05-UML-类图概述.pptx

p用例图的作用？用例图的作用？10:4410:441回顾回顾用例图是用例图是需求分析中需求分析中的产物，主要作用是描述参与者和用的产物，主要作用是描述参与者和用例之间的关系，帮助开发人员可视化地了解系统的功能。例之间的关系，帮助开发人员可视化地了解系统的功能。借助于用例图，系统用户、系统分析人员、系统设计人员、借助于用例图，系统用户、系统分析人员、系统设计人员、领域专家能够以领域专家能够以可视化可视化的方式对问题进行探讨，减少了大的方式对问题进行探讨，减少了大量交流上的障碍，便于量交流上的障碍，便于对问题达成共识对问题达成共识。UML-UML-类图类图能能够通通过分析用例和分析用例和问题域得到相关的域得到相关的类能能够根据需求根据需求对各种概各种概念和系念和系统内部概念内部概念进行行的建模的建模10:4410:443能力目标能力目标1210:4410:444目录目录实例练习4.类与类之间的关系3.类图的组成2.类图概述1.10:4410:445p以小组为单位讨论后，用直线连接以下图形且说明以小组为单位讨论后，用直线连接以下图形且说明10:4410:446小组讨论小组讨论&操作操作10:4410:447p1.1 类图基本概念类图基本概念10:4410:4481 类图概述类图概述 不同的实体（人、事物和数据）如何彼此相关联的包含了类的属性和操作也包含了他们之间的关系这种描述在系统的整个生命周期中都是有效的类图展示了系统的静态结构p1.2 类图和对象图类图和对象图10:4410:449类图中一共包含以下几种模型元素：类(Class)、接口(Interface)、依赖关系(Dependecy)、泛化关系(Generalization)、关联关系(Association)以及实现关系(Realization)对象图中包含：对象(Object)和链(Link)，对象是类的特定实例，链是类之间的关系实例p2.1 类类(Class)p具有相同结构、行为和关系的一组对象的描述符号，类封具有相同结构、行为和关系的一组对象的描述符号，类封装了装了数据数据和和行为行为，是面向对象的重要组成部分，它是具有，是面向对象的重要组成部分，它是具有相同相同属性、操作、关系属性、操作、关系的的对象集合的总称对象集合的总称。10:4410:44102 类图的组成类图的组成职责指的是类要完成什么样的功能，要承担什么样的义务职责分解成为类的属性和操作（即方法）。类的属性即类的数据职责，类的操作即类的行为职责职责p2.2 类的分类类的分类10:4410:44111实体类实体类：实体类对应系：实体类对应系统需求中的每个实体，统需求中的每个实体，它们通常需要保存在永它们通常需要保存在永久存储体中，一般使用久存储体中，一般使用数据库表或文件来记录，数据库表或文件来记录，实体类既包括存储和传实体类既包括存储和传递数据的类，还包括操递数据的类，还包括操作数据的类。实体类来作数据的类。实体类来源于需求说明中的名词，源于需求说明中的名词，如学生、商品等。如学生、商品等。2控制类控制类：控制类用于体：控制类用于体现应用程序的执行逻辑，现应用程序的执行逻辑，提供相应的业务操作，提供相应的业务操作，将控制类抽象出来可以将控制类抽象出来可以降低界面和数据库之间降低界面和数据库之间的耦合度。控制类一般的耦合度。控制类一般是由动宾结构的短语是由动宾结构的短语（动词（动词+名词）转化来名词）转化来的名词，如增加商品对的名词，如增加商品对应有一个商品增加类应有一个商品增加类3边界类：边界类：边界类用于边界类用于对外部用户与系统之对外部用户与系统之间的交互对象进行抽间的交互对象进行抽象，主要包括界面类，象，主要包括界面类，如对话框、窗口、菜如对话框、窗口、菜单等。单等。p2.3类的类的UML图示图示n在在UML中，类使用包含类名、属性和操作且带有分隔线的长方形来表示，中，类使用包含类名、属性和操作且带有分隔线的长方形来表示，如定义一个如定义一个Employee类，它包含属性类，它包含属性name、age和和email，以及操作，以及操作modifyInfo()，在，在UML类图中该类如图所示：类图中该类如图所示：publicclassEmployee privateStringname;privateintage;privateStringemail;publicvoidmodifyInfo().10:4410:4412p2.4 类的组成类的组成10:4410:4413ClassNameClassName类名：每个类都必须有每个类都必须有一个名字，类名是一个一个名字，类名是一个字符串字符串AttributesAttributes属性：属性是指类的性属性是指类的性质，即类的成员变量质，即类的成员变量OperationsOperations操作：是类的任意一个是类的任意一个实例对象都可以使用的实例对象都可以使用的行为，是类的成员方法行为，是类的成员方法属性和操作的”可见性“对于类外的元素而言是否可见publicprivate表示公有的，用加表示公有的，用加号表示号表示“+”表示私有的，用减表示私有的，用减号表示号表示“-”protected表示受保护的，用表示受保护的，用井号表示井号表示“#”可见性可见性 名称名称:类型类型 =缺省值缺省值 可见性可见性 名称名称(参数列表参数列表):):返回返回类型类型 p在现实世界中，万物皆有联系，在软件系统中，类也不是在现实世界中，万物皆有联系，在软件系统中，类也不是孤立存在的，类与类之间存在各种关系，对于不同类型的孤立存在的，类与类之间存在各种关系，对于不同类型的关系，关系，UML提供了不同的表示方式提供了不同的表示方式10:4410:44143 类与类之间的关系类与类之间的关系依赖依赖依赖依赖Dependency泛化泛化泛化泛化Generalization关联关联单向关联、双向关联、自关联、聚合关系、组合关系实现实现Realizationp3.1 关联关系关联关系p关联关联(Association)关系是类与类之间最常用的一种关系，它关系是类与类之间最常用的一种关系，它是一种结构化关系，用于表示一类对象与另一类对象之间有是一种结构化关系，用于表示一类对象与另一类对象之间有联系，如汽车和轮胎、师傅和徒弟、班级和学生等等联系，如汽车和轮胎、师傅和徒弟、班级和学生等等n如在一个登录界面类如在一个登录界面类LoginFormLoginForm中包含一个中包含一个JButtonJButton类型的注册按钮类型的注册按钮loginButtonloginButton，它们之间可以表示为关联关系，代码实现时可以在，它们之间可以表示为关联关系，代码实现时可以在LoginFormLoginForm中定义一个名为中定义一个名为loginButtonloginButton的属性对象，其类型为的属性对象，其类型为JButtonJButton。public class LoginForm private JButton loginButton;/定义为成员变量定义为成员变量 public class JButton 10:4410:4415p3.1.1 双向关联双向关联n默认情况下，关联是双向的。例如：顾客默认情况下，关联是双向的。例如：顾客(Customer)购买商品购买商品(Product)并拥有商品，反之，卖出的商品总有某个顾客与之相并拥有商品，反之，卖出的商品总有某个顾客与之相关联。因此，关联。因此，Customer类和类和Product类之间具有双向关联关系类之间具有双向关联关系public class Customer private Product products;public class Product private Customer customer;10:4410:4416p3.1.2 单向关联单向关联n类的关联关系也可以是单向的，单向关联用带箭头的实线表示。类的关联关系也可以是单向的，单向关联用带箭头的实线表示。例如：顾客例如：顾客(Customer)拥有地址拥有地址(Address)，则，则Customer类类与与Address类具有单向关联关系类具有单向关联关系public class Customer private Address address;public class Address 10:4410:4417p3.1.3 自关联自关联n在系统中可能会存在一些类的属性对象类型为该类本身，这种在系统中可能会存在一些类的属性对象类型为该类本身，这种特殊的关联关系称为自关联。例如：一个节点类特殊的关联关系称为自关联。例如：一个节点类(Node)的成员的成员又是节点又是节点Node类型的对象类型的对象 public class Node private Node subNode;10:4410:4418p3.1.4 多重性关联多重性关联n多重性关联关系又称为重数性多重性关联关系又称为重数性(Multiplicity)关联关系，表示两关联关系，表示两个关联对象在数量上的对应关系。在个关联对象在数量上的对应关系。在UML中，对象之间的多重中，对象之间的多重性可以直接在关联直线上用一个数字或一个数字范围表示。性可以直接在关联直线上用一个数字或一个数字范围表示。10:4410:4419p例如：一个界面例如：一个界面(Form)可以拥有零个或多个按钮可以拥有零个或多个按钮(Button)，但是一个按钮只能属于一个界面，因此，一个，但是一个按钮只能属于一个界面，因此，一个Form类类的对象可以与零个或多个的对象可以与零个或多个Button类的对象相关联，但一个类的对象相关联，但一个Button类的对象只能与一个类的对象只能与一个Form类的对象关联。类的对象关联。public class Form private Button buttons;/定义一个集合对象定义一个集合对象 public class Button 10:4410:4420p3.1.5 聚合关系聚合关系n聚合聚合(Aggregation)关系表示整体与部分的关系。在聚合关系关系表示整体与部分的关系。在聚合关系中，中，成员对象是整体对象的一部分，但是成员对象可以脱离整成员对象是整体对象的一部分，但是成员对象可以脱离整体对象独立存在体对象独立存在。在。在UML中，聚合关系用带空心菱形的直线表中，聚合关系用带空心菱形的直线表示。例如：汽车发动机示。例如：汽车发动机(Engine)是汽车是汽车(Car)的组成部分，但的组成部分，但是汽车发动机可以独立存在，因此，汽车和发动机是聚合关系是汽车发动机可以独立存在，因此，汽车和发动机是聚合关系10:4410:4421p3.1.6 组合关系组合关系n组合组合(Composition)关系也表示类之间整体和部分的关系，但关系也表示类之间整体和部分的关系，但是在组合关系中整体对象可以控制成员对象的生命周期，一旦是在组合关系中整体对象可以控制成员对象的生命周期，一旦整体对象不存在，成员对象也将不存在，成员对象与整体对象整体对象不存在，成员对象也将不存在，成员对象与整体对象之间具有同生共死的关系。在之间具有同生共死的关系。在UML中，组合关系用带实心菱形中，组合关系用带实心菱形的直线表示。例如：人的头的直线表示。例如：人的头(Head)与嘴巴与嘴巴(Mouth)，嘴巴是头，嘴巴是头的组成部分之一，而且如果头没了，嘴巴也就没了，因此头和的组成部分之一，而且如果头没了，嘴巴也就没了，因此头和嘴巴是组合关系，如图嘴巴是组合关系，如图10:4410:4422p3.2 依赖关系依赖关系n依赖依赖(Dependency)关系是一种关系是一种使用使用关系，特定事物的改变有关系，特定事物的改变有可能会影响到使用该事物的其他事物，在需要表示一个事物使可能会影响到使用该事物的其他事物，在需要表示一个事物使用另一个事物时使用依赖关系。用另一个事物时使用依赖关系。n在在UML中，依赖关系用带箭头的虚线表示，由依赖的一方指向中，依赖关系用带箭头的虚线表示，由依赖的一方指向被依赖的一方。被依赖的一方。例如：驾驶员开车，在例如：驾驶员开车，在DriverDriver类的类的drive()drive()方法中方法中将将CarCar类型的对象类型的对象carcar作为一个参数传递，以便在作为一个参数传递，以便在drive()drive()方法中能方法中能够调用够调用carcar的的move()move()方法，且驾驶员的方法，且驾驶员的drive()drive()方法依赖车的方法依赖车的move()move()方法，因此类方法，因此类DriverDriver依赖类依赖类CarCar，如图，如图10:4410:4423p3.3 泛化关系泛化关系n泛化泛化(Generalization)关系也就是继承关系，用于描述父类与关系也就是继承关系，用于描述父类与子类之间的关系，父类又称作基类或超类，子类又称作派生类。子类之间的关系，父类又称作基类或超类，子类又称作派生类。10:4410:4424p对应的对应的Java代码片段代码片段:public class Personprotected String name;protected int age;public void move()public void say()public class Student extends Person private String studentNo;public void study()public class Teacher extends Person private String teacherNo;public void teach()10:4410:4425p3.4 接口与实现关系接口与实现关系n在很多面向对象语言中都引入了接口的概念，如在很多面向对象语言中都引入了接口的概念，如Java、C#等，等，在接口中，通常没有属性，而且所有的操作都是抽象的，只有在接口中，通常没有属性，而且所有的操作都是抽象的，只有操作的声明，没有操作的实现。操作的声明，没有操作的实现。UML中用与类的表示法类似的中用与类的表示法类似的方式表示接口，如图方式表示接口，如图10:4410:4426p接口之间也可以有与类之间关系类似的继承关系和依赖关系，但接口之间也可以有与类之间关系类似的继承关系和依赖关系，但是接口和类之间还存在一种实现是接口和类之间还存在一种实现(Realization)关系，在这种关系关系，在这种关系中，类实现了接口，类中的操作实现了接口中所声明的操作。中，类实现了接口，类中的操作实现了接口中所声明的操作。n例如：定义了一个交通工具接口例如：定义了一个交通工具接口VehicleVehicle，包含一个抽象操作，包含一个抽象操作move()move()，在类，在类ShipShip和类和类CarCar中都实现了该中都实现了该move()move()操作，不过具体的实现细节将会不一样操作，不过具体的实现细节将会不一样10:4410:4427p对应的对应的Java代码片段如下代码片段如下 public interface Vehicle public void move();public class Ship implements Vehicle public void move()public class Car implements Vehicle public void move()10:4410:4428p一张图总结出所有关系一张图总结出所有关系10:4410:4429p根据以下类，请绘制出类图：根据以下类，请绘制出类图：p车、轮胎、发动机、小汽车、自行车、学生、班级、身份车、轮胎、发动机、小汽车、自行车、学生、班级、身份证、证、suv、嘴巴、嘴巴10:4410:4430（1 1）以）以“远程网络教学系统远程网络教学系统”为例，在该系统中参与者为学生、为例，在该系统中参与者为学生、教师和系统管理员：学生包括登录名称、登录密码、学生编教师和系统管理员：学生包括登录名称、登录密码、学生编号、性别、年龄、班级、年级、邮箱等属性；教师包括登录号、性别、年龄、班级、年级、邮箱等属性；教师包括登录名称、登录密码、姓名、性别、教授课程、电话号码和邮箱名称、登录密码、姓名、性别、教授课程、电话号码和邮箱等属性；系统管理员包括用户名系统管理员密码、邮箱等属等属性；系统管理员包括用户名系统管理员密码、邮箱等属性。根据这些信息创建系统的类图。性。根据这些信息创建系统的类图。（2 2）在上题中如果把参与者学生、教师和系统管理员进行抽象，）在上题中如果把参与者学生、教师和系统管理员进行抽象，从而抽象出一个单独的人员类类，学生、教师和系统管理员从而抽象出一个单独的人员类类，学生、教师和系统管理员分别是人员类的子类。根据这些信息重新创建类图。分别是人员类的子类。根据这些信息重新创建类图。10:4410:44314 实例练习（实例练习（1）10:4410:4432答案答案p图书管理系统中，有各种类型的读者，可以借阅各种类型图书管理系统中，有各种类型的读者，可以借阅各种类型的图书，图书由图书编目员维护，图书管理员管理图书、的图书，图书由图书编目员维护，图书管理员管理图书、借阅信息和读者借阅信息和读者10:4410:44334 实例练习（实例练习（2）10:4410:4434答案答案10:4410:4435Thanks Thanks Thanks Thanks！