第7章 交互图PPT讲稿.ppt

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1、第第7章章 交互图交互图第1页，共41页，编辑于2022年，星期一目录目录7.1 顺序图顺序图7.2 协作图（通信图）协作图（通信图）7.3 绘制交互图绘制交互图7.4 顺序图与协作图的关系顺序图与协作图的关系7.5 定时图定时图第2页，共41页，编辑于2022年，星期一7.1 顺序图（为有序交互建模）顺序图（为有序交互建模）自动车锁系统中锁车用例的顺序图1）顺序图的定义 顺序图（sequence diagram）也称为时序图、序列图，它描述了系统中的对象间通过消息进行的交互，强调消息在时间轴上的先后顺序。1 基本概念2）顺序图的作用 顺序图常用来描述用例的实现，它表明了由哪些对象，通过消息相

2、互协作来实现用例的功能，在顺序图中，标识了消息发生交互的先后顺序。第3页，共41页，编辑于2022年，星期一7.1 顺序图顺序图生命线控制焦点对象顺序图的组成3）顺序图的组成元素 顺序图中的元素包括对象、生命线、控制焦点(激活)、消息。消息表示了对象间的通讯，生命线表示了对象的生存期,控制焦点表示对象正在执行某个操作。消息 第4页，共41页，编辑于2022年，星期一7.1 顺序图顺序图1）对象 顺序图中对象的符号和对象图中对象所用的符号一样。将对象置于顺序图的顶部意味着在交互开始的时候对象就已经存在了，如果对象的位置不在顶部，那么表示对象是在交互的过程中被创建的。2）生命线 生命线是一条垂直的

3、虚线，表示顺序图中的对象在一段时间内的存在。每个对象的底部中心的位置都带有生命线。生命线是一个时间线，所用的时间取决于交互持续的时间。3）控制焦点 在对象的生命线上，包含一个矩形，表示对象处于激活状态，处于激活状态的对象正在执行某个任务。对象在完成自己的工作后，被去除激活，对象就处于空闲状态。第5页，共41页，编辑于2022年，星期一第6页，共41页，编辑于2022年，星期一7.1 顺序图顺序图4）消息（方法调用）消息用来描述对象之间所进行的通信，它包括消息名、消息参数。消息分为五种：调用、返回、发送、创建和销毁。在UML中，消息使用箭头来表示，箭头的类型表示了消息的类型。消息表示法(1)调用

4、（call）这是最常用的一种消息，它表示调用某个对象的一个操作。可以是对象之间的调用，也可以是对象本身的调用（局部调用）。第7页，共41页，编辑于2022年，星期一第8页，共41页，编辑于2022年，星期一7.1 顺序图顺序图（2）返回（return）。返回表示被调用的对象向调用者返回一个值。在UML的交互图中，将采用虚线箭头线来表示，在箭头线上应标明返回值。（3）发送（Send）。发送是指向对象发送一个信号。信号是一种事件，用来表示各对象间进行通信的异步激发机制。调用是同步的机制，而发送是一种异步的机制。也就是说：当对象A调用对象B时，A发送完消息之后是会等B执行完所调用的方法之后再继续执行

5、；如果说对象A发送了一个信号给对象B，那么A在发送完信号之后，A就会继续执行自己的操作，不会等待B的执行。（4）创建（Create）和销毁（Destroy）。即创建和销毁一个对象。创建对象通常是利用构造方法来实现的，对象一创建，生命线就开始；销毁即生命终止符号，用一个较大的叉形符号表示。第9页，共41页，编辑于2022年，星期一7.1 顺序图顺序图5）消息编号（在UML模型中为了实现顺序图和协助图的转换，而对消息进行编号）按消息产生的先后顺序，给消息编号，有两种编号方案，一种是顺序编号，另一种是嵌套编号。(1)顺序编号：整个消息的传递过程形成了一个完整的序列，因此通过在每个消息的前面加上一个用

6、冒号隔开的顺序号(按照消息的先后顺序，从1开始对消息编号)来表示其顺序。第10页，共41页，编辑于2022年，星期一7.1 顺序图顺序图电子商务网站的对象模型（类图）第11页，共41页，编辑于2022年，星期一7.1 顺序图顺序图将订单生成送货单第12页，共41页，编辑于2022年，星期一7.1 顺序图顺序图(2)嵌套编号：UML标准中定义了“嵌套编号方案”，嵌套编号方案表示了方法间的包含关系。嵌套编号第13页，共41页，编辑于2022年，星期一7.1 顺序图顺序图 以饮料自动销售系统为例，对“买饮料”的种场景进行建模，对每一个场景，绘制其对应的顺序图3 绘制顺序图1）买饮料的正常场景 买到饮

7、料的一般事件流：（1）顾客从机器的前端钱币口投入钱币，然后选择想要的饮料；（2）钱币到达钱币记录仪，记录仪更新自己的存储；（3）记录仪通知分配器分发饮料到机器前端；第14页，共41页，编辑于2022年，星期一7.1 顺序图顺序图买到饮料的场景第15页，共41页，编辑于2022年，星期一7.1 顺序图顺序图饮料已售完的场景 2）饮料“已售完”的场景第16页，共41页，编辑于2022年，星期一7.1 顺序图顺序图3）机器没有合适的零钱零钱“找不开”的场景第17页，共41页，编辑于2022年，星期一7.2 协作图（交互的链接）协作图（交互的链接）1）协作图定义（Collaboration Diagr

8、am）协作图也称为通信图，它描述了系统中，对象间通过消息进行的交互，强调对象在交互行为中承担的角色。协作图和顺序图之间的语义是等价的，只是他们的关注点有所不同而已，在Rose中可以很容易的完成从顺序图到通信图的转换。1、基本概念第18页，共41页，编辑于2022年，星期一7.2 协作图协作图从订单生成订货单的协作图第19页，共41页，编辑于2022年，星期一7.2 协作图协作图2）协作图的作用协作图常用来描述业务或软件系统中，每个对象在交互发生时承担的角色，即强调了交互发生时，每个对象承担的职责。使用协作图可以显示对象相互协作时充当的角色。如果需要强调时间和序列，最好选择顺序图建模；如果需要强

9、调上下文相关，最好选择协作图建模。协作图用于显示对象之间如何进行交互，以实现特定用例或用例中特定部分的行为。设计人员使用协作图和顺序图确定并阐明对象的角色，这些对象执行用例的特定事件流。这些图提供的信息主要用来确定类的职责和接口。3）协作图的组成元素 协作图的组成元素包括对象、消息、链(连接器)。消息表示了对象间的通信，对象通过链连接在一起。第20页，共41页，编辑于2022年，星期一7.2 协作图协作图协作图第21页，共41页，编辑于2022年，星期一7.2 协作图协作图2、协助图的表示（1）对象：协作图与顺序图中的对象的概念是一样，只不过在协作图中，无法表示对象的创建和撤销，所以对于对象在

10、图中的位置没有限制。（2）链：表示对象之间的语义关系，链是关联的一个实例。协作图中链的符号和对象图中链所用的符号是一样的，即一条连接两个对象的实线。（3）消息 协作图中的消息类型与顺序图中的相同，只不过为了说明交互过程中消息的时间顺序，需要给消息添加顺序号。顺序号是在消息的前面加一个整数。每个消息都必须有唯一的顺序号。（4）消息编号：消息的编号有两种，一种是无层次编号(按顺序编号)，它简单直观；另一种是嵌套的编号，它更易于表示消息的包含关系.第22页，共41页，编辑于2022年，星期一7.2 协作图协作图（5）迭代标记和监护条件迭代标记迭代标记用*号表示，表示循环，通常还有迭代表达式，用来说明

11、循环规则。虽然在UML2.0中顺序图已不采用迭代标记（用交互片段代替迭代标记的功能），但在协助图中仍然使用迭代标记。迭代是通过在顺序编号前加上一个迭代符“*”和一个可选的迭代表达式来表示。对于迭代表达式，UML没有强制规定什么语法，因此可以使用任何可读的、有意义的表达式来表示。常用迭代表达式迭代表达式迭代表达式语义语义i:=1.n迭代n次I=1.10I迭代10次while(表达式)表达式为true时才进行迭代until(表达式)迭代到表达式为true时，才停止迭代for each(对象集合)在对象集合上迭代监护条件：监护条件通常是用来表示分支的，也就是表示“如果条件为true，才发送消息”的语

12、义，在UML中，监护条件是以“条件表达式”的格式表示的。第23页，共41页，编辑于2022年，星期一7.2 协作图协作图图书管理员登录系统的协作图3、阅读协助图第24页，共41页，编辑于2022年，星期一7.3 绘制交互图绘制交互图绘制交互图分四个步骤：1）找出交互对象及其关系；2）确定对象之间交互的具体消息格式和流程，并用同步调用、异步消息、返回消息来表示；3）利用交互片段或迭代标志及监护条件来表示循环和分支结构；4）通过一些构造型来完善整个交互图。第25页，共41页，编辑于2022年，星期一7.3 绘制交互图绘制交互图通过RUP方法开发软件时，我们是以用例为材料来构造交互图的，分析模型中的

13、交互图通常是对用例的实现。即，交互图中的对象相互协作，完成用例的功能。在构造交互图时，一般我们从用例描述中寻找候选对象，然后以候选对象中选择一些对象作为交互图的对象，把用例中的事件流转换为交互图中的消息，然后，通过演示，验证，构造交互模型。第26页，共41页，编辑于2022年，星期一7.3.1 寻找分析类寻找分析类1、寻找分析类 在分析阶段，我们常在用例中寻找三种分析类（边界类处理界面和交互操作的类、控制类从事流程跳转功能的类和实体类为数据管理和业务逻辑处理层面上存在的类）。我们通过分析用例描述中的事件流，寻找分析类。）用例“新增书籍”在分析时，还必须综合考虑基本事件流和扩展事件流两个方面。以

14、“新增书籍“为例进行分析。其事件流如下：（1）基本事件流图书管理员向系统发出“新增书籍信息“请求。系统要求图书管理员选择要新增的书籍是计算机类还是非计算机类。图书管理员做出选择后，显示相应界面，让图书管理员输入信息，并自动 根据书号规则生成书号。图书管理员输入书籍的相关信息，包括：书名、作者、出版社、ISBN 号、开本、页数、定价、是否有CD-ROM。系统确定输入的信息中书名没有重复。系统将所输入的信息存储建档。第27页，共41页，编辑于2022年，星期一7.3.1 寻找分析类寻找分析类（2）扩展事件流如果输入的书名有重名现象，则显示出重名的书籍，并要求图书管理员选择修改书名或取消输入。图书管

15、理员选择取消输入，则结束用例，不做存储建档工作。图书管理员选择修改书名后，转到5.第28页，共41页，编辑于2022年，星期一7.3.1 寻找分析类寻找分析类2）寻找边界对象 对这个用例而言，参与者是“图书管理员”，因此要寻找边界对象只需以“图书管理员”这个参与者为线索，从用例描述中去寻找分析类：（1）图书管理员向系统发出“新增书籍信息”请求-图书管理员在什么地方向系统发出“新增书籍信息”的请求呢？通常会设计一个主窗口，并在上面摆放一些按钮来实现，因此在此句描述中，可以发现两个边界类：主窗口、“新增书籍信息”按钮。（2）系统要求图书管理员选择要新增的书籍是计算机类还是非计算机类-从此句中可以发

16、现一个新的边界类：书籍类别列表框。（3）图书管理员做出选择后，显示相应界面，让图书管理员输入信息，并自动根据书号规则生成书号-此句中可以发现最为关键的一个边界类-“新书信息录入”窗口以及辅助的”提交“按钮。还可以发现新增书籍信息按钮是组成主窗口的一部分。书籍类别列表框、提交按钮则是组成新书信息录入窗口的一部分。第29页，共41页，编辑于2022年，星期一7.3.1 寻找分析类寻找分析类参与者和边界对象第30页，共41页，编辑于2022年，星期一7.3.1 寻找分析类寻找分析类添加控制对象3）寻找控制对象和实体对象 实体对象通常来源于领域中的类图，也就是描述业务领域的名词或名词短语，通过阅读整个

17、事件流的详细描述，可得知，实体对象有书籍、计算机书籍、非计算机书籍以及书籍列表4个。第31页，共41页，编辑于2022年，星期一7.3.2 构建交互图构建交互图最后完整的分析图 还有几个关键的事件没有体现到图中：一是基本事件流中的步骤2、3要求根据用户选择的类别自动获得书号；二是当书名重复性检查没有通过时（有重名），应返回要求其重输。将这两个逻辑加到图中。第32页，共41页，编辑于2022年，星期一7.3.2 构建交互图构建交互图2、构建交互图 构建顺序图的步骤：按照从左到右的顺序，依此将参与者、边界对象和实体对象放在最顶部，参与者放在最左边，实体类放在最右边。注意，在分析模型中可以先不考虑控

18、制类的引用（有必要时也可以引入）。然后根据事件流描述逐一导出其相应的消息流，即可得到顺序图。第33页，共41页，编辑于2022年，星期一7.3.2 构建交互图构建交互图顺序图第34页，共41页，编辑于2022年，星期一7.3.2 构建交互图构建交互图 当完成了顺序图的绘制之后，就可以通过建模工具来自动生成对应的通信图。实现新增书籍的协作图第35页，共41页，编辑于2022年，星期一7.4 顺序图与协作图的关系顺序图与协作图的关系 顺序图与协作图都表示对象之间的交互作用，只是它们的侧重点有所不同：1顺序图描述了对象交互的时间顺序，但没有明确地表达对象之间的关系，也没有表明对象在交互中承担的角色。

19、2协作图描述了对象在交互中承担的角色(关系)，但对象在交互中的时间顺序必须从消息的顺序号获得。3顺序图可以表示出对象的激活状态和去激活状态，也可以表示出对象的创建和销毁的相对时间；协作图则没有这些功能。两种图的语义是等价的，可以采用Rational Rose工具，把一种形式的图转换成另一种形式的图，而不丢失任何信息。第36页，共41页，编辑于2022年，星期一7.5 定时图（专门处理交互时间）定时图（专门处理交互时间）定时图（Timing Diagram）是一种特殊的顺序图。在UML2.0 中，引入这种新的交互图来解决这类问题，即着重表示定时约束的“定时图”。如果要表示的交互具有很强的时间特性

20、，例如实时控制系统中,最好用定时图建模。用定时图表示电子门禁系统的控制逻辑定时图所包含的图元并不多，主要包括：生命线，状态，状态变迁，消息，时间刻度。第37页，共41页，编辑于2022年，星期一7.5 定时图定时图定时图与顺序图的区别：（1）坐标轴交换了位置，定时图的时间坐标是从左到右来表示时间的延续。（2）用生命线的“凹下凸起”来表示状态的迁移，生命线不同的水平位置代表对象处于不同的状态，状态的顺序可以有意义，也可以没有意义。（3）生命线可以跟在一条线后面，在这条线上显示一些不同的状态值。（4）可以显示一个度量时间值的标尺，用刻度来表示实际时间间隔。第38页，共41页，编辑于2022年，星期

21、一小结小结本章介绍了UML中的几种交互图，介绍了对象、生命线与控制焦点、消息、顺序编号等基本概念；介绍了如何绘制顺序图、协作图已经它们之间的转换；最后介绍了定时图的基本特点和应用实例。第39页，共41页，编辑于2022年，星期一Public class Sale Private List lineItems=new ArrayList();Public Money getTotal()Money total=new Money();Money subtotal=null;For(SalesLineItem lineItem:lineItems)Subtotal+lineItem.getSubtotal();Total.add(subtotal);Return total;第40页，共41页，编辑于2022年，星期一第41页，共41页，编辑于2022年，星期一