2.設計模式常用的UML圖分析(用例圖、類圖與時序圖)

1-用例圖

概述

1. 展現了一組用例、參與者以及他們之間的關系。

2. 用例圖從用戶角度描述系統的靜態使用情況，用於建立需求模型。

用例特征

• 保證用例能夠正確捕捉功能性需求，判斷用例是否准確的依據。

1. 用例是動賓短語

2. 用例是相互獨立的

3. 用例是由用戶參與者啟動的

4. 用例要有可觀測的執行結果

5. 一個用例是一個單元

參與者 Actor

• UML中，參與者使用一個小人表示:

1. 參與者為系統外部與系統直接交互的人或事務，於系統外部與系統發生交互作用

2. 參與者是角色而不是具體的人

3. 代表參與者在與系統打交道時所扮演的角色

4. 系統實際運作中，一個實際用戶可能對應系統的多個參與者。不同角色也可以只對應一個參與者，從而代表同一參與者的不通實例

用例 Use Case

系統外部可見的一個系統功能單元。系統的功能由系統單元所提供，並通過一系列系統單元與一個或多個參與者之間交換的消息所表達。

系統單元用橢圓表示，橢圓中的文字簡述系統功能:

關系 Relationship

常見關系類型有關聯、泛化、包含和擴展

關聯 Association

表示參與者與用例之間的通信，任何一方都可發送或接受消息。
箭頭指向：指向消息接收方：

子系統 SubSystem

• 用來展示系統的一部分功能(緊密聯系)
  

泛化 Inheritance

繼承關系，子用例和父用例相似，但表現出更特別的行為；子用例將繼承父用例的所有結構、行為和關系。子用例可以使用父用例的一段行為，也可以重載它。父用例通常是抽象。。
箭頭指向：指向父用例

2-類圖

• 描述系統中的類，以及各個類之間的關系的靜態試圖。
• 表示類、接口以及它們之間的協作關系，用於程序設計階段。

注意:

1. 抽象類或抽象方法用斜體表示
2. 如果是接口，則在類名上方加 <<Interface>>
3. 字段和方法返回值的數據類型非必需
4. 靜態類或靜態方法加下划線
   類圖實例:

類圖中的事務及解釋

如圖，類圖從上到下分為三部分,分別為類名、屬性和操作

1. 屬性:如果有屬性，則每一個屬性都必須有一個名字，另外還可以有其它的描述信息，如可見性、數據類型、缺省值等
2. 操作:如果有操作，則每一個操作也都有一個名字，其它可選的信息包括可見性、參數的名字、參數類型、參數缺省值和操作的返回值的類型等

類圖中的六種關系

1.實現關系 implements (類實現接口)

• 用空心三角虛線表示
  

2.泛化關系 extends (表示一般與特殊的關系) is-a

• 用空心三角實線表示
  

3.組合關系 (整體與部分的關系) contains-a

• 實心菱形實現表示
  
  eg.有頭類、身體類與人類類三個類，則人類類中應包含頭類及身體類這兩個屬性，則人類類與頭類和身體的關系即為組合關系。

注: 在組合關系中，整體對象可以控制部分對象的生命周期，一旦整體對象不存在，部分對象也將不存在，部分對象不能脫離整體對象而存在。例如，頭和嘴的關系，沒有了頭，嘴也就不存在了。

4.聚合關系 (整體與部分的關系) has-a

• 空心菱形實線表示
  eg.BusDriver類有Hat類與Clothes屬性，BusDriver類沒了Hat與Clothes仍可存在
  
  注:聚合關系也是通過成員對象來實現的，其中成員對象是整體對象的一部分，但是成員對象可以脫離整體對象而獨立存在。

5.關聯關系(一般關聯關系) (對象之間的一種引用關系)

• 關聯可以是雙向的，也可以是單向的。在 UML 類圖中，雙向的關聯可以用帶兩個箭頭或者沒有箭頭的實線來表示，單向的關聯用帶一個箭頭的實線來表示，箭頭從使用類指向被關聯的類。也可以在關聯線的兩端標注角色名，代表兩種不同的角色。
  
  關聯關系是類與類之間最常用的一種關系，分為一般關聯關系、聚合關系和組合關系。

6.依賴關系

• 依賴關系使用帶箭頭的虛線來表示，箭頭從使用類指向被依賴的類。
  

類關系的記憶

3-時序圖

時序圖將交互關系表示為一個二維圖

注:

1. 主要用於展示對象之間交互的順序。
2. 縱向代表時間軸，時間沿豎線向下延伸。
3. 橫向代表了在協作中各獨立對象的類元角色。
4. 類元角色用生命線表示。
5. 當對象存在時，角色用一條虛線表示。
6. 當對象的過程處於激活狀態時，生命線是一個雙道線。
7. 消息用從一個對象的生命線到另一個對象生命線的箭頭表示。箭頭以時間順序在圖中從上到下排列。
   

生命線

1. 生命線可帶下划線
2. 當使用下划線時意味着序列圖中的生命線代表一個類的特定實體。
   

同步消息&

同步消息: 發送人再它繼續之前將等待同步消息相應

異步消息：在發送方繼續之前無需等待相應的消息

注釋

虛線引出一條說明注釋

約束

約束格式: [Boolean Test]

組合片段

用來解決交互執行的條件和方式，它允許在時序圖中直接表示邏輯組件，用於通過指定條件或子進程的應用區域。
類型與說明如下:

抉擇Alt:抉擇用來指明在兩個或更多的消息序列之間的互斥的選擇，相當於經典的if..else..。

選項Opt:包含一個可能發生或不發生的序列

循環Loop:片段重復一定次數。 可以在臨界中指示片段重復的條件。

時序圖的畫法及應用實踐

1. 繪制交互場景中的角色及對象梳理出來
2. 從出發某個交互的某個消息開始，在生命線之間從上到下依次畫出所有消息。

eg.學生在教務系統中查詢其課程的成績

在本例中，角色有學生，對象有教務系統、課程、成績。
對象的梳理是一個相對主觀的過程，比如本例中，課程以及成績分別作為了對象存在，也可以合並為數據庫這一個對象。請注意：角色以及對象，都為名詞，動詞不可作為角色和對象，如“成績查詢”不可作為對象。

學生的登錄驗證作為本時序圖的前置行為，可直接引用到本時序圖中，也可忽略不畫；學生進入成績查詢頁面后，頁面會加載本學生的成績查詢課程列表，並顯示出課程對應的成績。