类图交互作用图.ppt
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1、第第5章章 类图类图 交互作用图交互作用图 授课教师授课教师:付付 超超内容提纲内容提纲1.类图类图2.交互作用图交互作用图1.类图类图1.1 类图类图1.2 类图的划分类图的划分1.3 类图的应用类图的应用1.4 对象图对象图1.5 对象图的应用对象图的应用 1.类图类图类图(类图(Class Diagrams)软软件件系系统统中中,类类模模型型和和对对象象模模型型揭揭示示了了系系统统的的结结构构。在在UML中中,类类模模型型和和对对象象模模型型分分别别由由类类图图和和对对象象图图表表示。示。类类图图描描述述了了类类集集、接接口口集集、协协作作以以及及它它们们之之间间的的关关系系。在在类类图
2、图基基础础上上,状状态态图图、协协作作图图等等进进一一步步描描述述系系统其它方面的特征。统其它方面的特征。类图可用来为系统的静态设计视建模。类图组成:类图可用来为系统的静态设计视建模。类图组成:(1)类类 (2)接口接口(操作集合操作集合)(3)协作协作 (4)依赖、类属、实现或关联关系依赖、类属、实现或关联关系1.1 类图类图1.类图类图1.类图类图含有注释和含有注释和含有注释和含有注释和约束,还可约束,还可约束,还可约束,还可包含包或子包含包或子包含包或子包含包或子系统,组装系统,组装系统,组装系统,组装为大模块为大模块为大模块为大模块1.类图类图1.类图类图组合:整体组合:整体组合:整体
3、组合:整体生命周期生命周期生命周期生命周期1.类图类图类图的划分类图的划分 在软件开发的不同阶段,类图描述了不同层次的抽在软件开发的不同阶段,类图描述了不同层次的抽象。以需求阶段、设计阶段、实现阶段将类图划分为象。以需求阶段、设计阶段、实现阶段将类图划分为三个层次:三个层次:(1)概概念念层层(Conceptual)类类图图描描述述问问题题域域中中的的概概念念(概念模型独立于实现软件和程序语言概念模型独立于实现软件和程序语言)(2)说说明明层层(Specification)类类图图描描述述软软件件的的接接口口,接接口区别于实现。口区别于实现。1.2 类图的划分类图的划分1.类图类图类图的划分类
4、图的划分 (3)实实现现层层(Implementation)揭揭示示软软件件的的实实现现部部分分(使使用的主流用的主流)正确区分类图的三个层次,利于画类图和读懂类图。正确区分类图的三个层次,利于画类图和读懂类图。接接口口:接接口口因因实实现现环环境境、运运行行特特性性或或用用户户的的不不同同而而具有多种实现。具有多种实现。1.2 类图的划分类图的划分1.类图类图类图的应用类图的应用 在在为为系系统统静静态态设设计计视视建建模模时时,类类图图可可用用来来描描述述以以下三种建模:下三种建模:(1)为系统的词汇表建模为系统的词汇表建模 确确定定抽抽象象与与系系统统的的界界定定,即即抽抽象象属属于于系
5、系统统或或不不属属于于,规定抽象及其责任。规定抽象及其责任。(2)为简单的协作建模为简单的协作建模 (a)确确定定要要与与之之建建模模的的机机制制,机机制制代代表表了了需需要要被被模模拟拟的的部部分分系系统统的的功功能能和和行行为为(由由类类、接接口口等等交交互互作作用用产产生生)1.3 类图的应用类图的应用1.类图类图类图的应用类图的应用 (2)为简单的协作建模为简单的协作建模 (b)对对于于每每个个机机制制,确确定定参参与与这这个个协协作作的的类类、接接口口和其他动作,确定这些元素间的关系和其他动作,确定这些元素间的关系 (c)根根据据协协作作的的脚脚本本,发发现现遗遗漏漏的的模模型型部部
6、分分,以以及及简单的语义错误简单的语义错误 (d)确定对象的属性和操作确定对象的属性和操作公司通过外部公司通过外部公司通过外部公司通过外部银行发薪水银行发薪水银行发薪水银行发薪水1.类图类图类图的应用类图的应用 (3)为逻辑的数据库模式建模为逻辑的数据库模式建模 需要在数据库中存储持久性信息。需要在数据库中存储持久性信息。(a)确确定定模模型型中中的的一一些些类类,这这些些类类的的状状态态的的存存在在超超过了程序的生命周期过了程序的生命周期 (b)创建一个类图,包含这些类并标记为持久类创建一个类图,包含这些类并标记为持久类 (c)扩充这些类的结构信息,如属性、阶元扩充这些类的结构信息,如属性、
7、阶元 (d)如如有有必必要要,创创建建中中间间抽抽象象以以简简化化数数据据库库的的逻逻辑辑结构结构1.类图类图类图的应用类图的应用 (3)为逻辑的数据库模式建模为逻辑的数据库模式建模 (e)考考虑虑类类的的行行为为,扩扩充充对对于于数数据据访访问问和和数数据据完完整整性很重要的操作性很重要的操作(完备性完备性)(f)如如可可能能,用用工工具具将将逻逻辑辑设设计计转转变变为为物物理理设设计计(存存在一些专门的在一些专门的DB ASSISTANT)1.类图类图类图的应用类图的应用 类类实实例例存存储储于于数数据据库库中中,原原型型为为persistent,一一个个 ITEM有有 一一 个个 TIT
8、LE,一一 个个 TITLE存存 在在 于于 0-N个个ITEM中中。一一个个ITEM有有0-1个个借借阅阅信信息息,一一条条借借阅阅信信息息仅有一个仅有一个ITEM。一一个个TITLE有有0-N个个预预订订记记录录。一一个个借借阅阅人人信信息息有有0-N个预订记录,个预订记录,0-N个借阅记录。个借阅记录。1.类图类图用例与类图用例与类图 用用例例图图实实质质上上是是一一种种系系统统描描述述的的形形式式,自自然然可可以以根根据据用用例例描描述述来来识识别别类类。针针对对各各个个用用例例,通通常常可可以以根根据据如下的问题辅助识别:如下的问题辅助识别:(1)用例描述中出现了那些实体?用例描述中
9、出现了那些实体?(2)用例的完成需要哪些实体合作?用例的完成需要哪些实体合作?(3)用例执行过程中会产生并存储哪些信息?用例执行过程中会产生并存储哪些信息?(4)用例要求与之关联的每个角色的输入是什么?用例要求与之关联的每个角色的输入是什么?(5)用例反馈与之关联的每个角色的输出是什么?用例反馈与之关联的每个角色的输出是什么?(6)用例需要操作哪些硬设备?用例需要操作哪些硬设备?1.类图类图选课管理系统的简单用例选课管理系统的简单用例 1.类图类图选课管理系统的简单用例(属性和操作)选课管理系统的简单用例(属性和操作)1.类图类图远程网络教学系统远程网络教学系统 在在该该系系统统中中,系系统统
10、的的参参与与者者为为学学生生、教教师师和和系系统统管管理理员员。学学生生包包括括登登录录名名称称、登登录录密密码码、学学生生编编号号、性性别别、年年龄龄、班班级级、年年级级、邮邮箱箱等等属属性性。教教师师包包含含自自己己的的登登录录名名称称、登登录录密密码码、姓姓名名、性性别别、教教授授课课程程、电电话话号号码码和和邮邮箱箱等等属属性性。系系统统管管理理员员包包含含系系统统管管理理员员用用户户名名、系系统统管管理理员员密密码码、邮邮箱箱等等属属性性。根根据据这这些些信信息息,创建系统的类图。创建系统的类图。1.类图类图远程网络教学系统远程网络教学系统1.类图类图远程网络教学系统远程网络教学系统
11、 将将参参与与者者学学生生、教教师师和和系系统统管管理理员员进进行行抽抽象象,形形成成一一个个单单独独的的人人员员类类,学学生生、教教师师和和系系统统管管理理员员分分别别是是人员类的继承。根据这些信息,重新创建类图。人员类的继承。根据这些信息,重新创建类图。1.类图类图对象图(对象图(Object Diagrams)对对象象图图模模拟拟类类图图中中所所含含有有的的类类的的实实例例,描描述述了了某某一一瞬瞬间间(具具体体时时刻刻)对对象象集集及及对对象象间间的的关关系系,主主要要用用来来为为对对象结构建模。象结构建模。对对象象图图可可以以看看作作是是类类图图的的实实例例,对对象象间间的的连连接接
12、是是类类间关联的实例。对象图中通常含有:间关联的实例。对象图中通常含有:(1)对象对象(Objects)(2)连接连接(Links)1.4 对象图对象图1.类图类图对象图(对象图(Object Diagrams)对对象象图图中中含含有有注注释释、约约束束、包包或或子子系系统统。描描述述静静态态的数据结构。的数据结构。1.类图类图对象图的应用对象图的应用 通通常常用用于于为为对对象象结结构构建建模模,可可用用来来可可视视化化、规规范范、构构造造、并并文文档档化化系系统统中中特特定定实实例例的的存存在在以以及及实实例例间间的的关系。为对象结构建模时:关系。为对象结构建模时:(1)确确定定要要模模拟
13、拟的的机机制制,机机制制代代表表了了所所模模拟拟的的部部分分系统的由类、接口等交互作用产生的功能或行为系统的由类、接口等交互作用产生的功能或行为 (2)对对于于每每个个机机制制,识识别别参参与与这这个个协协作作的的类类、接接口口以及其他元素,并确定这些元素间的关系以及其他元素,并确定这些元素间的关系1.5 对象图的应用对象图的应用1.类图类图对象图的应用对象图的应用 (3)考考虑虑贯贯穿穿这这个个机机制制的的一一个个脚脚本本,显显示示在在脚脚本本的的某一时间点参与这个机制的对象某一时间点参与这个机制的对象(时间点的动态性时间点的动态性)(4)如如有有必必要要,揭揭示示每每个个对对象象的的状状态
14、态和和属属性性值值(图图形形是否能表示清楚,不至于过于复杂是否能表示清楚,不至于过于复杂)(5)类类似似地地,揭揭示示对对象象间间的的连连接接,这这些些连连接接是是关关联联关系的实例关系的实例各同类对各同类对各同类对各同类对象的名称象的名称象的名称象的名称不同不同不同不同1.类图类图2.交互作用图交互作用图2.1 交互作用图交互作用图 2.2 时序图时序图2.3 协作图协作图2.5 语义等价语义等价2.6 交互作用图的应用交互作用图的应用Page 29UML及其建模工具2.交互作用图交互作用图交互作用图交互作用图包包括括时时序序图图和和协协作作图图,为为系系统统的的动动态态方方面面建建模模。时
15、时序序图图和和协协作作图图以以不不同同的的方方式式表表达达了了类类似似的的信信息息。时时序序图图描描述述消消息息的的时时间间顺顺序序,适适合合于于描描述述实实时时系系统统和和复复杂杂的的脚脚本本;协协作作图图描描述述对对象象间间的的关关系系。两两者者在在语语义义上上相当,彼此转换而不损失信息。相当,彼此转换而不损失信息。交互作用图主要组成元素交互作用图主要组成元素 (1)对象对象 (2)连接连接 (3)消息消息 包含注释和约束包含注释和约束2.1 交互作用图交互作用图2.交互作用图交互作用图 时序图实例时序图实例 2.交互作用图交互作用图 协作图实例协作图实例 2.交互作用图交互作用图时序图(
16、时序图(Sequence Diagrams)存存在在两两个个轴轴,水水平平轴轴表表示示不不同同的的对对象象,垂垂直直轴轴表表示时间。示时间。时序图标识元素时序图标识元素 (1)对象:带垂直虚线的矩形框对象:带垂直虚线的矩形框 (2)垂直虚线:对象的生命线垂直虚线:对象的生命线 (3)对象间通信:对象的生命线间画消息对象间通信:对象的生命线间画消息2.2 时序图时序图2.交互作用图交互作用图时序图实例时序图实例2.交互作用图交互作用图消息消息 可可以以是是信信号号、操操作作调调用用等等。当当收收到到消消息息,接接收收对对象象执执行行相相应应的的活活动动,对对象象生生命命线线上上细细长长矩矩形形框
17、框表表示示对对象激活。象激活。消消息息以以带带标标签签的的箭箭头头表表示示,省省去去序序列列号号,可可带带条条件件表达式,即互斥的分支。表达式,即互斥的分支。时序图与协作图区别时序图与协作图区别 (1)有对象生命线有对象生命线 垂垂直直的的虚虚线线,对对象象生生命命线线代代表表对对象象创创建建直直到到结结束束的的生生命命周周期期,生生命命线线的的终终端端标标一一个个“X”(对对象象此此时时被被销销毁毁)。2.交互作用图交互作用图时序图与协作图区别时序图与协作图区别 (2)有控制中心有控制中心 细细长长的的矩矩形形,表表示示对对象象直直接接或或通通过过子子过过程程执执行行一一个个动动作作的的时时
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