UML类图与序列图

UML, 序列图, 类图

技术讨论中，一个系统的结构通常只需类图+时序图的组合就可以表述清楚。

类图

**类图(Class Diagram)**包含系统中所有的类、接口，以及它们之间的相互关系，是系统结构的静态表示。

类图中的元素

  • 类(Class)。包含类名、成员变量、成员函数三部分。
    类图中类的表示
  • 接口(Interface)。只有声明没有实现。
    类图中接口的表示
  • 包(Package)。把功能关联的类/接口聚合到一起，增强可读性。
    类图中包的表示

类图中类之间的关系

(双向)关联(Association): 当两个类以任意方式关联时。
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  • 有多重值的双向关联(Multiplicity): 表示出两个类之间的数量关系，一对多、多对多等等。
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  • 单向关联(Directed Association): 表示是单向关联。
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  • 自身关联(Reflexive Association): 类有多种身份，且类的一个实例与另一个实例相关。比如一个人既是经理也是职员。
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聚合(Aggregation): 一个类是另一个类的组成部分。has a。
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  • 组合聚合(Composition): 被聚合的类的声明周期依赖于聚合类的生命周期。Company实例销毁时，Department实例也被销毁。
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继承/泛化(Inheritance/Generalization): 继承/泛化关系。is a。
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实例(Realization): 类实现接口。
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时序图

**时序图(Sequence Diagram)**用于按照交互发生的一系列顺序，显示对象之间的这些交互。
时序图包含四类元素：

  • 对象(Object)。
  • 生命线(Lifeline)。
  • 消息(Message)。
  • 激活(Activation)。

示例

一个简单的情境：有一张订单，系统需要计算其价格。两种实现方式的时序图。后一种实现，即distributed control是比较好的程序实践。
功能集中在一起的实现的时序图
功能分布开的实现的时序图
一个应用了比较多种类符号的示例。
一个典型的序列图

创建和删除元素

创建和删除元素
new消息之后立刻创建元素。删除元素用X表示，一个指向X的消息表示一个元素显式删除另一个元素，生命线最后一个X表示这个元素删除了自己。

循环、判断等等

表示这些概念需要交互框(Interaction frames)。
例如：

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procedure dispatch
  foreach (lineitem)
    if (product.value > $10K)
      careful.dispatch
    else
      regular.dispatch
    end if
  end for
  if (needsConfirmation) messenger.confirm
end procedure

有循环、判断的时序图
交互框左上角需要标明运算符，常见的有：

Operator Meaning
alt Alternative multiple fragments; only the one whose condition is true will execute.
opt Optional; the fragment executes only if the supplied condition is true. Equivalent to an alt with only one trace.
par Parallel; each fragment is run in parallesl.
loop Loop; the fragment may execute multiple times, and the guard indicates the basis of iteration.
region Critical region; the fragment can have only one thread executing it at once.
neg Negative; the fragment shows an invalid interaction.
ref Reference; refers to an interaction defined on another diagram. The frame is drawn to cover the lifelines involved in the interaction. You can define parameters and a return value.
sd Sequence diagram;used to surround an entire sequence diagram, if you wish.

调用

**同步调用(Synchronous Message)**是只有当此调用执行完时才进行下一个。
同步调用
同步调用有返回值
**立即调用(Instantaneous Message)**是指从sender到receiver的时间可以忽略不计。如果需要时间很长的话，箭头不再水平。
立即调用
非立即调用
Found Message是一个不知调用者是谁或者调用者是谁不重要的调用。
Found Message
**异步调用(Asynchronous Message)**则不等待当前调用执行完，而是马上进行下一个。和同步调用在时序图上的区别是箭头。
异步调用
**调用自身(Message to self)**应该少用，毕竟序列图是表示元素之间的关系的。
调用自身

[1] http://www.developer.com/design/article.php/2206791/The-UML-Class-Diagram-Part-1.htm
[2] http://www.ibm.com/developerworks/cn/rational/rationaledge/content/feb05/bell/
[3] http://my.safaribooksonline.com/book/software-engineering-and-development/uml/0321193687/sequence-diagrams/ch04
[4] http://www.tracemodeler.com/articles/a_quick_introduction_to_uml_sequence_diagrams/