、参数缺省值和操作的返回值的类型等

类图中的六种关系

1.实现关系 implements (类实现接口)

• 用空心三角虚线表示
  
  

2.泛化关系 extends (表示一般与特殊的关系) is-a

• 用空心三角实线表示
  
  

3.组合关系 (整体与部分的关系) contains-a

• 实心菱形实现表示
  
  
  
  eg.有头类、身体类与人类类三个类，则人类类中应包含头类及身体类这两个属性，则人类类与头类和身体的关系即为组合关系。

注: 在组合关系中，整体对象可以控制部分对象的生命周期，一旦整体对象不存在，部分对象也将不存在，部分对象不能脱离整体对象而存在。例如，头和嘴的关系，没有了头，嘴也就不存在了。

4.聚合关系 (整体与部分的关系) has-a

• 空心菱形实线表示
  
  eg.BusDriver类有Hat类与Clothes属性，BusDriver类没了Hat与Clothes仍可存在
  
  
  
  注:聚合关系也是通过成员对象来实现的，其中成员对象是整体对象的一部分，但是成员对象可以脱离整体对象而独立存在。

5.关联关系(一般关联关系) (对象之间的一种引用关系)

• 关联可以是双向的，也可以是单向的。在 UML 类图中，双向的关联可以用带两个箭头或者没有箭头的实线来表示，单向的关联用带一个箭头的实线来表示，箭头从使用类指向被关联的类。也可以在关联线的两端标注角色名，代表两种不同的角色。
  
  
  
  关联关系是类与类之间最常用的一种关系，分为一般关联关系、聚合关系和组合关系。

6.依赖关系

• 依赖关系使用带箭头的虚线来表示，箭头从使用类指向被依赖的类。
  
  

类关系的记忆

3-时序图

时序图将交互关系表示为一个二维图

注:

1. 主要用于展示对象之间交互的顺序。
2. 纵向代表时间轴，时间沿竖线向下延伸。
3. 横向代表了在协作中各独立对象的类元角色。
4. 类元角色用生命线表示。
5. 当对象存在时，角色用一条虚线表示。
6. 当对象的过程处于激活状态时，生命线是一个双道线。
7. 消息用从一个对象的生命线到另一个对象生命线的箭头表示。箭头以时间顺序在图中从上到下排列。
   
   

生命线

1. 生命线可带下划线
2. 当使用下划线时意味着序列图中的生命线代表一个类的特定实体。
   
   

同步消息&

同步消息: 发送人再它继续之前将等待同步消息相应

异步消息：在发送方继续之前无需等待相应的消息

注释

虚线引出一条说明注释

约束

约束格式: [Boolean Test]

组合片段

用来解决交互执行的条件和方式，它允许在时序图中直接表示逻辑组件，用于通过指定条件或子进程的应用区域。

类型与说明如下:

抉择Alt:抉择用来指明在两个或更多的消息序列之间的互斥的选择，相当于经典的if..else..。

选项Opt:包含一个可能发生或不发生的序列

循环Loop:片段重复一定次数。 可以在临界中指示片段重复的条件。

时序图的画法及应用实践

1. 绘制交互场景中的角色及对象梳理出来
2. 从出发某个交互的某个消息开始，在生命线之间从上到下依次画出所有消息。

eg.学生在教务系统中查询其课程的成绩

在本例中，角色有学生，对象有教务系统、课程、成绩。

对象的梳理是一个相对主观的过程，比如本例中，课程以及成绩分别作为了对象存在，也可以合并为数据库这一个对象。请注意：角色以及对象，都为名词，动词不可作为角色和对象，如“成绩查询”不可作为对象。

学生的登录验证作为本时序图的前置行为，可直接引用到本时序图中，也可忽略不画；学生进入成绩查询页面后，页面会加载本学生的成绩查询课程列表，并显示出课程对应的成绩。