设计模式学习系列之UML图

uml建模与设计模式绘制流程图实训步骤及内容
UML（Unified Modeling Language）建模和设计模式绘制流程图的实训步骤及内容可以分为以下几个部分：
1. 确定需求：首先，明确需要建模和设计的系统或软件的需求。

了解系统的功能、特性和约束条件，明确需求背景和使用场景。

2. 选择适当的UML图：根据需求和实际情况，选择合适的UML图，例如用例图、类图、序列图、活动图等。

每个UML图都有不同的用途和表达能力，根据需求选择合适的图形。

3. 绘制用例图：根据需求，绘制用例图来描述系统的功能需求和角色之间的关系。

用例图是用来描述系统功能和用户之间的交互关系的图形。

4. 绘制类图：根据需求，绘制类图来描述系统中的类、属性和方法之间的关系。

类图是用来描述系统中静态结构的图形。

5. 绘制序列图：根据需求，绘制序列图来描述系统中对象之间的交互流程和时间顺序。

序列图是用来描述系统中动态行为的图形。

6. 绘制活动图：根据需求，绘制活动图来描述系统中的业务流程和操作步骤。

活动图是用来描述系统中流程的图形。

7. 应用设计模式：根据需求和问题的性质，应用合适的设计模式来解决问题。

设计模式是一种被广泛接受的、可重复使用的解决方案，可以提高系统的可维护性和扩展性。

8. 优化和评估：根据建模和设计结果，进行优化和评估。

检查模型的准确性和一致性，找出潜在的问题和改进空间。

在整个实训过程中，需要遵循良好的建模和设计规范，确保模型的清晰和可理解性。

并且在绘制流程图时，要注重细节的准确性，保证图形的易读性和可操作性。

UML图（类图）各元素解释
普通类图
属性/⽅法的表⽰其实都是： 符号属性名/⽅法名: 返回类型
符号：+(public) 公开⽅法及属性; -(private) 私有⽅法及属性; #(protected) protected⼀样的效果属性名/⽅法名: 说⽩了就是属性名或者⽅法名的名称，如果是⽅法的话，要多个()，内容就是参数类型返回类型: ⽅法独有的，没返回值的话写voide即可，有返回值就写上相对应的返回值的类型
若要表⽰是接⼝的话， 在类名上⽅加上 <<interface>> 即可
关联类型
单向关联
单实⼼箭头实线： 说明的是A关联了B，A对象中持有B对象
双向关联
⽆箭头实线：说明是A和B对象互相关联，A持有B对象，B也持有A对象⾃关联
指向⾃⾝的单实⼼箭头：表明是A对象持有了A对象
实现接⼝
虚线空⼼箭头：说明B实现了A接⼝
泛化关系
实线空⼼箭头：说明B继承了A。

UML科普⽂，⼀篇⽂章掌握14种UML图前⾔上⼀篇⽂章写了⼀篇建造者模式，其中有⼏个UML类图，有的读者反馈看不懂了，我们今天就来解决⼀哈。

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：1. 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。

2. 为核⼼概念提供可扩展性 (Extensibility) 和特殊化 (Specialization) 机制。

3. 独⽴于特定的编程语⾔和开发过程。

4. 为了解建模语⾔提供⼀个正式的基础。

5. ⿎励⾯向对象⼯具市场的发展。

6. ⽀持更⾼层次的开发概念，如协作，框架，模式和组件。

7. 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？【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。

在类图中，常见的有以下⼏种关系。

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。

UML各种图例面向对象的问题的处理的关键是建模问题.建模可以把在复杂世界的许多重要的细节给抽象出.许多建模工具封装了UML（也就是Unified Modeling Language ™），这篇课程的目的是展示出UML的精彩之处.UML中有九种建模的图标，即：∙用例图∙类图∙对象图∙顺序图∙协作图∙状态图∙活动图∙组件图∙配置图本课程中的某些部分包含了这些图的细节信息的页面链接.而且每个部分都有一个小问题，测试一下你对这个部分的理解.为什么UML很重要?为了回答这个问题，我们看看建筑行业.设计师设计出房子.施工人员使用这个设计来建造房子.建筑越复杂，设计师和施工人员之间的交流就越重要.蓝图就成标准文档为了这个行业中的设计师和施工人员的必修课.写软件就好像建造建筑物一样.系统越复杂，参与编写与配置软件的人员之间的交流也就越重要.在过去十年里UML就成为分析师，设计师和程序员之间的“建筑蓝图”.现在它已经成为了软件行业的一部分了.UML提供了分析师，设计师和程序员之间在软件设计时的通用语言.UML被应用到面向对象的问题的解决上.想要学习UML必须熟悉面向对象解决问题的根本原则――都是从模型的建造开始的.一个模型model就是根本问题的抽象.域domain就是问题所处的真实世界.模型是由对象objects组成的，它们之间通过相互发送消息messages来相互作用的.记住把一个对象想象成“活着的”.对象有他们知道的事（属性attributes）和他们可以做的事（行为或操作behaviors or operations）.对象的属性的值决定了它的状态state.类Classes是对象的“蓝图”.一个类在一个单独的实体中封装了属性（数据）和行为（方法或函数）.对象是类的实例instances.用例图用例图Use case diagrams描述了作为一个外部的观察者的视角对系统的印象.强调这个系统是什么而不是这个系统怎么工作.用例图与情节紧紧相关的.情节scenario是指当某个人与系统进行互动时发生的情况.下面是一个医院门诊部的情节.“一个病人打电话给门诊部预约一年一次的身体检查.接待员找出在预约记录本上找出最近的没有预约过的时间，并记上那个时间的预约记录.”用例Use case是为了完成一个工作或者达到一个目的的一系列情节的总和.角色actor是发动与这个工作有关的事件的人或者事情.角色简单的扮演着人或者对象的作用.下面的图是一个门诊部Make Appointment用例.角色是病人.角色与用例的联系是通讯联系communication association（或简称通讯communication）标准文档角色是人状的图标，用例是一个椭圆，通讯是连接角色和用例的线.一个用例图是角色，用例，和它们之间的联系的集合.我们已经把Make Appointment作为一个含有四个角色和四个用例的图的一部分.注意一个单独的用例可以有多个角色.用例图在三个领域很有作用.决定特征（需求）.当系统已经分析好并且设计成型时，新的用例产生新的需求标准文档∙客户通讯.使用用例图很容易表示开发者与客户之间的联系.∙产生测试用例.一个用例的情节可能产生这些情节的一批测试用例.类图类图Class diagram通过显示出系统的类以及这些类之间的关系来表示系统.类图是静态的－它们显示出什么可以产生影响但不会告诉你什么时候产生影响.下面是一个顾客从零售商处预定商品的模型的类图.中心的类是Order.连接它的是购买货物的Customer和Payment.Payment有三种形式：Cash，Check，或者Credit.订单包括OrderDetails（line item），每个这种类都连着Item.标准文档UML类的符号是一个被划分成三块的方框：类名，属性，和操作.抽象类的名字，像Payment是斜体的.类之间的关系是连接线.类图有三种关系.关联association－表示两种类的实例间的关系.如果一个类的实例必须要用另一个类的实例才能完成工作时就要用关联.在图中，关联用两个类之间的连线表示.标准文档标准文档为了简单地表示出复杂的类图，可以把类组合成包packages.一个包是UML上有逻辑关系的元件的集合.下面这个图是是一个把类组合成包的一个商业模型.dependencies关系.如果另一个的包B改变可能会导致一个包A改变，则包A依赖包B.包是用一个在上方带有小标签的矩形表示的.包名写在标签上或者在矩形里面.点化线箭头表示依赖对象图Object diagrams用来表示类的实例.他们在解释复杂关系的细小问题时（特别是递归关系时）很有用.这个类图示一个大学的Department可以包括其他很多的Departments.标准文档这个对象图示上面类图的实例.用了很多具体的例子.UML中实例名带有下划线.只要意思清楚，类或实例名可以在对象图中被省略.标准文档每个类图的矩形对应了一个单独的实例.实例名称中所强调的UML图表.类或实例的名称可能是省略对象图表只要图的意义仍然是明确的.顺序图类图和对象图是静态模型的视图.交互图是动态的.他们描述了对象间的交互作用.顺序图将交互关系表示为一个二维图.纵向是时间轴，时间沿竖线向下延伸.横向轴代表了在协作中各独立对象的类元角色.类元角色用生命线表示.当对象存在时，角色用一条虚线表示，当对象的过程处于激活状态时，生命线是一个双道线.消息用从一个对象的生命线到另一个对象生命线的箭头表示.箭头以时间顺序在图中从上到下排列.标准文档协作图协作图也是互动的图表.他们像序列图一样也传递相同的信息，但他们不关心什么时候消息被传递，只关心对象的角色.在序列图中，对象的角色放在上面而消息则是连接线.标准文档对象角色矩形上标有类或对象名（或者都有）.类名前面有个冒号（：）.协作图的每个消息都有一个序列号.顶层消息的数字是1.同一个等级的消息（也就是同一个调用中的消息）有同样的数字前缀，再根据他们出现的顺序增加一个后缀1，2等等.状态图对象拥有行为和状态.对象的状态是由对象当前的行动和条件决定的.状态图statechart diagram显示出了对象可能的状态以及由状态改变而导致的转移.标准文档我们的模型例图建立了一个银行的在线登录系统.登录过程包括输入合法的密码和个人账号，再提交给系统验证信息.登录系统可以被划分为四种不重叠的状态：Getting SSN, Getting PIN, Validating, 以及 Rejecting.每个状态都有一套完整的转移transitions来决定状态的顺序.标准文档状态是用圆角矩形来表示的.转移则是使用带箭头的连线表示.触发转移的事件或者条件写在箭头的旁边.我们的图上有两个自转移.一个是在Getting SSN，另一个则在上Getting PIN.初始状态（黑色圆圈）是开始动作的虚拟开始.结束状态也是动作的虚拟结束.事件或条件触发动作时用（/动作）表示.当进入Validating状态时，对象并不等外部事件触发转移.取而代之，它产生一个动作.动作的结果决定了下一步的状态.活动图活动图activity diagram是一个很特别的流程图.活动图和状态图之间是有关系的.状态图把焦点集中在过程中的对象身上，而活动图则集中在一个单独过程动作流程.活动图告诉了我们活动之间的依赖关系.对我们的例子来说，我们使用如下的过程.“通过ATM来取钱.”这个活动有三个类Customer, ATM和 Bank.整个过程从黑色圆圈开始到黑白的同心圆结束.活动用圆角矩形表示.标准文档标准文档标准文档。

目录1.类图和对象图的概念2.类图的组成3.使用Rose创建类图4.对象图5.使用Rose创建类图案例分析类图和对象图详解对于类图和对象图来说我们需要了解的是类图和对象图的概念，类图的组成，使用Rose创建类图和对象图。

当然最重要的是如何使用Rose创建类图案例分析。

具体的创建通过选课管理系统的简单用例说明创建类图和对象图的方法和具体的过程。

下面是我对类图和对象图学习过程的一个整理，一些资料是直接拿过来直接用的。

希望能对你的学习有一点点的帮助吧。

类图和对象图的概念1. 类的含义类图（Class diagram）显示了系统的静态结构，而系统的静态结构构成了系统的概念基础。

类图，就是用于对系统中的各种概念进行建模，并描绘出它们之间关系的图。

在大多数的 UML 模型中，我们可以将这些概念的类型概括为以下四种，分别是：(1) 类(2) 接口(3) 数据类型(4) 构件在类图中，具体来讲它一共包含了以下几种模型元素，分别是：类、接口、依赖关系、泛化关系、关联关系以及实现关系。

类图可以创建约束、注释和包等。

2. 对象图的含义对象图中包含对象（Object）和链（Link）。

其中对象是类的特定实例，链是类之间关系的实例，表示对象之间的特定关系。

3. 类图在项目开发中的作用类图的作用是对系统的静态视图进行建模。

当对系统的静态视图进行建模时，通常是以以下三种方式来使用类图。

(1)为系统的词汇建模。

(2)模型化简单的协作。

(3)模型化逻辑数据库模式。

在设计数据库时，通常将数据库模式看作为数据库概念设计的蓝图，在很多领域中，都需要在关系数据库或面向数据库中存储永久信息。

系统分析者可以使用类图来对这些数据库进行模式建模。

4. 对象图在项目开发中的作用对象图作为系统在某一时刻的快照，是类图中的各个类在某一个时间点上的实例及其关系的静态写照，可以通过以下几个方面来说明它的作用：(1)说明复杂的数据结构。

对于复杂的数据结构，有时候很难对其进行抽象成类表达之间的交互关系。

UML类图画法全程解析本节向⼤家介绍⼀下UML类图画法，主要包括UML类图元素和关系画法，希望通过本⽂的介绍，你对UML类图画法有⼀定的认识。

软件设计起步：UML类图画法学习设计模式，画UML类图是基础，通过UML类图，能更好地和⼤家交流，也能很容易就表达出⾃⼰的设计想法，它就好⽐普通话，是⼀种标准语⾔。

现在流⾏的主要⼯具有两种：RationalRose和MicrosoftVisio，这两种⼯具都⽐较易⽤，选择哪种⼯具就看个⼈的喜好了。

本⼈对Microsoft 的软件⽐较有好感，所以⾃然MicrosoftVisio2003是我的⾸选。

UML类图常⽤元素。

类：类是⼀种复杂的数据类型，它是将不同类型的数据和与这些数据相关的操作封装在⼀起的集合体。

CPerson是⼀个抽象类，它是不能被实例化的，⽽CFamily可以被实例化。

接⼝：接⼝是被调⽤者调⽤的⼀组操作⽅法。

其实CPerson也可以作为接⼝。

UML类图中常见的⼏种关系。

泛化（Generalization）：⼀句话，就是继承的表⽰。

是is-a的关系。

依赖（Dependency）:UML类图画法中依赖是⼀种使⽤关系，它说明⼀个事物规范的变化可能影响到使⽤它的另⼀个事务，但反之则不然。

依赖关系的表⽰法是虚线箭头，箭头尾部的元素依赖箭头头部的元素，是use-a的关系。

关联（Association）：⽤于描述类与类之间的连接，是has-a的关系。

聚合（Aggregation）：聚合是关联的特例。

如果类与类之间的关系具有“整体和局部”的特点，则把这样的关联称为聚合。

它往往有“包含”，“由……组成”的意思。

我这⾥举的都是平时UML类图画法常⽤的⼏种情况，当然UML还有很多知识我没有了解，⽐如关联就有许多种。

本节向⼤家介绍⼀下UML类图符号，只有掌握了UML符号的意义，你才能很好的使⽤，本节从⼋个⽅⾯向⼤家介绍UML类图符号，希望通过本节的学习你对UML类图符号有初步的认识。

1.用例图：用例图是从用户的观点描述系统的功能，它由一组用例、参与者以及他们之间的关系组成他将系统的一个功能描述成一系列事件，这些事件最终对参与者产生有价值的可观测结果参与者（Actor）：代表与系统交互的外部实体用例（Use-Case）：表示系统能提供的功能，如：登录，查询等关联关系：当参与者与用列进行交互时，用例与参与者之间有关联关系，用一条直线表示这种关系参与者之间可能存在泛化关系，类似的参与者可以用泛化关系组成一般与特殊的层析结构如：经理初次之外，用例之间还存在一定的关系，具体包括包含（include）、扩展（extend）、泛化（Generalization）等3种关系（1）包含关系一个复杂系统中，不同用例之间可能存在一些相同的行为，这时可将这些相同的行为提取出来单独组成一个用例。

当其他用例使用该用例时，用例之间便形成了包含关系包含关系用带关键字<<include>>的虚线来表示，虚线指向被包含的用例注册新用户（2）扩展关系在用例的执行过程中，可能会出现异常行为，也可能在不同的流程分支中选择执行，这时可将异常行为或可选分支抽象成一个单独的扩展用例，它与主用例之间形成扩展关系扩展关系用带关键字<<extend>>的虚线表示，箭头指向被扩展的用例注册（3）泛化关系与参与者之间的泛化关系一样，用例之间的泛化关系是描述用例之间一般与特殊关系的，不同的子用例代表了父用例的不同实现方法。

密码找回2.类图类图描述系统的静态结构，表示系统中的类、类与类之间的关系以及类的属性和操作类用一个矩形方框表示，方框被分成3部分，最上面显示类名，中间部分显示类的属性，最下面显示类的操作类之间的关系包括关联、聚合、泛化、依赖等类型关联（Association）是一种结构定义，表达模型元素间的一种语义联系，它是对具有共同的结构特性、行为特性、关系和语义链的描述，使用一条连接在两个类之间的实线表示，关系的每一端用数字表示关系的重数。

2.设计模式常⽤的UML图分析（⽤例图、类图与时序图）1-⽤例图概述1. 展现了⼀组⽤例、参与者以及他们之间的关系。

2. ⽤例图从⽤户⾓度描述系统的静态使⽤情况，⽤于建⽴需求模型。

⽤例特征保证⽤例能够正确捕捉功能性需求，判断⽤例是否准确的依据。

1. ⽤例是动宾短语2. ⽤例是相互独⽴的3. ⽤例是由⽤户参与者启动的4. ⽤例要有可观测的执⾏结果5. ⼀个⽤例是⼀个单元参与者 ActorUML中，参与者使⽤⼀个⼩⼈表⽰:1. 参与者为系统外部与系统直接交互的⼈或事务，于系统外部与系统发⽣交互作⽤2. 参与者是⾓⾊⽽不是具体的⼈3. 代表参与者在与系统打交道时所扮演的⾓⾊4. 系统实际运作中，⼀个实际⽤户可能对应系统的多个参与者。

不同⾓⾊也可以只对应⼀个参与者，从⽽代表同⼀参与者的不通实例⽤例 Use Case系统外部可见的⼀个系统功能单元。

系统的功能由系统单元所提供，并通过⼀系列系统单元与⼀个或多个参与者之间交换的消息所表达。

系统单元⽤椭圆表⽰，椭圆中的⽂字简述系统功能:关系 Relationship常见关系类型有关联、泛化、包含和扩展关联 Association表⽰参与者与⽤例之间的通信，任何⼀⽅都可发送或接受消息。

箭头指向：指向消息接收⽅：⼦系统 SubSystem⽤来展⽰系统的⼀部分功能(紧密联系)泛化 Inheritance继承关系，⼦⽤例和⽗⽤例相似，但表现出更特别的⾏为；⼦⽤例将继承⽗⽤例的所有结构、⾏为和关系。

⼦⽤例可以使⽤⽗⽤例的⼀段⾏为，也可以重载它。

⽗⽤例通常是抽象。

箭头指向：指向⽗⽤例2-类图描述系统中的类，以及各个类之间的关系的静态试图。

表⽰类、接⼝以及它们之间的协作关系，⽤于程序设计阶段。

注意:1. 抽象类或抽象⽅法⽤斜体表⽰2. 如果是接⼝，则在类名上⽅加 <<Interface>>3. 字段和⽅法返回值的数据类型⾮必需4. 静态类或静态⽅法加下划线类图实例:类图中的事务及解释如图，类图从上到下分为三部分,分别为类名、属性和操作1. 属性:如果有属性，则每⼀个属性都必须有⼀个名字，另外还可以有其它的描述信息，如可见性、数据类型、缺省值等2. 操作:如果有操作，则每⼀个操作也都有⼀个名字，其它可选的信息包括可见性、参数的名字、参数类型、参数缺省值和操作的返回值的类型等类图中的六种关系1.实现关系 implements (类实现接⼝)⽤空⼼三⾓虚线表⽰2.泛化关系 extends (表⽰⼀般与特殊的关系) is-a⽤空⼼三⾓实线表⽰3.组合关系 (整体与部分的关系) contains-a实⼼菱形实现表⽰eg.有头类、⾝体类与⼈类类三个类，则⼈类类中应包含头类及⾝体类这两个属性，则⼈类类与头类和⾝体的关系即为组合关系。