跟我学UML静态建模——在Rational Rose工具中设计实现UML类图的应用示例(第1部分)

1.1跟我学UML静态建模——在Rational Rose工具中设计实现UML类图的应用示例（第1部分）

1.1.1UML类图

1、UML类图

（1）类图

类是面向对象模型的最基本的模型元素。类图表达为了实现某一用例中的一组对象类之间的静态结构，以及它们之间的联系和交互。

（2）类图的作用

主要体现在描述结构和联系：类图描述系统中类的静态结构，它不仅定义系统中的类，表示类之间的联系（关联、依赖、聚合等），还包括类的内部结构（类的属性和操作）。（3）类与类之间的联系

类与类之间的联系可以分为两种：结构性联系（静态联系）和行为性联系（动态联系）。

1)结构性联系指类的继承与派生、父类与子类间的聚合、组合、泛化/特化等。

2)行为性联系指类之间可以通过消息联系，通过系统预定义或用户自定义的语义联

系。

（4）类的UML的图示

类是对象的集合，这些对象有共同的结构特征、行为特征、联系和语义；在UML中类的图形表示为实线矩形框。

但要注意的是：在类图中不一定要列出全部的成员内容。如在建立分析模型或设计模型时，可以只列出类名，在图中着重表达类间联系；在建立实现模型时，再在图中给出属性和操作等详细内容。

如：

（5）类中的属性成员及其UML的图示

●属性（成员变量）

属性是类的命名的性质，在类图中用文字串说明。其表示为：

可视性属性名（多重性）：类型=初始值

其中：

可视性用可视性标记表示：公共（+）、保护（#）、私有（-）

类型（即数据类型）依赖于选择的工具语言。

例如，+年龄：integer=25

●类的static成员属性

所应该注意的是，对类的成员属性也就是 static成员属性在类图中的表示为带下划线的形式。如下面的“货单个数”的类的成员属性的表示方式。

abstract class Computer{

private CPU intelCPU;

private HDDisk oneHDDisk;

private Printer hpPrinter;

Computer oneUserInfo;

String bingPai="联想计算机";

abstract public boolean calculateDate(Data oneDate) throws DataException;

}

（6）类中的方法成员及其UML的图示

●类中的操作（成员方法）

操作是类的行为特征或动态特征，用于对服务或实体相关的操作建模。一个类可以有操作并且可以允许有多个操作，当然也可以没有。没有一个操作的类经常用于表达数据表（Table）。

操作在类图中位于最底部，同时用文字串说明。其表示为：

可视性操作名（参数列表）：返回列表{性质}

注意：操作在实现阶段经常用函数完成.

例如，+drive(speed :Integer, direction:Direction)。

●类中的操作的类型

?实现者操作（Implementor operations）：实现一些业务功能。实现者操作可从交互图中找到。

?管理者操作（Manager operations）：管理对象的生成和构造。例如，类的构造器和删除器。

?访问操作（Access Operations）：属性通常是专用或保护的，但其他类可能要浏览或改变某个类的属性，可以通过访问操作实现。应该，通过对每个属性建立Get和Set操作来实现。

（7）类的职责

职责指的是类所担任的任务，类的设计要完成什么样的功能，要承担的义务。一个类

可以有多种职责，设计得好的类一般至少有一种职责，在定义类的时候，将类的职责分解成为类的属性和方法。

通常在UML中在类图的最下方用单独的部分列出类的职责，类的职责其实只是一段或多段文本描述。

2、类的关联（Association）

（1）关联的含义

关联是一种结构化的关系，指一种对象和另一种对象有联系。它是对具有共同结构特性、行为特性、关系和语义的链接的描述。

例如，一个人为一家公司工作，一家公司有许多办公室。我们就认为人和公司、公司和办公室之间存在某种语义上的联系。在分析设计的类图模型中，则在对应人类和公司类、公司类和办公室类之间建立关联关系。

关联是对象间的长期关系-----在关联中，一个对象保存对另一个对象的引用，并在需要的时候调用这个对象的方法------关联关系一般是使用实例变量实现的。

class A{

}

class B{

A a = null;

public B() {

a = new A();

}

}

class C{

A a = new A();

}

class D {

A a = null;

public void method(A a) {

this.a = a;

}

}

在上面的例子中，类B，C和D都与类A发生关联关系。

（2）关联的UML图示

在UML的类图中，关联用一条实线将类连接在一起。如果是单向关联，则在关联端加箭头表示方向。如果是双向关联则不用。

（3）关联的重数

由于关联有两元关系和多元关系。而两元关系是指一种一对一的关系，多元关系是一对多或多对一的关系。

并且在关联端可以标出关联中的数量关系----重数（多重性）。关联端的多重性规定该类中有多少个对象参与该关联。

常用的有

1)“0..1”：表示零到1个对象

2)“1”：表示1个对象

3)“0..*或者*”：表示零到多个对象

4)“5..17”：表示5 到17个对象

如果图中没有明确地标识关联的重数，那就意味着是1。例如，

（4）关联的方向

关联有单向和双向之分。如果两个类是双向关联的，Rose将属性放进彼此类中。因此，则不需要采用箭头表示。

单向关联有助于标识可复用的类。如果两个类间的关系是双向的，则每个类都需要知道对方，因此两者都不能复用。任何输出多个单向关系的类都很难复用，而只接收单向关系的类则容易复用。

（5）对关联的修饰

1)名字：可以给关系取名字以进一步说明关系的含义

2)角色：关系的两端代表不同的两种角色

3)重数：表示有多少对象通过一个关系的实例相连接

（6）关联的类型

普通关联

普通关联是最常见的一种关联，只要类与类之间存在连接关系就可以用普通关联表示。比如，张三使用计算机，计算机会将处理的结果等信息返回给张三，那么，在其各自所对应的类之间就存在普通的关联关系。

普通的关联关系的图示是连接两个类之间的直线。由于关联可以是双向的，因此可以在关联的一个方向上为关联起一个名字，而在另一个方向上起另一个名字（当然，也可以不起名字）。名字通常紧挨着直线书写。

为了避免混淆，在名字的前面或者后面带一个表示关联方向的黑三角，黑三角的尖角指明这个关联只能在尖角所指向的类上。

下面给出一个带有关联的重数的复杂的普通关联图示。

在程序语言中通过编程实现类之间的关联

public class Insurance_Company{

private Vector Insurance_ContractVector;

…

}

public class Insurance_Contract{

private Insurance_Company comRefer;

…

}

导航关联

如果类与类之间的关联是单方向的，则为导航关联。

此时其UML的表示应该在关联端加箭头表示方向，以表明只有箭头所指的方向上才有这种关联关系。

如：Employee可以有0个或更多的TimeCard对象。但是，每个TimeCard只从属于单独一个Employee。

●限定关联

?在关联端紧靠对象类图标处可以有限定符（Qualifier），该限定符代表被关联的对象的一个或多个属性的列表。

?带限定符的关联称为限定关联，常用于表示一对多或者多对多的关联关系中。通过限定关联可以把模型中的重数从一对多变为一对一。

?使用限定符将关联中多的那一端的具体对象分成对象集，限定符的名字放置在关联关系末端的一个小方框内，并且可以缺省但要给出该限定符所代表的对象属性的数

据类型。

例如，顾客购买电视，他指定买某个品牌型号的电视，则售货员才能明确选取。此时售货员与顾客所指定的电视之间为限定关联，也即与某一特定类型的电视产生关联。

●自身关联（Reflexive Association）

自身关联也称为递归关联（Recursive Association），是一个类与其本身的关联（在UML 的类图中连接到自身），即一个类的两个对象之间的联系（同类的对象之间的语义上的关联）。例如，学生既可能是班长，也可能是一般的普通学生。

关联类

当关联本身也有属性、操作时则称为关联类。因为它既是一个关联同时也是一个类，它定义了一组属于该关联的特性，但这些特性不属于被关联的任何一个类。

此时，在UML的类图示中应该用一条虚线把关联类连到关联线上。如图

注意：对于多对多的双向关联，可以转化为两个一对多的关联来实现。