软件设计模式学习（一）统一建模语言 UML

统一建模语言（UML）是一种可视化的标准建模语言，通过UML可以构造软件系统的蓝图。在设计模式中，使用UML来分析和设计每一个模式的结构，描述每一个模式实例，帮助我们深入理解设计模式。比如要盖一栋房子，需要先设计图纸，设计图纸就是一种设计语言，也就是模型语言。在一个现代化工程中，人们要沟通和协作，就必须使用标准的工业化设计语言，通过建模进行描述，把所要设计的结构和系统的行为联系起来，对系统的结构进行可视化控制。

UML结构

UML是由图形符号表达的建模语言，其主要包括以下几个部分：

1. 视图

   使用不同的视图从不同角度来描述软件系统，包括：

   • 用户视图：以用户观点表示系统的目标，它是所有视图的核心，该视图描述系统的需求
   • 结构视图：表示系统的静态行为和静态元素，如包、类与对象，以及它们之间的关系
   • 行为视图：表示系统的动态行为，描述组成元素如对象在系统运行时的交互关系
   • 环境视图：表示系统中物理元素的分布，描述系统中硬件设备以及它们之间的关系

2. 图

   提供了十三种与上述五种视图相对应的图

   用例图（Use Case ）对应用户视图。类图、对象图、包图、组合结构图对应结构视图。状态图、活动图、顺序图、通信图、定时图、交互概览图对应行为视图。组件图对应实现视图。部署图对应环境视图。

3. 模型元素

   模型元素包括事物以及事物之间的联系。

4. 通信机制

   为模型元素提供额外的注释、修饰和语义。

类图

类图是使用频率最高的UML图之一，在设计模式中，我们将使用类图来描述一个模式的结构，通过类图来分析每一个模式实例。

1. 类与类图

   类封装了数据和行为，是面向对象的重要组成部分。类图则用于描述系统中不同类以及它们之间的关系，表达系统的静态结构。
   

2. 类之间的关系

   在软件系统中，类不是孤立存在的，类与类之间存在相互关系。类之间的关系有关联关系、依赖关系、泛化关系、接口与实现关系。

顺序图

顺序图是最常用的系统动态建模工具之一，用于表示对象之间的动态交互，而且以图形化的方式描述了对象间消息传递的时间顺序，是一种强调对象间消息传递次序的交互图。

​顺序图将交互关系表示为一个二维图，纵向是时间轴，时间沿着竖线向延伸；横向轴表示交互过程中的独立对象，对象的活动用生命线表示。顺序图由执行者、生命线、对象、激活框、消息等元素组成。

状态图

状态图用来描述一个特定对象的所有可能状态及其引起状态转移的事件。状态图的组成元素包括状态、初始状态、结束状态、转移。

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