UML 包图
UML包图的模块交互与依赖关系分析
UML包图的模块交互与依赖关系分析UML（Unified Modeling Language）是一种用于软件开发的标准建模语言，它提供了一套图形化工具，帮助开发人员更好地理解和设计软件系统。
其中，UML包图是一种常用的图示工具，用于展示软件系统的模块结构和模块之间的关系。
在本文中，我们将探讨UML包图中的模块交互与依赖关系分析。
首先，让我们了解一下UML包图的基本概念。
在UML包图中，每个模块被表示为一个包（Package），它可以包含其他的包或类。
模块之间的关系可以用依赖关系（Dependency）、关联关系（Association）、聚合关系（Aggregation）等来表示。
这些关系反映了模块之间的交互和依赖。
在进行模块交互与依赖关系分析时，我们首先需要理清模块之间的交互关系。
通过观察UML包图中的关联关系和依赖关系，我们可以了解到哪些模块之间存在着数据或控制的交互。
例如，一个订单管理系统中的订单模块和客户模块之间可能存在着关联关系，表示订单模块需要获取客户信息来完成订单的创建和处理。
另外，订单模块可能还依赖于库存模块来检查商品的库存情况。
通过分析这些交互关系，我们可以更好地理解系统的功能和流程。
除了交互关系，模块之间的依赖关系也是一个重要的分析点。
在UML包图中，依赖关系表示一个模块对另一个模块的依赖。
这种依赖可以是静态的，也可以是动态的。
静态依赖表示一个模块在编译时依赖于另一个模块的接口或类，而动态依赖则表示一个模块在运行时依赖于另一个模块的实例或对象。
通过分析依赖关系，我们可以了解到哪些模块对其他模块有着较强的依赖，从而帮助我们进行模块的划分和设计。
在进行模块交互与依赖关系分析时，我们还可以考虑一些其他因素。
例如，模块之间的耦合度和内聚度。
耦合度表示模块之间的依赖程度，高耦合度意味着一个模块的改动会对其他模块产生较大的影响，而低耦合度则表示模块之间的独立性较高。
内聚度表示模块内部元素之间的关联程度，高内聚度意味着模块内部的元素紧密相关，功能清晰。
如何使用UML包图进行模块划分与表示
如何使用UML包图进行模块划分与表示使用UML包图进行模块划分与表示在软件开发过程中，模块化是一个重要的概念。
通过将系统划分为独立的模块，可以提高代码的可维护性和可复用性。
而UML（Unified Modeling Language）包图是一种常用的图形化工具，可以帮助开发人员进行模块划分与表示。
本文将介绍如何使用UML包图进行模块划分与表示。
1. 理解UML包图的基本概念UML包图是一种用于表示系统结构的图形化工具。
它可以将系统划分为不同的包，每个包代表一个模块或子系统。
包图中的包可以包含其他包或类，形成层次结构。
通过使用包图，开发人员可以清晰地了解系统的模块划分和关系。
2. 识别系统的功能模块在使用UML包图进行模块划分之前，首先需要识别系统的功能模块。
功能模块是系统中相互独立的部分，每个模块负责一项特定的功能。
通过分析系统的需求和功能，可以确定系统需要包含哪些功能模块。
3. 创建UML包图一旦确定了系统的功能模块，就可以开始创建UML包图。
在包图中，每个功能模块对应一个包。
可以使用UML建模工具或手绘图形来创建包图。
在包图中，每个包可以包含其他包或类，形成层次结构。
4. 定义包之间的关系在包图中，不同的包之间可以存在不同的关系。
常见的关系包括依赖关系、关联关系、聚合关系和继承关系等。
通过定义包之间的关系，可以清晰地表示模块之间的依赖和关联。
5. 表示模块的内部结构除了表示模块之间的关系，UML包图还可以用于表示模块的内部结构。
在包图中，可以将一个包进一步划分为更小的模块或类。
通过定义类之间的关系，可以清晰地表示模块内部的组成和功能。
6. 使用注释和标签在创建UML包图时，可以使用注释和标签来增加图形的可读性和理解性。
注释可以用于解释模块的功能或设计思路，标签可以用于标识模块的名称或属性。
通过使用注释和标签，可以使包图更加清晰和易于理解。
7. 更新和维护包图随着系统的开发和演化，模块的划分和关系可能会发生变化。
UML之包图
UML之包图包图的基本概念: 包图是⽤来描述模型中的包和所包含元素的组织⽅式的图，是维护和控制系统总体结构的重要内容。
包图能够组织许多UML中的元素，不过其最常⽤的⽤途是⽤来组织⽤例图和类图。
包图中包含包元素以及包之间的关系。
与其他图类似，包图中可以创建注解和约束。
包的概念: 包是⽤于把模型组织成层次结构的通⽤机制，它不能执⾏。
包名：包有简单名、路径名包中的元素：包中可以容纳各种⾼级的模型元素，如类和类的关系、状态机、⽤例图、交互、协作等，甚⾄是⼀个完整的UML图。
另外，包中还可以含有包，这被称为包的嵌套。
包元素的可见性：控制包外元素对包内元素的访问权限。
公有（+）：只要当前包被引⼊，包内的公共元素即对引⼊者可见。
保护（#）：仅对当前包的⼦包可见。
私有（-）：仅对该包可见，外部⽆法访问。
另外，如果某元素对于⼀个包是可见的，则它对于嵌套在这个包中的任何包都是可见的。
包的构造型：可以使⽤构造型来描述包的种类。
UML预定义了⼀些构造型，⽤户也可⾃⾏定义新的构造型。
⾼内聚，低耦合：在外部观察包时，可以将内部元素视作⼀个整体，⽅便将多个元素⼀同处理。
包内部的元素应该保证有相似、相同的语义，或者其元素有同时更改和变化的性质。
注：在实际应⽤中，包对包含的元素的作⽤相当于C++和C#中命名空间的概念或Java中的包概念。
和这些概念不同的是，UML包中的内容不限于类和接⼝，包中的元素种类要丰富的多。
元素的分包原则：1）元素不能“狡兔三窟”：树形结构的⼀个节点不能同时拥有两个⽗节点，⼀个元素也不允许在两个包中重复出现。
2）相同包内元素不能重名：包所具有的命名空间的作⽤要求⽤⼀个包中的同种类元素名称必须是唯⼀的。
3）包内元素要紧密联系：分在同⼀个包中的元素应该具有某些相同的性质，即包的⾼内聚性。
4）包与包尽可能保持独⽴：包和包之间需要尽可能减少耦合度，要求包内元素与外部元素有尽可能少的依赖关系。
包的依赖关系：包之间的依赖关系实际上是从⼀个更⾼的层次来描述包内某些元素之间的依赖关系。
UML实践----用例图、顺序图、状态图、类图、包图、协作图
UML实践----用例图、顺序图、状态图、类图、包图、协作图2009-01-20 作者：Randy Miller 来源：网络面向对象的问题的处理的关键是建模问题。
建模可以把在复杂世界的许多重要的细节给抽象出。
许多建模工具封装了UML（也就是Unified Modeling Language™），这篇课程的目的是展示出UML的精彩之处。
UML中有九种建模的图标，即：∙用例图∙类图∙对象图∙顺序图∙协作图∙状态图∙活动图∙组件图∙配置图本课程中的某些部分包含了这些图的细节信息的页面链接。
而且每个部分都有一个小问题，测试一下你对这个部分的理解。
为什么UML很重要？为了回答这个问题，我们看看建筑行业。
设计师设计出房子。
施工人员使用这个设计来建造房子。
建筑越复杂，设计师和施工人员之间的交流就越重要。
蓝图就成为了这个行业中的设计师和施工人员的必修课。
写软件就好像建造建筑物一样。
系统越复杂，参与编写与配置软件的人员之间的交流也就越重要。
在过去十年里UML就成为分析师，设计师和程序员之间的“建筑蓝图”。
现在它已经成为了软件行业的一部分了。
UML提供了分析师，设计师和程序员之间在软件设计时的通用语言。
UML被应用到面向对象的问题的解决上。
想要学习UML必须熟悉面向对象解决问题的根本原则――都是从模型的建造开始的。
一个模型model就是根本问题的抽象。
域domain就是问题所处的真实世界。
模型是由对象objects组成的，它们之间通过相互发送消息messages来相互作用的。
记住把一个对象想象成“活着的”。
对象有他们知道的事（属性attributes）和他们可以做的事（行为或操作behaviors or operations）。
对象的属性的值决定了它的状态state。
类Classes是对象的“蓝图”。
一个类在一个单独的实体中封装了属性（数据）和行为（方法或函数）。
对象是类的实例instances。
用例图用例图Use case diagrams描述了作为一个外部的观察者的视角对系统的印象。
UML-03-类图-对象图-包图
类 接口 协作 依赖、泛化和关联关系
类图可以包含注解和约束； 类图还可以有包或子系统，二者都用于把 模型元素聚集成更大的组件。
类(Class)
A class is the descriptor for a set of objects with similar structure, behavior, and relationships.
课堂练习-网上书店系统
通过Internet接受订单 一个顾客可以拥有一个帐号，系统维护顾客最多达 1000000个的帐号 对所有的帐号提供密码保护 能够搜索标准的图书目录 提供多种搜索图书目录的方法，包括按作者搜索、按书名 搜索、按ISBN搜索、按关键字搜索 本系统采取货到付款的方式 根据顾客的定购量确定书价折扣 顾客可以发表图书评论 装货站工作人员负责根据订单装货 收货站工作人员确保商品数量同订单相符
类图的三个层次的例子
概念层
说明层
实现层
建立类图的一般步骤
1. 研究分析问题领域 2. 发现对象与类，明确它们的含义和责任，确定属 性。 3. 发现类之间的关系。把类之间的关系用关联、泛 化、聚集、组合、依赖等关系表达出来。 4. 设计类与关系。调整和细化已得到的类和类之间 的关系，解决诸如命名冲突、功能重复等问题。 5. 绘制类图并编制相应的说明。
对象图与类图
对象图的模型元素有对象和链(link)。对象是类 的实例；对象之间的链是类之间的关联的实例。 对象与类的图形表示相似，UML中对象图与类图 具有相同的表示形式。
对象图实质上是类图的实例。
对象图常用于表示复杂的类图的一个实例。 对象图的使用相当有限，主要用于表达数据结构 的示例，以及了解系统在某个特定时刻的具体情 况。
第5章UML包图
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5.6.2 调整候选包
在已经识别一组候选包后，减少包间依赖，最小化每个包中public、 protected元素的个数，最大化每个包中private元素的个数。做法如 下。 (1) 在包间移动类。 (2) 添加包、分解包、合并包或删除包。 通常，在分析阶段，将类封装为包模型时，应该尽量使包模型简单。 起初，将类图转换为包图时，不需考虑包间的泛化和依赖关系，仅 当使用诸如包泛化和依赖关系能简化包模型时，才使用这些包整理 技术。 除了保持简单，还应该避免嵌套包。包的嵌套结构越深，模型变得 越难理解。我们曾见过非常深层的嵌套包，而每个包仅包含一个或 两个类。这些模型更像是标准的、自上而下的功能分解，而不是包 模型。 作为经验法则，希望每个包具有4~10个分析类。然而，对于所有的 经验法则，却存在例外，如果打破某个法则使得模型更加清晰，就 采用这个法则。有时，必须引入只带有一个或者两个类的包，因为 需要断开包模型中的循环依赖，在这种情况下是完全合理的。
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5.5 包的传递性
当客户包与提供者包之间是<<access>>依赖 时，提供者包中的公共元素就成为客户包中的 私有元素，这些私有元素在包外是不可以访问 的。如图5-15所示，Z包中的公共元素成为Y包 的私有元素，而X包只能访问Y包中的公共元素， 因此，X包不能访问Z包中的公共元素。所以， X、Y、Z包间的<<access >>关系不存在传递 性。
22
5.8 小
结
本章首先解释了几种常见的包图表示法， 并通过了一个简单的例子来说明包的可见 性、依赖关系、泛化等概念。其次，概要 地说明了5种包的构造型。 最后说明如何寻找包、确定包之间的依赖 关系，从而绘制出一个表明软件体系结构 的包图，并简要介绍了用包图表示系统体 系结构的建模方法。
UML建模工具软件StarUML从入门到精通——如何应用StarUML创建UML包图的应用示例
（2）控制层包
（3）业务层包
（4）数据访问层包
（5）体现系统分层设计结果的包图
7、然后根据层次划分的要求分别添加各个不同的包所对应的子包（1）表示层包中的各个子包
2、包图的应用目的（1）能够体现出问题的层次关系 1）使用包图的目的是把模型元素组织成组，为其命名，以便作为整体处理。 2）对于一个大型系统，使用包来组织大量模型元素以便于
系统的理解和处理，使之有很好的层次关系。
（2）通过包可以形成一个高内聚、低耦合的类的集合。（3）在概要设计阶段，系统设计人员可以用包图来建立软件系统的体系架构（而在详细设计阶段，可以利用类图建立相应的体系结构）3、BBS论坛系统前台应用的包图示例
4、某个网上书店项目中的各个包的UML包图示例
5、创建一个名称为“BBS系统前台包图”的包图（1）右击“Design Model”节点，在弹出的快捷菜单中选择“Add Diagram”子菜单，然后再在其中选择下一级的子菜单项目“Package Diagram”，便可以创建出包图。
（2）命名该包图的名称为“BBS系统前台包图”
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如何应用StarUML
创建UML包图的应用示例
do
something
1、UML中的包图（Package Diagram)（1）包图是保持系统整体结构简明、清晰的重要工具通过给出包可以列出各个包之间的关系。包图由包和包之间的联系构成，它是维护和控制系统总体结构的重要建模工具。
（2）在Rose中包图是通过类图来体现的
（2）控制层包中的各个子包
UML各种图例—用例图、类图、状态图、包图、协作图、顺序图
UML各种图例——用例图、类图、状态图、包图、协作图、顺序图面向对象的问题的处理的关键是建模问题.建模可以把在复杂世界的许多重要的细节给抽象出.许多建模工具封装了UML（也就是Unified Modeling Language™），这篇课程的目的是展示出UML的精彩之处.UML中有九种建模的图标，即：∙用例图∙类图∙对象图∙顺序图∙协作图∙状态图∙活动图∙组件图∙配置图本课程中的某些部分包含了这些图的细节信息的页面链接.而且每个部分都有一个小问题，测试一下你对这个部分的理解.为什么UML很重要?为了回答这个问题，我们看看建筑行业.设计师设计出房子.施工人员使用这个设计来建造房子.建筑越复杂，设计师和施工人员之间的交流就越重要.蓝图就成为了这个行业中的设计师和施工人员的必修课.写软件就好像建造建筑物一样.系统越复杂，参与编写与配置软件的人员之间的交流也就越重要.在过去十年里UML就成为分析师，设计师和程序员之间的“建筑蓝图”.现在它已经成为了软件行业的一部分了.UML提供了分析师，设计师和程序员之间在软件设计时的通用语言.UML被应用到面向对象的问题的解决上.想要学习UML必须熟悉面向对象解决问题的根本原则――都是从模型的建造开始的.一个模型model就是根本问题的抽象.域domain就是问题所处的真实世界.模型是由对象objects组成的，它们之间通过相互发送消息messages来相互作用的.记住把一个对象想象成“活着的”.对象有他们知道的事（属性attributes）和他们可以做的事（行为或操作behaviors or operations）.对象的属性的值决定了它的状态state.类Classes是对象的“蓝图”.一个类在一个单独的实体中封装了属性（数据）和行为（方法或函数）.对象是类的实例instances.用例图用例图Use case diagrams描述了作为一个外部的观察者的视角对系统的印象.强调这个系统是什么而不是这个系统怎么工作.用例图与情节紧紧相关的.情节scenario是指当某个人与系统进行互动时发生的情况.下面是一个医院门诊部的情节.“一个病人打电话给门诊部预约一年一次的身体检查.接待员找出在预约记录本上找出最近的没有预约过的时间，并记上那个时间的预约记录.”用例Use case是为了完成一个工作或者达到一个目的的一系列情节的总和.角色actor是发动与这个工作有关的事件的人或者事情.角色简单的扮演着人或者对象的作用.下面的图是一个门诊部Make Appointment用例.角色是病人.角色与用例的联系是通讯联系communication association（或简称通讯communication）角色是人状的图标，用例是一个椭圆，通讯是连接角色和用例的线.一个用例图是角色，用例，和它们之间的联系的集合.我们已经把Make Appointment作为一个含有四个角色和四个用例的图的一部分.注意一个单独的用例可以有多个角色.用例图在三个领域很有作用.∙决定特征（需求）.当系统已经分析好并且设计成型时，新的用例产生新的需求∙客户通讯.使用用例图很容易表示开发者与客户之间的联系.∙产生测试用例.一个用例的情节可能产生这些情节的一批测试用例.类图类图Class diagram通过显示出系统的类以及这些类之间的关系来表示系统.类图是静态的－它们显示出什么可以产生影响但不会告诉你什么时候产生影响.下面是一个顾客从零售商处预定商品的模型的类图.中心的类是Order.连接它的是购买货物的Customer和Payment.Payment有三种形式：Cash，Check，或者Credit.订单包括OrderDetails（line item），每个这种类都连着Item.每个类图包括类，关联和多样性表示.方向性和角色是为了使图示得更清楚时可选的项目.包和对象图为了简单地表示出复杂的类图，可以把类组合成包packages.一个包是UML上有逻辑关系的元件的集合.下面这个图是是一个把类组合成包的一个商业模型. dependencies关系.如果另一个的包B改变可能会导致一个包A改变，则包A依赖包B.包是用一个在上方带有小标签的矩形表示的.包名写在标签上或者在矩形里面.点化线箭头表示依赖对象图Object diagrams用来表示类的实例.他们在解释复杂关系的细小问题时（特别是递归关系时）很有用.这个类图示一个大学的Department可以包括其他很多的Departments.这个对象图示上面类图的实例.用了很多具体的例子.UML中实例名带有下划线.只要意思清楚，类或实例名可以在对象图中被省略.每个类图的矩形对应了一个单独的实例.实例名称中所强调的UML图表.类或实例的名称可能是省略对象图表只要图的意义仍然是明确的.顺序图类图和对象图是静态模型的视图.交互图是动态的.他们描述了对象间的交互作用.顺序图将交互关系表示为一个二维图.纵向是时间轴，时间沿竖线向下延伸.横向轴代表了在协作中各独立对象的类元角色.类元角色用生命线表示.当对象存在时，角色用一条虚线表示，当对象的过程处于激活状态时，生命线是一个双道线.消息用从一个对象的生命线到另一个对象生命线的箭头表示.箭头以时间顺序在图中从上到下排列.协作图协作图也是互动的图表.他们像序列图一样也传递相同的信息，但他们不关心什么时候消息被传递，只关心对象的角色.在序列图中，对象的角色放在上面而消息则是连接线.对象角色矩形上标有类或对象名（或者都有）.类名前面有个冒号（：）.协作图的每个消息都有一个序列号.顶层消息的数字是1.同一个等级的消息（也就是同一个调用中的消息）有同样的数字前缀，再根据他们出现的顺序增加一个后缀1，2等等.状态图对象拥有行为和状态.对象的状态是由对象当前的行动和条件决定的.状态图statechart diagram显示出了对象可能的状态以及由状态改变而导致的转移.我们的模型例图建立了一个银行的在线登录系统.登录过程包括输入合法的密码和个人账号，再提交给系统验证信息.登录系统可以被划分为四种不重叠的状态：Getting SSN, Getting PIN, Validating, 以及Rejecting.每个状态都有一套完整的转移transitions来决定状态的顺序.状态是用圆角矩形来表示的.转移则是使用带箭头的连线表示.触发转移的事件或者条件写在箭头的旁边.我们的图上有两个自转移.一个是在Getting SSN，另一个则在上Getting PIN.初始状态（黑色圆圈）是开始动作的虚拟开始.结束状态也是动作的虚拟结束.事件或条件触发动作时用（/动作）表示.当进入Validating状态时，对象并不等外部事件触发转移.取而代之，它产生一个动作.动作的结果决定了下一步的状态.活动图活动图activity diagram是一个很特别的流程图.活动图和状态图之间是有关系的.状态图把焦点集中在过程中的对象身上，而活动图则集中在一个单独过程动作流程.活动图告诉了我们活动之间的依赖关系.对我们的例子来说，我们使用如下的过程.“通过ATM来取钱.”这个活动有三个类Customer, ATM和Bank.整个过程从黑色圆圈开始到黑白的同心圆结束.活动用圆角矩形表示.。
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包的嵌套
包可以拥有其他包作为包内的元素，子 包又可以拥有自己的子包，这样可以构 成一个系统的嵌套结构。 包的嵌套层数一般以2～3层为宜 2 3
标准构造型
UML中定义的用于包的构造型有： <<façade>>,<<framework>>,<<stub>>,<<subsyste m>>,<<system>>等
对于每一个包，标出其模型元素的可视性： 公共、保护或私有 确定包和包之间的依赖联系，特别是输入 依赖 确定包和包之间的泛化联系，确定包元素 的多态性与重载 绘制包图 包图精化
包图小结
包图是保持系统构架简明清晰的工具。只 要不能将整个系统的类图压缩到一张A4纸 上，就应该使用包图。 依赖产生耦合，可用“启发式”方法将依 赖减少到最低程度。 包图中各元语的定义、可视化图符、名称 及其功能简述与类图中相同。
Version 1.2
一个包可以拥有一个或多个模型元素，包 括对象类、接口、组件、节点、协同、 use case、图及其他包等，所有的UML的 模型元素都可以放入包内。 不同包的模型元素可以同名，但在同一个 包中的模型元素不能同名。 包要具有高内聚、低藕合的特点
包内模型元素的可视性
可视性标记“＋”、“#”、“－”分别表 示的可视性为“公共”、“保护”、“私 有” ＋，对所有包是可视的 #，只能对该包的子包是可视的 －，对外包是不可视的
标以 {global} 的包叫通用包，表示系统的所有其 他包都依赖于该包
客户机
服务器
《Import》
策略
GUI
《Import》
GUI:: #
泛化：表达事物的一般和特殊的关系。如 果两个包之间有泛化联系，意指其中的特 殊性包必须遵循一般性包的接口。 对一般性包可以加上一个性质说明 “｛abstract｝”，表明它定义了一个接口。
包的联系
两个包之间存在着依赖是指一个元素的定 义的改变会引起另一个元素发生相应改变。 包的依赖联系同样是用一条虚箭线表示， 虚箭线从依赖包（源）指向独立包（目标）
输入依赖：包与包之间的一种存取依赖关系， 输入依赖是单向的，表示方法是在虚箭线上标 有构造型<<Import>>，箭头从输入方的包指 向输出方的包。 表示存取依赖联系的另一个构造型是 <<Access>>，和<<Import>>的区别： <<Import>>把目标包的内容加到源包的名字 空间，<<Access>>不把目标包的内容加到源 包的名字空间。 输入依赖没有传递性
包图的建立
分析系统模型元素（通常是对象类），把概念或 语义上相近的模型元素纳入一个包
如果一个类的行为或结构的变更要求另一个类作相应 的变更，则这两个类是功能相关的 如果删除一个类后，另一个类就变成多余的，则这两 个类是功能相关的 如果两个类之间有大量的频繁交互或通信，则这两个 类是功能相关的 如果两个类之间有一般/特殊关系，则这两个类是功能 相关的 如果一个类激发创建另一个类的对象，则这两个类是 功能相关的 如果两个类不涉及同一个外部活动者，则这两个类不 应放在同一个包内
第七章 包图
包的定义
包（Pachage）是一种对模型元素进行成组 组织的通用机制，它把语义上相近的可能 一起变更的模型元素组织在同一个包中， 便于理解复杂的系统，控制系统结构各部 分间的接缝。 包是一个概念性的模型管理的图形工具， 只在软件的开发过程中存在。
包的表示
包的图标是一个大矩形的左上角带一个小矩 形 包的名字可以用一个简单名（字符串）表示， 或用路径名表示，包名可以放在大矩形框中， 也可以放在左上角的小矩形框中 包名下，可以用括在花括号中的文字（约束） 说明包的性质，如“｛abstract｝”， “｛version｝”等
<<façade>>:说明包仅仅是其他一些包的视图，只包含对 另一个包所拥有的模型元素的引用，只用作为另一个包的 部分内容的公共视图 <<framework>>:说明一个包代表模型架构 <<stub>>:说明一个包是另一个包的公共内容的服务代理 <<subsystem>:说明一个包代表系统模型的一个独立部分， 即子系统 <<system>>:说明一个包代表系统模型