UML面向对象建模与设计
面向对象 OO
面向对象的术语指：把软件组织成一系列离散的、合并了数据结构与行为的对象。
包含4个方面：
- 标识（identity）： 数据被量化成对象
- 分类（classification）：有着同样数据结构和行为的对象被分组为一个类
- 继承（inheritance）：多个类基于一种分层关系，共享类间属性和方法
- 多态（polymorphism）：对于不同的类，相同的操作有着不同的动作
-
三种模型
对系统的完整描述需要三种视角的模型：
- 类模型：描述系统内部对象及关系的静态结构。含 类图：节点是类，弧表示类间关系。
- 状态模型：描述了对象随着时间发生的变化的方面。含 状态图：由事件引发的状态间的转移。
- 交互模型：描述了系统中的对象如何协作，以完成更宽泛的任务。含 用例图，顺序图，活动图。
- 用例图：描述系统与外部参与者之间的交互
- 顺序图：显示交互的对象以及发生交互的时间顺序
- 活动图：描述计算的处理步骤之间的控制流
对象
对象是指具有标识的一个概念、一种抽象或事物。通常有对应的实体（如人），也可以只是一种概念（如二叉树）。
对象是类的一个实例。
类图的UML表示法
方框，黑体，首字母大写，单数名词 如 Person
对象的UML表示法
方框，黑体，下划线，首字母大写，对象名加冒号跟类名，如 JoeSmith:Person
类表示法
方框表示类，至多有三格：
- 类名
- 属性列表
- 操作列表
attributeName: dataType = defaultVaule
operationName (argumentList): returnType
其中argument表示法：
direction argumentName: type =defaultValue
direction包含输入（in），输出（out），可修改的输入参数（inout）
链接和关联
**链接（link）**是对象之间物理上或概念上的连接。 Joe Works For Simplex，Works For就是一个链接。（对象与对象之间的叫链接）
关联（association）描述了有着共同的结构和语义的一组链接。（类与类之间的叫关联）
多重性
1：正好为1
1…*：1或更多
3…5：3到5
*：（0或多）
关联终端名
Person – employee WorksFor employer – Company
排序
{ ordered }
包(bag)
允许重复值的元素
序列（sequence）
允许重复值的有序元素集合
关联类
将依赖于两个类的属性提出来，既是关联，也是一个类
关联类与普通类，关联类只能出现一次。
限定关联
在源类加一个限定符，可将关联的有效多重性从一对多降为一对一。
泛化（is-a）
定义：泛化（generalization）是指类（父类）与起一个或多个变体之类（子类）的关系。
父类
公共属性、操作和关联
子类
继承父类的属性、操作、关联，增加特定的属性、操作、关联
泛化的目的
- 支持多态：可以调用父级的一项操作
- 结构化描述对象：根据对象的相似性和区别来组织对象。
- 支持代码复用：更有效率。
属性
属性的多重性
name: string[1]
address: string [1…*]
可见性
“+” public
“-” private
“#” protected
“~” package
–
聚合 aggregation
是一种强类型的关联
有传递性：（a是b的一部分，b是c的一部分，那么a是c的一部分）
反对称性：（a是b的一部分， b不是a的一部分）
一种“部分-整体”的关系 如（车与轮胎、引擎）
UML语言：箭头为空心菱形
组合 composition
相比聚合，有更多限制
部件与装配件的生命周期一致，如（公司与它的部门）
UML语言：箭头为实心菱形
抽象类 abstract class
指没有直接实例的类，但其子孙有直接的实例
UML语言：类名用斜体或{abstract}
抽象类的方法，子类必须有自己的实现。
意义：避免具体父类。父类设为抽象类。
包
一组相关的类
状态建模
状态模型由多个状态图组成
事件 event
某个时刻发生的事情，常与动词过去式对应。
最常见的事件：
- 信号事件
- 变更事件
- 时间事件
信号事件
信号是指一个对象到另一个对象的单向信息流动。
信号事件是指发送或接收信号的事件。
信号类：每一次信号传输都是唯一事件。
变更事件 change event
满足布尔表达式而引起的事件。
UML语言：when关键字，括号里含表达式
when (room temperature < heating set point)
时间事件 time event
在绝对时间上或在某个时间间隔内发生的事情的事件。
UML语言：when关键字，括号里含有时间的表达式。
when (date=January 1, 2000)
时间段表示：after
after (10 seconds)
状态 state
是对象取值和链接的抽象。常对应ing后缀。
UML表示：可选状态名的圆角方框，首字母大写。
- 状态确定对象对输入事件的响应
迁移和状态
迁移transition是指从一个状态到另一个状态的瞬时变化。
警戒条件：为了让迁移发生而为真的布尔表达式
state1 -- timeout[cars in E/W left lanes] --> state2
timeout为事件名，斜体。方括号为警戒条件。从一状态到另一状态的直线，为迁移。
状态图
节点是状态，有向弧为迁移。
状态模型
包含了多个状态图，每个类一个状态图。
活动与效应
效应effect指对响应事件而执行的行为的引用。
活动activity 由效应出发的实际行为，用“/”表示。
mouse down / display pop-up menu
- do活动，表示持续一段时间的动作
do / flash waring light
交互建模
用例模型
参与者 actor
系统的直接外部用户 如（用户user,管理员admin）
用例 use case
系统通过与参与者的交互可以提供的一段连贯的功能。
每个用例会涉及一个或多个参与者以及系统本身。
错误条件也是用例的一部分。
用例分割系统的功能。
用例：
购买一瓶饮料。
小结：
在客户选择并支付以后，自动售货机弹出饮料。
参与者：
客户
前置条件：
机器正在等待投入货币。
描述：
机器启动，处在等待状态。显示消息“投入硬币”。客户把硬币投入机器中。机器显示投入的总金额。并亮起用这些钱可以购买的物品所对应的的按钮。克换下其中一个按钮。机器弹出对应的物品，如果物品价格低于投入的金额，会找回零钱。
异常：
取消：如果客户在做出选择之前按下了取消按钮，客户的钱会退回，机器会复位到等待状态。
脱销：如果客户按下了一个脱销的产品，会显示消息“此物品已脱销”。机器继续接受硬币或等待选择。
后置条件： 机器等待投入硬币
用例图
包括一组用例和一组参与者。
顺序模型
详细描述用例的主题
场景
系统在某个特定的执行期内所发生的一系列事件。
场景为一列文本语句，包含对象之间的消息以及对象所执行的活动。
John 登录。
系统建立安全的通信。
系统显示投资组合信息。
...
顺序图 Sequence Diagram
显示了交互的参与者以及参与者之间的消息顺序。
- 至少为每个用例编写一种场景
- 把场景抽象成顺序图
- 为每种错误条件绘制一张顺序图
活动模型 activity diagram
组成了复杂过程的步骤序列。显示控制流，专注于操作而不是对象。