全面认识UML-类图元素

开发Java应用程序时,开发者要想有效地利用统一建模语言(UML),必须全面理解UML元素以及这些元素如何映射到Java。本文重点讨论UML类图中的元素。

类图是最常用的UML图,它用于描述系统的结构化设计。其中包括类关系以及与每个类关联的属性及行为。类图能出色地表示继承与合成关系。为了将类图作为一种高效的沟通工具使用,开发者必须理解如何将类图上出现的元素转换到Java中。下面来进一步探索这一转换过程。

元素

在后面的小节中,分别讲解了类图的各个元素及其在Java中相应的表示。我会列出元素名,后续简短的代码片断和一幅图来表示元素在类图上的样子。每一节的最后简要总结了该元素。

类(Class)

类(图A)是对象的蓝图,其中包含3个组成部分。第一个是Java中定义的类名。第二个是属性(attributes)。第三个是该类提供的方法。

属性和操作之前可附加一个可见性修饰符。加号(+)表示具有公共可见性。减号(-)表示私有可见性。#号表示受保护的可见性。省略这些修饰符表示具有package(包)级别的可见性。如果属性或操作具有下划线,表明它是静态的。在操作中,可同时列出它接受的参数,以及返回类型,如图A的“Java”区域所示。

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图A

包(Package)

包(图B)是一种常规用途的组合机制。UML中的一个包直接对应于Java中的一个包。在Java中,一个包可能含有其他包、类或者同时含有这两者。进行建模时,你通常拥有逻辑性的包,它主要用于对你的模型进行组织。你还会拥有物理性的包,它直接转换成系统中的Java包。每个包的名称对这个包进行了惟一性的标识。

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图B

接口(Interface)

接口(图C)是一系列操作的集合,它指定了一个类所提供的服务。它直接对应于Java中的一个接口类型。接口既可用图C的那个图标来表示,也可由附加了<<interface>>的一个标准类来表示。通常,根据接口在类图上的样子,就能知道与其他类的关系。

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图C

关系

后面的例子将针对某个具体目的来独立地展示各种关系。虽然语法无误,但这些例子可进一步精炼,在它们的有效范围内包括更多的语义。

依赖(Dependency)

实体之间一个“使用”关系暗示一个实体的规范发生变化后,可能影响依赖于它的其他实例(图D)。更具体地说,它可转换为对不在实例作用域内的一个类或对象的任何类型的引用。其中包括一个局部变量,对通过方法调用而获得的一个对象的引用(如下例所示),或者对一个类的静态方法的引用(同时不存在那个类的一个实例)。也可利用“依赖”来表示包和包之间的关系。由于包中含有类,所以你可根据那些包中的各个类之间的关系,表示出包和包的关系。

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图D

关联(Association)

实体之间的一个结构化关系表明对象是相互连接的。箭头是可选的,它用于指定导航能力。如果没有箭头,暗示是一种双向的导航能力。在Java中,关联(图E)转换为一个实例作用域的变量,就像图E的“Java”区域所展示的代码那样。可为一个关联附加其他修饰符。多重性(Multiplicity)修饰符暗示着实例之间的关系。在示范代码中,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。

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图E

聚合(Aggregation)

聚合(图F)是关联的一种形式,代表两个类之间的整体/局部关系。聚合暗示着整体在概念上处于比局部更高的一个级别,而关联暗示两个类在概念上位于相同的级别。聚合也转换成Java中的一个实例作用域变量。

关联和聚合的区别纯粹是概念上的,而且严格反映在语义上。聚合还暗示着实例图中不存在回路。换言之,只能是一种单向关系。

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图F

合成(Composition)

合成 (图G)是聚合的一种特殊形式,暗示“局部”在“整体”内部的生存期职责。合成也是非共享的。所以,虽然局部不一定要随整体的销毁而被销毁,但整体要么负责保持局部的存活状态,要么负责将其销毁。局部不可与其他整体共享。但是,整体可将所有权转交给另一个对象,后者随即将承担生存期职责。

Employee和TimeCard的关系或许更适合表示成“合成”,而不是表示成“关联”。

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图G

泛化(Generalization)

泛化(图H)表示一个更泛化的元素和一个更具体的元素之间的关系。泛化是用于对继承进行建模的UML元素。在Java中,用 extends 关键字来直接表示这种关系

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图H

实现(Realization)

实例(图I)关系指定两个实体之间的一个合同。换言之,一个实体定义一个合同,而另一个实体保证履行该合同。对Java应用程序进行建模时,实现关系可直接用 implements 关键字来表示。

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图I

精确映射

如本文所述,UML类图上的元素能精确映射到Java编程语言。开发团队的成员可利用这种精确性来加强沟通,取得对系统结构化设计的共识

转载:http://www.cnblogs.com/kenjie/archive/2009/03/24/1420203.html

2011-03-27 08:19226UML