#J101 Java设计模式_前篇_看懂UML类图和时序图

这里不会将UML的各种元素都提到,我只想讲讲类图中各个类之间的关系; 能看懂类图中各个类之间的线条、箭头代表什么意思后,也就足够应对 日常的工作和交流; 同时,我们应该能将类图所表达的含义和最终的代码对应起来; 有了这些知识,看后面章节的设计模式结构图就没有什么问题了;


一、类图

本章所有图形使用Enterprise Architect 9.2来画,所有示例详见根目录下的design_patterns.EAP

从一个示例开始,请看以下这个类图,类之间的关系是我们需要关注的:

              1_images/uml_class_struct.jpg

1.车的类图结构为<<abstract>>,表示车是一个抽象类;

2.它有两个继承类:小汽车和自行车;它们之间的关系为实现关系,使用带空心箭头的虚线表示;

3.小汽车为与SUV之间也是继承关系,它们之间的关系为泛化关系,使用带空心箭头的实线表示;

4.小汽车与发动机之间是组合关系,使用带实心箭头的实线表示;

5.学生与班级之间是聚合关系,使用带空心箭头的实线表示;

6.学生与身份证之间为关联关系,使用一根实线表示;

7.学生上学需要用到自行车,与自行车是一种依赖关系,使用带箭头的虚线表示;


下面我们将介绍这六种关系;

一、类之间的关系

类的继承结构表现在UML中为:实现(realize)与泛化(generalize):

继承关系为 is-a的关系;两个对象之间如果可以用 is-a 来表示,就是继承关系:(..是..)

eg:小汽车是车、自行车是车、猫是动物。

1、实现关系(realize)

实现关系用一条带空心箭头的虚线表示;

eg:”车”为一个抽象概念,在现实中并无法直接用来定义对象;只有指明具体的子类(汽车还是自行车),才可以用来定义对象(”车”这个类在C++中用抽象类表示,在JAVA中有接口这个概念,更容易理解)


                                                                          2_images/uml_realize.jpg

注:最终代码中,实现关系表现为继承抽象类;

2、泛化关系(generalization)

泛化关系用一条带空心箭头的直接表示;如下图表示(A继承自B);


                                                                            3_images/uml_generalization.jpg

eg:汽车在现实中有实现,可用汽车定义具体的对象;汽车与SUV之间为泛化关系;


                                                                                    4_images/uml_generalize.jpg

注:最终代码中,泛化关系表现为继承非抽象类;

3、聚合关系(aggregation)

聚合关系用一条带空心菱形箭头的直线表示,如下图表示A聚合到B上,或者说B由A组成;


                                                                                   5_images/uml_aggregation.jpg

聚合关系用于表示实体对象之间的关系,表示整体由部分构成的语义;例如一个班级由多个学生组成,一个部门由多个员工组成;

与组合关系不同的是,整体和部分不是强依赖的,即使整体不存在了,部分仍然存在;例如:班级,部门撤销了,学生,人员不会消失,他们依然存在;

4、组合关系(composition)

组合关系用一条带实心菱形箭头直线表示,如下图表示A组成B,或者B由A组成;


                                                                                    6_images/uml_composition.jpg

与聚合关系一样,组合关系同样表示整体由部分构成的语义;比如小汽车由轮胎和发动机等组成,公司由多个部门组成;

但组合关系是一种强依赖的特殊聚合关系,如果整体不存在了,则部分也不存在了;例如, 小汽车不存在了,轮胎和发动机也不存在了;公司不存在了,部门也将不存在了;

5、关联关系(association)

关联关系是用一条直线表示的;它描述不同类的对象之间的结构关系;它是一种静态关系, 通常与运行状态无关,一般由常识等因素决定的;它一般用来定义对象之间静态的、天然的结构; 所以,关联关系是一种“强关联”的关系;

比如,乘车人和车票之间就是一种关联关系;学生和身份证就是一种关联关系;

关联关系默认不强调方向,表示对象间相互知道;

如果特别强调方向,如下图,表示A知道B,但 B不知道A;

                                                                                    7_images/uml_association.jpg

注:在最终代码中,关联对象通常是以成员变量的形式实现的;

6、依赖关系(dependency)

依赖关系是用一套带箭头的虚线表示的;如下图表示A依赖B;他描述一个对象在运行期间会用到另一个对象的关系;

                                                                                    8_images/uml_dependency.jpg

与关联关系不同的是,它是一种临时性的关系,通常在运行期间产生,并且随着运行时的变化; 依赖关系也可能发生变化;

显然,依赖也有方向,双向依赖是一种非常糟糕的结构,我们总是应该保持单向依赖,杜绝双向依赖的产生;

注:在最终代码中,依赖关系体现为类构造方法及类方法的传入参数,箭头的指向为调用关系;依赖关系除了临时知道对方外,还是“使用”对方的方法和属性;


二、时序图

2.1、时序图简介(Brief introduction)

时序图(Sequence Diagram)是显示对象之间交互的图,这些对象是按时间顺序排列的。顺序图中显示的是参与交互的对象及其对象之间消息交互的顺序。时序图中包括的建模元素主要有:角色(Actor)对象(Object)生命线(Lifeline)控制焦点(Focus of control)消息(Message)等等。

2.2、时序图元素(Sequence Diagram Elements)

角色(Actor)

系统角色,可以是人、及其甚至其他的系统或者子系统。

对象(Object)

对象包括三种命名方式:

第一种方式包括对象名和类名;

第二中方式只显示类名不显示对象名,即表示他是一个匿名对象;

第三种方式只显示对象名不显示类名。

生命线(Lifeline)

       生命线在顺序图中表示为从对象图标向下延伸的一条虚线,表示对象存在的时间,如下图

控制焦点(Focus of Control)

       控制焦点是顺序图中表示时间段的符号,在这个时间段内对象将执行相应的操作。用小矩形表示,如下图。

消息(Message)

       消息一般分为同步消息(Synchronous Message)异步消息(Asynchronous Message)返回消息(Return Message).如下图所示:


同步消息=调用消息(Synchronous Message)

       消息的发送者把控制传递给消息的接收者,然后停止活动,等待消息的接收者放弃或者返回控制。用来表示同步的意义。

异步消息(Asynchronous Message)

       消息发送者通过消息把信号传递给消息的接收者,然后继续自己的活动,不等待接受者返回消息或者控制。异步消息的接收者和发送者是并发工作的。

返回消息(Return Message)

       返回消息表示从过程调用返回

自关联消息(Self-Message)

      表示方法的自身调用以及一个对象内的一个方法调用另外一个方法。


Combined Fragments

Alternative fragment(denoted “alt”) 与 if…then…else对应

Option fragment (denoted “opt”) 与 Switch对应

Parallel fragment (denoted “par”) 表示同时发生

Loop fragment(denoted “loop”) 与 for 或者 Foreach对应


2.2、时序图实例分析(Sequece Diagram Example Analysis)

时序图场景

完成课程创建功能,主要流程有:

1、请求添加课程页面,填写课程表单,点击【create】按钮

2、添加课程信息到数据库

3、向课程对象追加主题信息

4、为课程指派教师

5、完成课程创建功能

时序图实例

时序图实例分析

1、序号1.0-1.3 完成页面的初始化

2、序号1.4-1.5 课程管理员填充课程表单

3、序号1.6-1.7 课程管理员点击【Create】按钮,并响应点击事件

4、序号1.8 Service层创建课程

5、序号1.9-1.10 添加课程到数据库,并返回课程编号CourseId

6、序号1.11-1.12 添加课程主题到数据库,并返回主题编号topicId

7、序号1.13 给课程指派教师

8、序号1.14 向界面抛创建课程成功与否的消息

三、附录

在EA中定义一个抽象类(其版型为《abstract》)

                   _images/uml_AbatractClass.jpg


作者:博麟Android 链接:http://www.jianshu.com/p/abc97e7539d6

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