Visual Studio 2015中設計UML類圖


1.UML簡介

Unified Modeling Language (UML)又稱統一建模語言或標准建模語言。

簡單說就是以圖形方式表現模型,根據不同模型進行分類,在UML 2.0中有13種圖,以下是他們的主要用途簡介:

1.用例圖:對系統的使用方式分類.

2.類圖:顯示類和它們的相互關系。

3.對象圖:只顯示對象及它們的相互關系。

4.活動圖:顯示人或對象的活動,其方式類似於流程圖。

5.狀態機圖:顯示生命周期比較有趣或復雜的對象的各種狀態。

6.通信圖:顯示在某種情形下對象之間發送的消息。

7.順序圖:顯示與通信圖類以的信息,但強調的是順序,而不是連接。

8.包圖:顯示相關的類如何組合,對開發人員有用。

9.部署圖:顯示安裝已完成系統的機器、過程和部署制品。

10.組件圖:顯示可重用的組件(對象或子系統)及期接口。

11.交互總圖:使用順序圖喧赤活動的務個步驟。

12.時間圖:顯示消息和對象狀態的准確時間限制。

13.復合結構圖:顯示對象在聚合或復合中的相互關系,顯示接口和協作的對象 

常用的 UML 圖可分靜(態)圖、動(態)圖兩類,靜態圖主要描繪軟件的靜態結構,而動態圖主要描繪軟件的動態行為。
常用 UML 動態圖(5 個):用例圖,活動圖,狀態機圖,序列圖,通信圖。
常用 UML 靜態圖(4 個):類圖,包圖,部署圖,構件圖。 

2.UML類圖

在所有UML圖中,類圖是使用頻率最高的UML圖。

類圖用於描述系統中所包含的類以及它們之間的相互關系,幫助人們簡化對系統的理解,它是系統分析和設計階段的重要產物,也是系統編碼和測試的重要模型依據。

類圖主要關系有:泛化(Generalization),  實現(Realization),關聯(Association),聚合(Aggregation),組合(Composition),依賴(Dependency)

定義:顯示出類、接口以及它們之間的靜態結構和關系;它用於描述系統的結構化設計。

類型:靜態圖

應用:設計階段

2.1 泛化(Generalization)

【泛化關系】:是一種繼承關系,表示一般與特殊的關系,它指定了子類如何特化父類的所有特征和行為。例如:蘋果樹是樹的一種,即有蘋果樹的特性也有樹的共性。

【代碼體現】:類繼承另一個類

【箭頭指向】:帶三角箭頭的實線,箭頭指向父類

2.2 實現(Realization) 

【實現關系】:是一種類與接口的關系,表示類是接口所有特征和行為的實現.

【代碼體現】:類實現接口成員 

【箭頭指向】:帶三角箭頭的虛線,箭頭指向接口

 2.3 關聯(Association) 

【關聯關系】:是一種擁有的關系,它使一個類知道另一個類的屬性和方法; 

【代碼體現】:成員變量 

【箭頭及指向】:帶普通箭頭的實心線,指向被擁有者

上圖,表示企業和員工的關聯關系,員工都屬於一個企業

除此之外,關聯關系允許互相關聯,比如夫妻關系,可以互相關聯。也允許自關聯,即自己也是自己的成員之一。 

2.4 聚合(Aggregation) 

【聚合關系】:是整體與部分的關系,且部分可以離開整體而單獨存在。如車和輪胎是整體和部分的關系,輪胎離開車仍然可以存在。 

                    聚合關系是關聯關系的一種,是強的關聯關系;關聯和聚合在語法上無法區分,必須考察具體的邏輯關系。 

【代碼體現】:成員變量 

【箭頭及指向】:帶空心菱形的實心線,菱形指向整體

 

2.5 組合(Composition) 

【組合關系】:是整體與部分的關系,但部分不能離開整體而單獨存在。如公司和部門是整體和部分的關系,沒有公司就不存在部門。 

                   組合關系是關聯關系的一種,是比聚合關系還要強的關系,它要求普通的聚合關系中代表整體的對象負責代表部分的對象的生命周期。 

【代碼體現】:成員變量 

【箭頭及指向】:帶實心菱形的實線,菱形指向整體

 

2.6 依賴(Dependency) 

【依賴關系】:是一種使用的關系,即一個類的實現需要另一個類的協助,所以要盡量不使用雙向的互相依賴. 

【代碼表現】:局部變量、方法的參數或者對靜態方法的調用 

【箭頭及指向】:帶箭頭的虛線,指向被使用者 

例如:程序員需要依賴計算機

 

下面這張圖是從網上下載的上面各種關系的一個綜合圖:

 泛化 = 實現 > 組合 > 聚合 > 關聯 > 依賴 

3.類圖中細節符號含義

UML是一種統一建模語言,在使用過程中就有統一的細節表示,下面是幾種通用的表示方法,不論你使用什么工具,總體表示差異不大。

類:

抽象類,類名使用用斜體顯示。 
字段、屬性、方法:
‘+’表示public

‘-’表示private

‘#’表示protected。 

接口:

與類圖的區別主要是頂端有<<interface>>顯示 ,見上面的示例。

4.在Visual Stodio 2013/2015中創建UML類圖

在.NET開發中,我們可以使用VS自有的功能方便設計類圖,VS2013旗艦版和VS2015企業版都有建模工程,下面介紹一下如何使用VS建模

(1)在VS中新建,選擇”建模項目“,如下:

 

(2)打開建模項目,增加一個UML類圖

(3)打開新建的UML類圖文件,通過工具欄建立類、接口等,並創建關系

(4)將設計好的UML類圖,生成代碼

(5)查看生成代碼

(6)逆向(由代碼生成類圖)

在VS中,我們可以將代碼很方便的生成UML類圖,如下

5.UML類圖工具 

UML工具比較多,常用的三大UML建模工

(1)PowerDesign
(2)Rose
(3)Visio

還有一些免費的工具有:

(1)UMLet

(2)ArgoUML 

(3)JUDE

(4)BOUml

(5)Visual Paradigm

在線建工具:

https://www.processon.com

根據自己愛好選用吧。 

6.總結

本篇主要介紹了UML統一建模語言在面向對象程序設計中如何使用,幾種關系的UML類圖示例,最后介紹了在.NET開發中,使用VS2013/2015建立UML類圖及生成代碼。主要介紹的是其使用方法,具體使用,需要在不斷的了解業務需求的基礎上,才能設計出合格的UML圖。 

7.源代碼下載:   

GitHub:https://github.com/yubinfeng/BlogExamples 


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