UML

什么是UML？

UML是Unified Model Language的缩写，中文是统一建模语言，是由一整套图表组成的标准化建模语言。

为什么要用UML？

通过使用UML使得在软件开发之前，对整个软件设计有更好的可读性，可理解性，从而降低开发风险。同时，也能方便各个开发人员之间的交流。

UML提供了极富表达能力的建模语言，可以让软件开发过程中的不同人员分别得到自己感兴趣的信息。

Page-Jones 在《Fundamental Object-Oriented Design in UML》一书中总结了UML的主要目的，如下：

为用户提供现成的、有表现力的可视化建模语言，以便他们开发和交换有意义的模型。
为核心概念提供可扩展性 (Extensibility) 和特殊化 (Specialization) 机制。
独立于特定的编程语言和开发过程。
为了解建模语言提供一个正式的基础。
鼓励面向对象工具市场的发展。
支持更高层次的开发概念，如协作，框架，模式和组件。
整合最佳的工作方法 (Best Practices)。

UML图有哪些？

UML图分为结构图和行为图。
结构图分为类图、轮廓图、组件图、组合结构图、对象图、部署图、包图。
行为图又分活动图、用例图、状态机图和交互图。
交互图又分为序列图、时序图、通讯图、交互概览图。

UML图概览

什么是类图？静态设计（最常用）

展现了一组对象、接口、协作和它们之间的关系
【概念】类图是一切面向对象方法的核心建模工具。类图描述了系统中对象的类型以及它们之间存在的各种静态关系。
【目的】用来表示类、接口以及它们之间的静态结构和关系。
UML类图主要用于描述系统的静态结构，包括类、接口、属性、方法以及类之间的关系（如继承、关联、依赖等）。它不用于对系统的动态行为进行建模，例如对象之间的交互、状态变化或时序流程等，这些通常由时序图、活动图、状态机图等其他UML图来完成。因此，空白处应填入“系统的动态行为”或类似表述。

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在类图中，常见的有以下几种关系。
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泛化（Generalization）

【泛化关系】是一种继承关系，表示子类继承父类的所有特征和行为。
【箭头指向】带三角箭头的实线，箭头指向父类。

实现（Realization）

【实现关系】是一种类与接口的关系，表示类是接口所有特征和行为的实现。
【箭头指向】带三角箭头的虚线，箭头指向接口。

关联（Association）

在UML中，重复度（Multiplicity）即多重度，定义了某个类的一个实例可以与另一个类的多少个实例相关联。通常把它写成一个表示取值范围的表达式或者一个具体的值。 - 【关联关系】是一种拥有关系，它使得一个类知道另一个类的属性和方法。 - 【代码体现】成员变量 - 【箭头指向】带普通箭头的实线，指向被拥有者。双向的关联可以有两个箭头，或者没有箭头。单向的关联有一个箭头。 - 默认情况下，关联类实例由关联的两个端点实例唯一确定

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自己买的车，想什么时候开就开。但是车是车，人是人，没有整体与部分的关系。
学生（Student） 与 课程（Course）：一个学生可以选修多门课程，一门课程有多名学生（双向关联，多重性 * ↔ *）。
汽车（Car） 与 引擎（Engine）：一辆汽车有且只有一个引擎（组合/聚合是关联的特例，但普通关联也可以表示“拥有”）。关联关系是最通用的结构性关系，区别于依赖（临时使用）和继承（“is-a”）。 ❞

聚合（Aggregation）

【聚合关系】是一种整体与部分的关系。且部分可以离开整体而单独存在。聚合关系是关联关系的一种，是强的关联关系；关联和聚合在语法上无法区分，必须考察具体的逻辑关系。
【代码体现】成员变量
【箭头指向】带空心菱形的实线，空心菱形指向整体。

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电脑有键盘才能输入信息，电脑是整体，键盘是部分，键盘也可以离开电脑，单纯的拿去敲。所以是聚合。
大雁是群居动物，每只大雁都属于一个雁群，一个雁群可以有多只大雁 ❞

组合（Composition）

【组合关系】是一种整体与部分的关系。但部分不能离开整体而单独存在，组合关系是关联关系的一种，是比聚合关系还要强的关系。
【代码体现】成员变量
【箭头指向】带实心菱形和普通箭头的实线，实心菱形指向整体。

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鸟是整体，翅膀是部分。鸟死了，翅膀也就不能飞了。所以是组合。我们再看一下，下面的一组经典的聚合组合关系的例子。
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一个公司拥有多个部门，公司和部门之间是组合关系，公司破产了，部门就不复存在了。部门和员工是聚合关系，部门被裁掉，员工就换下家了。
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依赖（Dependency）

【依赖关系】是一种使用关系，即一个类的实现需要另一个类的协助。
【箭头指向】带普通箭头的虚线，普通箭头指向被使用者。

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老司机只管开车，车是谁的不重要，给什么车开什么车。
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关系展示

什么是组件图？（构件图）静态实现

【概念】描绘了系统中组件提供的、需要的接口、端口等，以及它们之间的关系。
【目的】用来展示各个组件之间的依赖关系。
为供接口，为需接口。

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订单系统组件依赖于客户资源库和库存系统组件。中间的虚线箭头表示依赖关系。另外两个符号，表示组件连接器，一个提供接口，一个需要接口。

什么是部署图？

【概念】描述了系统内部的软件如何分布在不同的节点上。
【目的】用来表示软件和硬件的映射关系。

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图中简单的表示，不同机器上面部署的不同软件。
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什么是对象图？

【概念】对象图是类图的一个实例，是系统在某个时间点的详细状态的快照。
【目的】用来表示两个或者多个对象之间在某一时刻之间的关系。
对象图的关联关系一般不会出现多重度

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图中就是描述的，某时间点bat这个公司有一个研发部，一个销售部，两个部门只有一个人iisheng。
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什么是包图？

【概念】描绘了系统在包层面上的结构设计。
【目的】用来表示包和包之间的依赖关系。
《Use》关系表示使用依赖，Web Shopping依赖Payment
《Merge》关系表示合并，Web Shopping合并了Shopping Cart就拥有了Shopping Cart的功能
《Access》关系表示私有引入，比如代码中的指定包名类名
《Import》关系表示公共引入，比如Java中的import之后，就可以直接使用import包中的类了。

什么是组合结构图？

【概念】描述了一个"组合结构"的内部结构，以及他们之间的关系。这个"组合结构"可以是系统的一部分，或者一个整体。
【目的】用来表示系统中逻辑上的"组合结构"。

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图中描述了Car是由车轴连接着的两个前面轮子、两个后面轮子，和引擎组合的。
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什么是轮廓图？

【概念】轮廓图提供了一种通用的扩展机制，用于为特定域和平台定制UML模型。
【目的】用于在特定领域中构建UML模型。

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图中我们定义了一个简易的EJB的概要图。Bean是从Component扩展来的。Entity Bean和Session Bean继承了Bean。EJB拥有Remote和Home接口，和JAR包。
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什么是用例图？

【概念】用例图是指由参与者、用例，边界以及它们之间的关系构成的用于描述系统功能的视图。
【目的】用来描述整个系统的功能。

用例图中包含以下三种关系： - 包含关系使用符号《include》，想要查看订单列表，前提是需要先登录。 - 扩展关系使用符号《extend》，基于查询订单列表的功能，可以增加一个导出数据的功能 - 泛化关系，子用例继承父用例所有结构、行为和关系。

在线学习系统中，“课程学习”与“检查权限”之间属于 包含关系（因为检查权限是课程学习必须执行的公共步骤）；“课程学习”与“缴纳学费”之间属于 扩展关系（因为补缴学费是在特定条件（学费不足）下触发的可选行为）；“课程注册”与“网络注册”之间属于 泛化关系（因为网络注册是课程注册的一种具体实现方式）。