网硕互联帮助中心文章目录
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- UML（统一建模语言）详细笔记
- 一、UML概述
- 二、UML的三大构造块
- 三、4种事物（Things）
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- 1. 结构事物（Structural Things）
- 2. 行为事物（Behavioral Things）
- 3. 分组事物（Grouping Things）
- 4. 注释事物（Annotational Things）
- 四、4种关系（Relationships）
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- 1. 依赖（Dependency）
- 2. 关联（Association）
- 3. 泛化（Generalization）
- 4. 实现（Realization）
- 五、14种图（Diagrams）
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- 结构图（7种）——描述系统的静态结构
- 行为图（7种）——描述系统的动态行为
- 六、5种视图（4+1视图模型）
- 七、3种扩展机制
- 八、知识体系总结
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UML（统一建模语言）详细笔记
一、UML概述
UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）是一种用于软件系统可视化建模的标准语言，由Booch、Rumbaugh和Jacobson三人于1990年代中期整合各自的建模方法而成，后被OMG（对象管理组织）采纳为标准。
核心特点：
- 是一种可视化的建模语言，不是编程语言
- 用于描述、可视化、构造和文档化软件系统的工件
- 独立于具体的编程语言和开发过程
- 适用于面向对象分析与设计（OOA/OOD）
二、UML的三大构造块
UML的基本构造块由三部分组成：事物（Things）、关系（Relationships）和图（Diagrams）。
三、4种事物（Things）
事物是UML模型中最基本的组成单元，分为以下四类：
1. 结构事物（Structural Things）
模型中最静态的部分，代表概念上或物理上的元素。
| 类（Class） | 具有相同属性、操作、关系和语义的对象集合 |
| 接口（Interface） | 一组操作的集合，定义服务的契约 |
| 协作（Collaboration） | 描述一组对象共同完成某个功能的结构 |
| 用例（Use Case） | 描述系统对外提供的功能单元 |
| 活动类（Active Class） | 拥有自己的控制线程的类 |
| 构件（Component） | 可替换的物理模块，如代码文件、库 |
| 节点（Node） | 运行时存在的物理元素，如服务器、设备 |
2. 行为事物（Behavioral Things）
模型中的动态部分，代表时间和空间上的变化。
- 交互（Interaction）：描述对象之间为实现特定目的而进行的消息传递
- 状态机（State Machine）：描述一个对象在其生命周期内响应事件的状态变迁
3. 分组事物（Grouping Things）
用于将模型元素组织成更大的单元。
- 包（Package）：一种通用的分组机制，用于将相关的类、用例等组织在一起，类似于文件夹
4. 注释事物（Annotational Things）
模型的解释说明部分。
- 注解（Note）：用于对模型元素添加注释、约束或补充说明，用虚线连接到被注释的元素
四、4种关系（Relationships）
关系定义了事物之间的连接方式：
1. 依赖（Dependency）
- 含义：一个事物的变化会影响另一个事物的语义
- 表示：虚线箭头 –>
- 示例：一个类的方法参数引用了另一个类
2. 关联（Association）
- 含义：描述一组对象之间的结构连接关系
- 表示：实线 ——
- 特殊形式：聚合（空心菱形）、组合（实心菱形）
- 示例：教师与学生之间的教学关系
3. 泛化（Generalization）
- 含义：一般与特殊的关系，即继承关系
- 表示：实线 + 空心三角箭头 ——▷
- 示例：学生类继承自人类
4. 实现（Realization）
- 含义：一个类实现接口所定义的契约
- 表示：虚线 + 空心三角箭头 –▷
- 示例：一个具体类实现某个接口
五、14种图（Diagrams）
UML 2.0定义了14种图，分为结构图和行为图两大类。
结构图（7种）——描述系统的静态结构
| 1 | 类图（Class Diagram） | 描述类、接口及其之间的关系，是OO设计的核心 |
| 2 | 对象图（Object Diagram） | 类图的实例快照，展示某一时刻的对象及其链接 |
| 3 | 构件图（Component Diagram） | 建模可替换的物理模块及其依赖关系 |
| 4 | 部署图（Deployment Diagram） | 描述软件在硬件节点上的分布和映射 |
| 5 | 包图（Package Diagram） | 展示系统的命名空间和模块划分 |
| 6 | 组合结构图（Composite Structure Diagram） | 描述类的内部结构及协作关系 |
| 7 | 制品图（Artifact Diagram） | 描述系统中物理制品（文件、库、可执行文件等）及其关系 |
行为图（7种）——描述系统的动态行为
| 1 | 用例图（Use Case Diagram） | 从用户视角捕获系统功能需求和边界 |
| 2 | 序列图（Sequence Diagram） | 按时间顺序展示对象之间的消息交互 |
| 3 | 通信图（Communication Diagram） | 展示对象间的消息传递与协作关系（侧重结构） |
| 4 | 状态机图（State Machine Diagram） | 刻画对象生命周期中的状态变迁 |
| 5 | 活动图（Activity Diagram） | 描述业务流程或算法的控制流和数据流 |
| 6 | 交互概览图（Interaction Overview Diagram） | 由多个小型交互图组合而成的概览图 |
| 7 | 计时图（Timing Diagram） | 沿时间轴可视化对象状态变化与时间约束 |
交互图：序列图、通信图、交互概览图和计时图统称为交互图，它们都用于描述对象之间的交互行为，只是侧重点不同。
六、5种视图（4+1视图模型）
UML支持从不同视角描述系统，采用4+1视图模型：
| 用例视图 | 系统功能需求 | 用例图 |
| 逻辑视图 | 系统的功能设计 | 类图、对象图、状态机图 |
| 进程视图 | 并发与同步 | 类图、通信图、序列图 |
| 实现视图 | 代码组织结构 | 构件图 |
| 部署视图 | 软件到硬件的映射 | 部署图 |
七、3种扩展机制
UML提供了三种机制来增强其表达能力：
- 构造型（Stereotype）：扩展UML词汇，定义新的构造块，用 << >> 表示，如 <<entity>>、<<service>>
- 标记值（Tagged Value）：为模型元素添加额外的属性信息，如 {version = "1.0"}
- 约束（Constraint）：扩展或修改UML元素的语义规则，用 { } 表示，如 {readOnly}
八、知识体系总结
UML知识体系
├── 3大构造块：事物、关系、图
├── 4种事物：结构事物、行为事物、分组事物、注释事物
├── 4种关系：依赖、关联、泛化、实现
├── 14种图
│ ├── 结构图（7种）：类图、对象图、构件图、部署图、包图、组合结构图、制品图
│ └── 行为图（7种）：用例图、序列图、通信图、状态机图、活动图、交互概览图、计时图
├── 5种视图（4+1）：用例视图、逻辑视图、进程视图、实现视图、部署视图
└── 3种扩展机制：构造型、标记值、约束
记忆口诀：UML = 4事物 + 4关系 + 14图 + 5视图 + 3扩展，其中14图分结构7 + 行为7，行为图中序列图、通信图、交互概览图、计时图合称"交互图"。
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