UML类图详解

这是关于统一建模语言、即UML 里采用的基本图的文章。在这篇文章中，我将会讨论结构图，这是已经在 UML 2 中提出的一种新图种类。由于本系列文章的目的是使人们了解记号元素及它们的含意，该文主要关注类图。你很快就会知道这样做的理由。随后的文章将会覆盖结构范畴中包含的其它图。

　　我也想提醒读者，这一系列文章是关于 UML 记号元素的，所以这些文章并不意味着为建模的最好方式提供指导方针，或是该如何决定哪些内容应该首先被建模。相反的，该文及本系列文章的目的主要是帮助大家对于记号元素 -- 语法和含义有一个基本的理解。借由这些知识，你应该可以阅读图，并使用正确的记号元素创建你自己的图。

　　这篇文章假定你对面向对象的设计已经有了基本的理解。你们当中如果有人需要一些面向对象概念的帮助，那么可以访问http://java.sun.com/docs/books/tutorial/java/concepts/，来获得Sun公司关于面向对象编程的简短指导。阅读 “什么是类?”和 什么是继承?” 章节，将提供给你足够的理解，并对该文的阅读会有所帮助。另外，David Taylor的书《 Object-Oriented Technologies: A Manager's Guide》提供了面向对象设计的优秀，高水平的说明，而无需对计算机编程有高深的理解。

　　UML 2 中的阴和阳

　　在 UML 2 中有二种基本的图范畴：结构图和行为图。每个 UML 图都属于这二个图范畴。结构图的目的是显示建模系统的静态结构。它们包括类，组件和(或)对象图。另一方面，行为图显示系统中的对象的动态行为，包括如对象的方法，协作和活动之类的内容。行为图的实例是活动图，用例图和序列图。

　　大体上的结构图

　　如同我所说的，结构图显示建模系统的静态结构。关注系统的元件，无需考虑时间。在系统内，静态结构通过显示类型和它们的实例进行传播。除了显示系统类型和它们的实例，结构图至少也显示了这些元素间的一些关系，可能的话，甚至也显示它们的内部结构。

　　贯穿整个软件生命周期，结构图对于各种团队成员都是有用的。一般而言，这些图支持设计验证，和个体与团队间的设计交流。举例来说，业务分析师可以使用类或对象图，来为当前的资产和资源建模，例如分类账，产品或地理层次。架构师可以使用组件和部署图，来测试/确认他们的设计是否充分。开发者可以使用类图，来设计并为系统的代码(或即将成为代码的)类写文档。

　　特殊的类图

　　UML 2 把结构图看成一个分类;这里并不存在称为“结构图”的图。然而，类图提供结构图类型的一个主要实例，并为我们提供一组记号元素的初始集，供所有其它结构图使用。由于类图是如此基本，本文的剩余部分将会把重点集中在类图记号集。在本文的结尾，你将对于如何画UML 2类图有所了解，而且对于理解在后面文章中将涉及的其他结构图有一个稳固的基础。

　　基础

　　如先前所提到的，类图的目的是显示建模系统的类型。在大多数的 UML 模型中这些类型包括：

• 类
• 接口
• 数据类型
• 组件

　　UML 为这些类型起了一个特别的名字：“分类器”。通常地，你可以把分类器当做类，但在技术上，分类器是更为普遍的术语，它还是引用上面的其它三种类型为好。

　　类名

　　类的 UML 表示是一个长方形，垂直地分为三个区，如图 1 所示。顶部区域显示类的名字。中间的区域列出类的属性。底部的区域列出类的操作。当在一个类图上画一个类元素时，你必须要有顶端的区域，下面的二个区域是可选择的(当图描述仅仅用于显示分类器间关系的高层细节时，下面的两个区域是不必要的)。图 1 显示一个航线班机如何作为 UML 类建模。正如我们所能见到的，名字是 Flight，我们可以在中间区域看到Flight类的3个属性：flightNumber，departureTime 和 flightDuration。在底部区域中我们可以看到Flight类有两个操作：delayFlight 和 getArrivalTime。

　　

　　图 1: Flight类的类图

　　类属性列表

　　类的属性节(中部区域)在分隔线上列出每一个类的属性。属性节是可选择的，要是一用它，就包含类的列表显示的每个属性。该线用如下格式：

　　name : attribute type

　　flightNumber : Integer

　　继续我们的Flight类的例子，我们可以使用属性类型信息来描述类的属性，如表 1 所示。

　　表 1：具有关联类型的Flight类的属性名字

　　

属性名称	属性类型
flightNumber	Integer
departureTime	Date
flightDuration	Minutes

　　在业务类图中，属性类型通常与单位相符，这对于图的可能读者是有意义的(例如，分钟，美元，等等)。然而，用于生成代码的类图，要求类的属性类型必须限制在由程序语言提供的类型之中，或包含于在系统中实现的、模型的类型之中。

　　在类图上显示具有默认值的特定属性，有时是有用的(例如，在银行账户应用程序中，一个新的银行账户会以零为初始值)。UML 规范允许在属性列表节中，通过使用如下的记号作为默认值的标识：

　　name : attribute type = default value

　　举例来说：

　　balance : Dollars = 0

　　显示属性默认值是可选择的;图 2 显示一个银行账户类具有一个名为 balance的类型，它的默认值为0。

　　

　　图 2：显示默认为0美元的balance属性值的银行账户类图。