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uml和模式01

Posted on 2016-09-28 15:00 雪庭 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏

 

 

uml和模式01

1 UML

模型语言(Modeling Language 检查ML)是一种设计语言,人们藉由设计语言来创造产品。 模型语言是人们用来设计系统模型(Model)的语言,其设计品是系统的模型,也就是产品的 蓝图。

其实最早提出模式语言的是在建筑界,建筑师Christopher Alexander在20世纪70年代就已 提出模式语言的概念,模式语言含有建筑师和居住人共同的表达方式,因此建筑师和居住人 之间能相互了解和沟通,也能让居住者了解建筑师的创意。举个例子,音乐家设计的乐谱, 也是一种模型。

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软件系统方面的模型语言UML,用于软件设计师创造软件系统的蓝图,在创造过程中设计师 将他的心意、情感和经验融入模型中,程序员藉由UML和设计师沟通、心灵交汇,体会和理 解模型表达出来的内容,然后用擅长的程序语言表达成为真实的软件,同时由于各个程序员 理解和水平关系,根据同一个uml蓝图设计编写的软件质量会有很大的差别。

UML应用于软件需求分析时,其学习门槛将会大大降低!语法复杂度会降低,用户不需要掌握 软件开发的知识,只要清楚产品需求,认真学习和应用UML,就可以和设计师通过UML在需求 分析阶段达成共识。

我们在用乐谱作为例子,音乐家使用音乐模型语言(乐谱),表达他的心意、情感和经验,演 奏者通过音乐模型语言(乐谱)和音乐家沟通、心灵交汇,体会和理解模型表达出来的内容, 然后用擅长的乐器演奏出音乐。同时由于各个演奏者理解和水平关系,根据同一个乐谱演奏 偶的音乐水平会有很大的差别。

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UML有很多种图,大体可以分为两类,涉及到需求分析的是用例图,类图是最常用的UML图, 后面我们会重点描述。

结构型的图(Structure Diagram)
类图(Class Diagram)
对象图(Object Diagram)
构件图(Component Diagram)
部署图(Deployment Diagram)
包图(Package Diagram)

行为型的图(Behavior Diagram)
活动图(Activity Diagram)
状态机图(State Machine Diagram)
顺序图(Sequence Diagram)
通信图(Communication Diagram)
用例图(Use Case Diagram)
时序图(Timing Diagram)

2 用例图

用例图(Use Case Diagram)表达了系统提供给用户那些服务,这些是用户看得见的或感觉得 到的,而且是用户觉得有意义的、需要的功能,这些是系统需求的核心部分,所以是UML想 要表达的重点所在。

简而言之,用例在系统的众多功能当中,属于直接提供用户服务的部分,例如水利云系统, 它具有"新建项目"、"项目缓存"、"项目编辑"、"文件转换"、"要素输出"、"数据读取"、" 文件上传"、"权限控制"、"地图显示"等等,其中只有一小部分是用户能看到、感觉到的, 又觉得有意义的服务,就是用例,而系统的其他功能就不称为用例。就如黑客帝国第二集里 先知所说:"你看看那些鸟,有程序在控制它们,还有风、树、日出、日落何有程序在负责它 们,着些程序你看不到,但是却起关键作用。",这些程序占了系统的大部分,但是都不是 用例,它们属于质量需求,对支持用例起了关键作用。

但是系统最终的目的是用例,给用户提供有价值的服务,所以UML用例图就特别凸显系统受 益面的功能,所以期待在系统创建就能确保系统切中用户的需求;就如盖房子,在初期就要 和用户明确房子的规格、面积、外观、结构细节,如果房子改到一般,在做修改,这时房子 已将固化,很难再做改动了,只有推到重改;软件也是一样,在初期非常灵活,开发开始后, 就会逐渐固化,修改成本加大,所以在初期用例分析非常重要。

UML用例图用于表达用户观点下的系统功能需求,着重于系统的行为需求,描述系统如何 (How)服务用户,包括系统与用户交互及对话的流程,确保用户体验。

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Use Case描述能更清楚的表达出系统的行为需求,每个用例皆表达了系统行为的需求的一部 分,在用例图中表示了用例的外观行为,在用例描述里应详细描述用户使用系统的流程,例 如[注册用户]用例描述:

                        UC:注册用户
        用户行为                       系统响应
       ------------                   ------------
1.     输入登陆名         1.1 判断合法性,只能使用数字、字母,长度大于2小于16
                        1.2 如果登陆名已注册,给出提示
2.     输入用户名         判断合法性,长度大于2小于16
3.     输入密码           判断合法性,不能使用中文,长度大于6小于20
4.     输入手机号         判断合法性,不能使用数字,必须以13或15开头,长度11位
5.     发送验证码         5.1 如果手机号空,不可发送验证码
                        5.2 如果手机号已注册,给出提示
6.       注册             6.1 如果有合法性错误,不可点击注册
                        6.2 如果没有勾选《青清水利网站服务协议》,不可点击注册
                        6.3 如果验证码输入错误,给出提示
                        6.4 如果验证码超时,给出提示

3 用例和类的关系

你必须仔细分辨用例(Use Case)、对象(Object)与系统(System)的不同,以及它们的相关性, 用例是描述系统的服务项,用例是系统的一个观点(View),是用户(User)内心对系统的期待, 所以UML用例图表达了用户心中期待系统给予的服务,也就是用户对系统的需求,输入系统 外观,在用户眼中,系统就像是青蛙眼中的池塘,用例就是青蛙眼中的荷叶,青蛙眼中的各 片荷叶之间没有相连,也不关心各个荷叶在水下是如何连接在一起的,至于架构师和设计师 则要关心水面下的根茎如何支撑水面的荷叶,水面下的许多子系统或对象,用于支持水面的 各片荷叶,不同的用例可要求同一个对象提供服务,一个用例可要求多个对象提供服务,用 例和对象之间是多对对关系。

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类是面向对象的思维,人们心中都有对象概念,并且系统就是一群具有智慧、善于传递信息 的对象组成的,用户心中的对象,是架构师心中的对象,亦是程序员心中的对象,容易达成 心心相印的境界,赋予对象人性,是面向对象的重要步骤,社会是由一群有智慧、能沟通且 互助合作的个人组成,软件则由一群有智慧、善于传递信息的对象组成,这就是对象的人格 化。每个对象都有自己的职责,就是对象的方法了,面向对象关键是划分合适的对象,给每 个对象分配合适的职责,然后由这些活生生的对象互助合作完成任务。

4 类图

这里简单介绍一下关系,类有继承、实现、依赖、关联、聚合、组合几种关系,简单介绍一 下:

[继承]指的是一个类(称为子类、子接口)继承另外的一个类(称为父类、父接口)的功能,类似于人类的父
      亲和儿子的关系
[依赖]可以简单的理解,就是一个类A使用到了另一个类B,而这种使用关系是具有偶然性的、临时性的、
      非常弱的,但是B类的变化会影响到A,比如某人要过河,需要借用一条船,此时人与船之间的关系
      就是依赖
[关联]体现的是两个类、或者类与接口之间语义级别的一种强依赖关系,比如我和我的朋友;这种关系比
      依赖更强、不存在依赖关系的偶然性、关系也不是临时性的,一般是长期性的,而且双方的关系一
      般是平等的、关联可以是单向、双向的
[聚合]是关联关系的一种特例,他体现的是整体与部分、拥有的关系,即has-a的关系,此时整体与部分之
      间是可分离的,他们可以具有各自的生命周期,部分可以属于多个整体对象,也可以为多个整体对象
      共享;比如计算机与CPU、公司与员工的关系等
[组合]也是关联关系的一种特例,他体现的是一种contains-a的关系,这种关系比聚合更强,也称为强聚合;
      他同样体现整体与部分间的关系,但此时整体与部分是不可分的,整体的生命周期结束也就意味着部分
      的生命周期结束;比如你和你的大脑

说到类关系,就要说说设计模式了,软件是人类心灵和智慧在虚拟空间的投射,软件的性能 就是人类能力的扩展,它的活动就是人类心智活动的反映,然而,人类的软件却是问题多多, 面对变化的需求,软件往往过于僵硬,过于脆弱,不易复用,难以维护,而软件设计中出现 的问题,其实就是人类自身技术、能力、心智的不足,提高软件能力的办法,其中最重要的 就方法就是设计模式,就是类与类之间特定的关系组合,用于解决特定问题。

举个例子:策略模式:策略模式针对一组算法,将每一个算法封装到具有共同接口的独立的 类中,从而使得它们可以相互替换。策略模式使得算法可以在不影响到客户端的情况下发生 变化。策略模式把行为和环境分开。环境类负责维持和查询行为类,各种算法在具体的策略 类中提供。由于算法和环境独立开来,算法的增减,修改都不会影响到环境和客户端。

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一个围棋下的好的人知道,好的"形"对围棋非常重要,形是棋子在棋盘上的几何形状的抽象 化,形就是模式,也是人脑把握和认识外界的关键,软件比起围棋更加复杂,所以形(模式) 更加重要。我们都知道风水,强调的是建筑和环境的相互作用,认为建筑物与其环境是一个 和谐的整体,这个整体会给居住在其中的人带来特定的体验,对于一个软件设计师来说,模 式就是软件的风水,所以研究设计模式非常重要,研究类关系非常重要。

Created: 2016-09-28 周三 15:10

Emacs 25.1.1 (Org mode 8.2.10)

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