UML建模语言

article/2025/9/2 7:13:04

作者：billy
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UML简介

1997年，OMG 组织（Object Management Group对象管理组织）发布了统一建模语言（Unified Modeling Language，UML）
UML 是一种为面向对象开发系统的产品进行说明、可视化、和编制文档的标准语言；
UML 是不同于其他常见的编程语言，它是一种绘画语言，用来做软件蓝图；
UML 不是一种编程语言，但工具可用于生成各种语言的代码中使用UML图；

想系统学习UML的童鞋，可参考：UML教程

一. UML的9种建模图

UML视图分为用例视图、设计视图、进程视图、实现视图和拓扑视图
又可以分为静态视图和动态视图
静态图分为：用例图，类图，对象图，包图，构件图，部署图
动态图分为：序列图，协作图，状态图，活动图
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1、用例图（UseCase Diagrams）：

用例图主要回答了两个问题：1、是谁用软件。2、软件的功能。
从用户的角度描述了系统的功能，并指出各个功能的执行者，强调用户的使用者，系统为执行者完成哪些功能。
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2、类图（Class Diagrams）：

用户根据用例图，通过抽象得到类，包括类的内部结构和类之间的关系，是一种静态结构图。在UML类图中，常见的有以下几种关系: 泛化（Generalization）, 实现（Realization），关联（Association)，聚合（Aggregation），组合(Composition)，依赖(Dependency)。

【泛化】：是一种继承关系，实线三角指向父类；
【实现】：是一种类与接口的关系，虚线三角指向接口；
【关联】：是一种拥有的关系，实线箭头指向关联；
【聚合】：是整体与部分的关系，且部分可以离开整体而单独存在，空心菱形能分离而独立存在，是聚合；
【组合】：是整体与部分的关系，但部分不能离开整体而单独存在，实心菱形精密关联不可分，是组合；
【依赖】：是一种使用的关系，即一个类的实现需要另一个类的协助，虚线箭头指向依赖；
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3、对象图（Object Diagrams）:

描述的是参与交互的各个对象在交互过程中某一时刻的状态。对象图可以被看作是类图在某一时刻的实例。
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4、状态图（Statechart Diagrams）：

是一种由状态、变迁、事件和活动组成的状态机，用来描述类的对象所有可能的状态以及时间发生时状态的转移条件。
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5、活动图（Activity Diagrams）：

是状态图的一种特殊情况，这些状态大都处于活动状态。本质是一种流程图，它描述了活动到活动的控制流。活动图是一种表述过程基理、业务过程以及工作流的技术。它可以用来对业务过程、工作流建模，也可以对用例实现甚至是程序实现来建模。
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5.1 带泳道的活动图

泳道表明每个活动是由哪些人或哪些部门负责完成。
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5.2 带对象流的活动图

用活动图描述某个对象时，可以把涉及到的对象放置在活动图中，并用一个依赖将其连接到进行创建、修改和撤销的动作状态或者活动状态上，对象的这种使用方法就构成了对象流。对象流用带有箭头的虚线表示。
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6、序列图-时序图（Sequence Diagrams）：

交互图的一种，描述了对象之间消息发送的先后顺序，强调时间顺序。序列图的主要用途是把用例表达的需求，转化为进一步、更加正式层次的精细表达。用例常常被细化为一个或者更多的序列图。同时序列图更有效地描述如何分配各个类的职责以及各类具有相应职责的原因。
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序列图中涉及的元素：

6.1 生命线

生命线名称可带下划线。当使用下划线时，意味着序列图中的生命线代表一个类的特定实例。
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6.2 同步消息

同步等待消息。
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6.3 异步消息

异步发送消息，不需等待。
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6.4 注释

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6.5 约束

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6.6 组合

组合片段用来解决交互执行的条件及方式，它允许在序列图中直接表示逻辑组件，用于通过指定条件或子进程的应用区域，为任何生命线的任何部分定义特殊条件和子进程。常用的组合片段有：抉择、选项、循环、并行。

7、协作图（Collaboration Diagrams）：

交互图的一种，描述了收发消息的对象的组织关系，强调对象之间的合作关系。时序图按照时间顺序布图，而写作图按照空间结构布图。
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8、构件图（Component Diagrams）：

构件图是用来表示系统中构件与构件之间，类或接口与构件之间的关系图。其中，构建图之间的关系表现为依赖关系，定义的类或接口与类之间的关系表现为依赖关系或实现关系。
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9、部署图（Deployment Diagrams）：

描述一个具体应用的主要部署结构，通过对各种硬件，在硬件中的软件以及各种连接协议的显示，可以很好的描述系统是如何部署的；平衡系统运行时的计算资源分布；可以通过连接描述组织的硬件网络结构或者是嵌入式系统等具有多种硬件和软件相关的系统运行模型。
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二、视图之间的比较

序列图(时序图) VS 协作图
序列图和协作图都是交互图。二者在语义上等价，可以相互转化。
但是侧重点不同：序列图侧重时间顺序，协作图侧重对象间的关系。
共同点：时序图与协作图均显示了对象间的交互
不同点：时序图强调交互的时间次序，协作图强调交互的空间结构
状态图 VS 活动图
状态图和活动图都是行为图。
状态图侧重从行为的结果来描述，活动图侧重从行为的动作来描述。
状态图描述了一个具体对象的可能状态以及他们之间的转换。
在实际的项目中，活动图并不是必须的，需要满足以下条件：
1、出现并行过程&行为；
2、描述算法；
3、跨越多个用例的活动图。
活动图 VS 交互图
二者都涉及到对象和他们之间传递的关系。
区别在于交互图观察的是传送消息的对象，而活动图观察的是对象之间传递的消息。看似语义相同，但是他们是从不同的角度来观察整个系统的。