#J101 Java設計模式_前篇_看懂UML類圖和時序圖

這里不會將UML的各種元素都提到,我只想講講類圖中各個類之間的關系; 能看懂類圖中各個類之間的線條、箭頭代表什么意思后,也就足夠應對 日常的工作和交流; 同時,我們應該能將類圖所表達的含義和最終的代碼對應起來; 有了這些知識,看后面章節(jié)的設計模式結構圖就沒有什么問題了;


一、類圖

本章所有圖形使用Enterprise Architect 9.2來畫,所有示例詳見根目錄下的design_patterns.EAP

從一個示例開始,請看以下這個類圖,類之間的關系是我們需要關注的:

????????????? 1_images/uml_class_struct.jpg

1.車的類圖結構為<<abstract>>,表示車是一個抽象類;

2.它有兩個繼承類:小汽車和自行車;它們之間的關系為實現(xiàn)關系,使用帶空心箭頭的虛線表示;

3.小汽車為與SUV之間也是繼承關系,它們之間的關系為泛化關系,使用帶空心箭頭的實線表示;

4.小汽車與發(fā)動機之間是組合關系,使用帶實心箭頭的實線表示;

5.學生與班級之間是聚合關系,使用帶空心箭頭的實線表示;

6.學生與身份證之間為關聯(lián)關系,使用一根實線表示;

7.學生上學需要用到自行車,與自行車是一種依賴關系,使用帶箭頭的虛線表示;


下面我們將介紹這六種關系;

一、類之間的關系

類的繼承結構表現(xiàn)在UML中為:實現(xiàn)(realize)與泛化(generalize):

繼承關系為 is-a的關系;兩個對象之間如果可以用 is-a 來表示,就是繼承關系:(..是..)

eg:小汽車是車、自行車是車、貓是動物。

1、實現(xiàn)關系(realize)

實現(xiàn)關系用一條帶空心箭頭的虛線表示;

eg:”車”為一個抽象概念,在現(xiàn)實中并無法直接用來定義對象;只有指明具體的子類(汽車還是自行車),才可以用來定義對象(”車”這個類在C++中用抽象類表示,在JAVA中有接口這個概念,更容易理解)


????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 2_images/uml_realize.jpg

注:最終代碼中,實現(xiàn)關系表現(xiàn)為繼承抽象類;

2、泛化關系(generalization)

泛化關系用一條帶空心箭頭的直接表示;如下圖表示(A繼承自B);


????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3_images/uml_generalization.jpg

eg:汽車在現(xiàn)實中有實現(xiàn),可用汽車定義具體的對象;汽車與SUV之間為泛化關系;


????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4_images/uml_generalize.jpg

注:最終代碼中,泛化關系表現(xiàn)為繼承非抽象類;

3、聚合關系(aggregation)

聚合關系用一條帶空心菱形箭頭的直線表示,如下圖表示A聚合到B上,或者說B由A組成;


???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5_images/uml_aggregation.jpg

聚合關系用于表示實體對象之間的關系,表示整體由部分構成的語義;例如一個班級由多個學生組成,一個部門由多個員工組成;

與組合關系不同的是,整體和部分不是強依賴的,即使整體不存在了,部分仍然存在;例如:班級,部門撤銷了,學生,人員不會消失,他們依然存在;

4、組合關系(composition)

組合關系用一條帶實心菱形箭頭直線表示,如下圖表示A組成B,或者B由A組成;


??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 6_images/uml_composition.jpg

與聚合關系一樣,組合關系同樣表示整體由部分構成的語義;比如小汽車由輪胎和發(fā)動機等組成,公司由多個部門組成;

但組合關系是一種強依賴的特殊聚合關系,如果整體不存在了,則部分也不存在了;例如, 小汽車不存在了,輪胎和發(fā)動機也不存在了;公司不存在了,部門也將不存在了;

5、關聯(lián)關系(association)

關聯(lián)關系是用一條直線表示的;它描述不同類的對象之間的結構關系;它是一種靜態(tài)關系, 通常與運行狀態(tài)無關,一般由常識等因素決定的;它一般用來定義對象之間靜態(tài)的、天然的結構; 所以,關聯(lián)關系是一種“強關聯(lián)”的關系;

比如,乘車人和車票之間就是一種關聯(lián)關系;學生和身份證就是一種關聯(lián)關系;

關聯(lián)關系默認不強調(diào)方向,表示對象間相互知道;

如果特別強調(diào)方向,如下圖,表示A知道B,但 B不知道A;

????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7_images/uml_association.jpg

注:在最終代碼中,關聯(lián)對象通常是以成員變量的形式實現(xiàn)的;

6、依賴關系(dependency)

依賴關系是用一套帶箭頭的虛線表示的;如下圖表示A依賴B;他描述一個對象在運行期間會用到另一個對象的關系;

????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8_images/uml_dependency.jpg

與關聯(lián)關系不同的是,它是一種臨時性的關系,通常在運行期間產(chǎn)生,并且隨著運行時的變化; 依賴關系也可能發(fā)生變化;

顯然,依賴也有方向,雙向依賴是一種非常糟糕的結構,我們總是應該保持單向依賴,杜絕雙向依賴的產(chǎn)生;

注:在最終代碼中,依賴關系體現(xiàn)為類構造方法及類方法的傳入?yún)?shù),箭頭的指向為調(diào)用關系;依賴關系除了臨時知道對方外,還是“使用”對方的方法和屬性;


二、時序圖

2.1、時序圖簡介(Brief introduction)

時序圖(Sequence Diagram)是顯示對象之間交互的圖,這些對象是按時間順序排列的。順序圖中顯示的是參與交互的對象及其對象之間消息交互的順序。時序圖中包括的建模元素主要有:角色(Actor)對象(Object)生命線(Lifeline)控制焦點(Focus of control)消息(Message)等等。

2.2、時序圖元素(Sequence Diagram Elements)

角色(Actor)

系統(tǒng)角色,可以是人、及其甚至其他的系統(tǒng)或者子系統(tǒng)。

對象(Object)

對象包括三種命名方式:

第一種方式包括對象名和類名;

第二中方式只顯示類名不顯示對象名,即表示他是一個匿名對象;

第三種方式只顯示對象名不顯示類名。

生命線(Lifeline)

?????? 生命線在順序圖中表示為從對象圖標向下延伸的一條虛線,表示對象存在的時間,如下圖

控制焦點(Focus of Control)

?????? 控制焦點是順序圖中表示時間段的符號,在這個時間段內(nèi)對象將執(zhí)行相應的操作。用小矩形表示,如下圖。

消息(Message)

?????? 消息一般分為同步消息(Synchronous Message)異步消息(Asynchronous Message)返回消息(Return Message).如下圖所示:


同步消息=調(diào)用消息(Synchronous Message)

?????? 消息的發(fā)送者把控制傳遞給消息的接收者,然后停止活動,等待消息的接收者放棄或者返回控制。用來表示同步的意義。

異步消息(Asynchronous Message)

?????? 消息發(fā)送者通過消息把信號傳遞給消息的接收者,然后繼續(xù)自己的活動,不等待接受者返回消息或者控制。異步消息的接收者和發(fā)送者是并發(fā)工作的。

返回消息(Return Message)

?????? 返回消息表示從過程調(diào)用返回

自關聯(lián)消息(Self-Message)

????? 表示方法的自身調(diào)用以及一個對象內(nèi)的一個方法調(diào)用另外一個方法。


Combined Fragments

Alternative fragment(denoted “alt”) 與 if…then…else對應

Option fragment (denoted “opt”) 與 Switch對應

Parallel fragment (denoted “par”) 表示同時發(fā)生

Loop fragment(denoted “l(fā)oop”) 與 for 或者 Foreach對應


2.2、時序圖實例分析(Sequece Diagram Example Analysis)

時序圖場景

完成課程創(chuàng)建功能,主要流程有:

1、請求添加課程頁面,填寫課程表單,點擊【create】按鈕

2、添加課程信息到數(shù)據(jù)庫

3、向課程對象追加主題信息

4、為課程指派教師

5、完成課程創(chuàng)建功能

時序圖實例

時序圖實例分析

1、序號1.0-1.3 完成頁面的初始化

2、序號1.4-1.5 課程管理員填充課程表單

3、序號1.6-1.7 課程管理員點擊【Create】按鈕,并響應點擊事件

4、序號1.8 Service層創(chuàng)建課程

5、序號1.9-1.10 添加課程到數(shù)據(jù)庫,并返回課程編號CourseId

6、序號1.11-1.12 添加課程主題到數(shù)據(jù)庫,并返回主題編號topicId

7、序號1.13 給課程指派教師

8、序號1.14 向界面拋創(chuàng)建課程成功與否的消息

三、附錄

在EA中定義一個抽象類(其版型為《abstract》)

?????????????????? _images/uml_AbatractClass.jpg


作者:博麟Android 鏈接:http://www.lxweimin.com/p/abc97e7539d6

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