UML图表指南

系统越复杂，就越需要可视化地表示它。物理绘制组件的过程使它更清楚什么是有效的，什么是无效的，以及哪里有改进的机会。并且使用通用语言，如UML图，可以帮助团队在这些问题上协作。

本指南将向您介绍统一的建模语言和代表它的图表。无论如何，您和您的团队都可以使用UML图表。

本指南适用于:

任何对复杂系统形象化感兴趣的人，
系统架构师，软件工程师和软件开发人员寻找UML图表的介绍，以及
人们希望温习UML的基础知识并更新UML 2.5。

我们把它分成了三个部分。

概要

什么是建模?

建模是一种可视化软件应用程序设计的方法，并在团队开始编码之前根据需求对其进行检查。

就像建筑师在开始建造摩天大楼之前创建蓝图一样，开发人员可以在开始编码之前使用建模图来巩固和测试他们将要创建的内容。

映射计划是任何项目的第一步，建模是任何软件项目的重要组成部分，小或大。对于运行良好的应用程序，必须要归属以实现可扩展性，安全性和执行。

使用统一建模语言(Unified Modeling Language, UML)图，您可以在代码实现使执行更改变得困难和昂贵之前可视化和验证软件系统的设计。

什么是UML?

根据范围的最新版本UML 2.5的规范文档，“UML的目标是为系统架构师、软件工程师和软件开发人员提供分析、设计和实现基于软件的系统的工具，以及为业务和类似过程建模的工具。”

UML本身不是一种编程语言，尽管有一些工具可以使用UML图生成代码。UML是一种用于设计系统的建模语言。它是通过结合几个面向对象的符号来创建的——面向对象设计(即Booch)、对象建模技术(OMT)和面向对象软件工程(OOSE)——这使得它很自然地适合于此面向对象语言和C ++，Java和C＃等环境;但是，您还可以使用它来模拟福特兰语，vb或cobol等语言的非OO应用程序。

因为UML建立了一个标准的语义和语法结构，所以您可以使用它来建模几乎任何类型的应用程序，而不管您的硬件、操作系统、编程语言或网络。UML允许您在编码之前从结构和行为上指定、可视化和文档化软件系统模型。

UML的历史

UML是由Grady Booch，Ivar Jacobson和James Rumbaugh（AKA'三个Amigos'）开发的。通过集成三个前导面向对象的方法来创建UML的初始版本 - 即Booch,OMT，和灰尘分别由UML的创建者开发的。它还结合了建模语言设计、面向对象编程和体系结构描述语言的最佳实践。他们努力的结果导致了UML 0.9和0.91的发布。

1996年，三个Amigos带领一个名为UML合作伙伴的联盟来完成UML规范。合作伙伴关系包括一些重要的个人和组织，包括惠普，DEC，IBM和微软。由此产生的UML 1.1向对象管理组提出（我的天啊）对于1997年11月的标准化和通过.Momg以来已经管理了这门语言。

在一个更大的联盟的帮助下，UML 2.0在2005年被引入，并作为国际标准化组织(ISO)。在发布了多个版本之后，当前的UML 2.5版本作为“过程中”版本于2012年10月发布，并于2015年6月正式发布。

你可以在这里下载完整的UML 2.5文档。

UML的好处

在构建软件之前对软件进行建模为团队提供了许多好处。首先，它有助于建立团队活动的逻辑秩序。了解需要开发的工件有助于定义团队需要完成的任务。建模可以帮助您的团队建立监视和度量项目产品和活动的标准。

虽然有些人可能担心使用UML图可以将它们锁定到软件开发的瀑布风格中，但这并不一定是真的。可以在各种开发阶段创建和使用UML图，并且可以连续更新并迭代。

其他主要好处包括:

减少冗余。图使得程序员更容易看到冗余代码并重用已经存在的代码部分，而不是重写那些函数。
简化的变化。在开始时对图进行更改要比稍后重新编程容易得多。它为你的团队节省了宝贵的时间和金钱。
澄清模棱两可。您只能与设计文档到目前为止。从长远来看，您需要它才能与新的或远方的开发人员兑现，不熟悉产品历史。

为什么UML ?

UML是最广泛使用和理解的建模语言。迄今为止，UML是今天使用的最受欢迎的建模语言。这种愚蠢本身就是一个好处，因为大多数开发人员，无论他们的专业或工作历史如何，都将熟悉至少一些UML图表。并且因为任何类型的程序员都应该理解，他们不需要阅读某种编程语言的能力。

三个最流行的UML图表将涵盖大部分建模需求。尽管有14种不同类型的UML图用于建模应用程序，但在实践中，开发人员只使用少数几种来记录他们的软件系统。您将看到和使用的最常见的UML图是类图、序列图和用例图。这意味着知道如何创建和阅读这种语言的20%就足以满足你的大多数项目。

UML图的类型

在UML 2.5中，现在有14个官方认可的UML图，它们被分为两种主要类型:

1。结构图显示系统的静态部分如何相互关联。每个元素代表一个特定的概念，可能包括抽象的、真实的和实现的因素。

2。行为图显示系统中所有对象的动态行为，包括随着时间的推移对系统的更改。互动图可以看作是行为图的子集。

UML 2.5图

结构图

在UML 2.5中有七个结构图:

类图将系统的结构显示为与其特性、约束和关系相关的类和接口。乐动体育赞助西班牙人
组件图s显示组件和它们之间的依赖关系。
复合结构图显示一个分类器的内部结构和该结构使协作行为成为可能。
部署图显示系统的各种硬件和部署在上面的软件。
对象图显示特定时间结构的真实示例。
包图显示包以及这些包之间的依赖关系。
概要图显示自定义刻板印象，标记值和约束。

行为图

还有7个行为图，其中后4个属于交互图子集:

活动图显示系统中组件的业务或操作工作流。
用例图展示功能性如何在特定的演员下。
状态机图显示系统的状态和状态转换。
通信图*按照顺序的消息显示对象之间的交互。
交互概览图*显示使用表示交互或交互使用的节点的控制流程概述。
序列图*显示对象通信的方式和消息序列。
时序图*显示给定时间范围内系统的时间限制。

*交互图

UML词汇表和条款

在开始之前，了解一些将在本指南中使用的术语将会很有帮助。

（来源：Lucid图表&视觉范式)

抽象类- 一个永远不会实例化的课程，也不会存在。
抽象语法合规-用户可以在不同的工具之间移动模型，即使他们使用不同的符号
活动-活动图中的步骤或操作，表示系统或参与者的操作。
活动图-显示流程及其相关决策的流程图，包括算法或业务流程。
演员—系统中发起事件的对象或人员。
聚合- 另一堂课的一部分。
工件- 描述设计过程中逐步输出的文档。描述是图形，文本或两者。
协会—模型中两个元素之间的连接。
关联类:向两个其他类之间的关联添加信息的类。
属性—对象引用其他对象或保存对象状态信息的特性。
基类-一个类，它定义了属性和操作，这些属性和操作通过泛化关系被子类继承。
分支-活动图中的决策点。多个转换从分支中出现，每个转换都带有一个保护条件。
类-一个类似对象的类别，所有描述由相同的属性和操作和所有赋值兼容。
类图—显示系统类和它们之间的关系。
分类器,具有属性和操作的UML元素。具体来说，就是角色、类和接口。
合作-通信图中两个对象之间的关系，表明消息可以在对象之间来回传递。
常见的仓库元模型（CWM） -用于在分布式异构环境中启用仓库工具，仓库平台和仓库元数据存储库之间仓库工具，仓库平台和仓库元数据存储库之间的仓库和商业智能元数据交换的标准界面
通信图—显示操作是如何完成的，同时强调对象的作用。
组件,系统中可部署的代码单元。
组件图-显示各种组件和接口之间关系的图表。
概念- 要包含在域模型中的名词或抽象的想法。
具体语法合规性 -用户可以继续在不同的工具中使用他们熟悉的符号
构建阶段—Rational统一过程的第三阶段，在此阶段中，功能的几个迭代被构建到正在构建的系统中。这是完成主要工作的地方。
核心在UML上下文中，核心通常指的是“核心包”，它是专门为高可重用性而设计的完整元模型
依赖,一种关系，表明一个分类器知道另一个分类器的属性和操作，但不直接连接到第二个分类器的任何实例。
部署图,显示各种处理器之间的关系的图。
域-宇宙中系统所涉及的部分。
精化阶段- 理性统一进程的第二阶段，允许额外的项目规划，包括建设阶段的迭代。
元素,出现在模型中的任何项。
封装—对象中的数据是私有的。
事件- - - - - -在状态图中，这表示导致系统采取操作或切换状态的信号、事件或输入。
最终状态,在状态图或活动图中，这表示图表完成的点。
叉 -活动图中多个并行控制线程开始的点。
概括- - - - - -继承关系，其中子类继承并添加到基类的属性和操作。
概括—一个类是另一个类(超类)的子类。一个空心箭头指向超类。
GoF-四人组设计模式
高内聚- 掌握评估模式，确保类不是太复杂，做不相关的函数。
成立阶段- 合理统一进程的第一阶段，涉及原始概念化和项目开始。
继承—子类继承父类(超类)的属性或特征。这些属性可以在子类中重写。
初始状态,在状态图或活动图中，这指示了图开始的点。
实例—类可以像模板一样创建对象。这个对象称为类的实例。可以创建该类的任意数量的实例。
接口-一个分类器，定义属性和操作，形成一个行为契约。提供程序类或组件可以选择实现接口(即实现其属性和操作)。客户端类或组件可能依赖于接口，从而使用提供程序，而不需要提供程序的真正类的任何细节。
迭代- 一个迷你项目部分，在此期间将一些小型功能添加到项目中。包括分析，设计和编码的开发循环。
加入—活动关系图中的一个点，其中多个并行控制线程同步并重新连接。
语言单位,由一系列紧密耦合的建模概念组成，这些概念向用户提供了根据特定范式或形式主义在研究中表示系统的方面
0级(10)UML基础结构的最低遵从级别——一个单一的语言单元，它为在最流行的面向对象编程语言中遇到的基于类的结构提供建模
低耦合-一个GRASP评估模式，衡量一个类对另一个类的依赖程度或与另一个类的连接程度。
成员—分类器中的属性或操作。
合并-活动图中不同控制路径汇集在一起的点。
消息- 从一个对象到另一个对象的请求询问接收消息以做某事的对象。这基本上是对接收对象中的方法的调用。
元对象设施（MOF）—OMG建模规范，它为OMG的MDA语言家族中的元模型定义提供了基础
元模型,定义用来形成模型的语言和过程
元模型结构(LM)- UML基础结构中的第二个遵从级别-一个额外的语言单元，用于构建诸如UML本身这样的元模型(使用CMOF)的更高级的基于类的结构。UML只有两个遵从级别
方法- 对象中的函数或过程。
模型-中心UML工件。由包在层次结构中排列的各种元素组成，元素之间也有关系。
模型驱动架构（MDA）-实现一组模型驱动技术规范的方法和计划
多重性- 显示在域模型中并在外部概念框中表示，它表示与其他对象的量级的对象数量关系。
适航性—连接的一端感知另一端。关系可以具有双向可导航性(两端感知另一端)或单向可导航性(一端感知另一端，反之亦然)。
符号-图形文档，用于创建分析和设计方法的规则。
请注意-添加到图表中的文字说明，以更详细地解释图表。
对象—对象:在活动图中，从活动中接收信息或向活动提供信息的对象。在协作图或序列图中，参与图中描述的场景的对象。一般情况下:给定分类器(参与者、类或接口)的一个实例或示例。
对象约束语言（OCL）—用于描述适用于统一建模语言的规则的声明性语言。OCL通过提供比自然语言更精确但比数学更容易掌握的术语和流程图符号来补充UML
对象管理组(OMG)-是一个非营利性的计算机行业规范联盟，其成员定义和维护UML规范
包—一组逻辑上应该被组合在一起的UML元素。
包图-一个类图，其中所有的元素都是包和依赖。
参数-一个行动的论据。
模式-用于确定交互对象职责分配的解决方案。它是对一个众所周知的常见问题的成功解决方案的名称。
多态性- 相同的消息，不同的方法。也用作模式。
私人—应用于属性或操作的可见性级别，表示只有包含该成员的Classifier的代码才能访问该成员。
处理器-在部署图中，这表示可以部署代码的计算机或其他可编程设备。
受保护的-应用于属性或操作的可见性级别，表示只有包含该成员的Classifier或其子类的代码才能访问该成员。
公共应用于“属性”或“操作”的“可见性”级别，指示任何代码都可以访问该成员。
阅读方向箭头—域模型中关系的方向。
实现- - - - - -指示组件或类提供给定的接口。
角色—用于域模型中，它是关于参与者角色的可选描述。
序列图,显示随时间随时间存在的对象存在的图表，随着时间的推移，这些对象之间传递的消息。
状态 -在状态图中，这表示系统或子系统的一个状态：它在时间的时间点以及其数据的值。
状态图-显示所有可能的对象状态的图表。
状态图,显示系统或子系统的状态、状态之间的转换以及导致转换的事件的图表。
静止的 -一个修饰符到属性，以指示分类器的所有实例之间只共享的属性的一个副本。一个修饰符到一个操作，指示操作独立地站立并且不在分类器的一个特定实例上运行。
刻板印象- - - - - -一个应用于Model元素的修饰符，它指示了一些不能在UML中正常表达的关于它的东西。从本质上讲，构造型允许您定义自己的UML“方言”。
子类,继承由子类通过泛化关系定义的属性和操作的类。
泳列 -活动图中的元素，指示系统或域的哪些部分执行特定的活动。泳道内的所有活动都是泳道所表示的对象、组件或参与者的责任。
时间限制-每次迭代都有特定目标的时间限制。
过渡 -在活动图中，表示从一个活动或分支或分支或叉子或叉或加入另一个活动的控制流程。在状态图中，表示从一个状态到另一个状态的变化。
过渡阶段- Rational Unified进程的最后阶段，用户在使用新系统培训的用户培训和系统可供用户使用。
UML-统一建模语言利用文本和图形文档，通过允许对象之间更紧密的关系来增强软件项目的分析和设计。
UML 1统一建模语言的第一个版本
统一建模语言(UML)- 一种用于指定，构造和记录系统伪影的视觉语言
用例-在用例图中，表示系统为响应参与者的某些请求而采取的操作。
用例图-一个显示参与者和用例之间关系的图表。
可见性,“属性”或“操作”的修饰符，指示对成员具有访问权限的代码。可见性级别包括公共、受保护和私有。
工作流程-一系列产生特定结果的活动。
XMI-基于xml的相应模型交换格式规范

如何创建UML图表

正如我们在前一节中提到的，尽管有14种不同类型的UML图，开发人员通常只使用少数几种来满足他们的大部分建模需求。在本节中，我们将讨论如何创建活动图、类图、序列图和用例图。

乐动娱乐城这些以及更多UML图类型的模板和形状是可以在Cacoo。

活动图

活动图就像它听起来那样——一个创建活动的可视化描述的图。活动图本身可以包含任何数量的信息，详细说明各种各样的操作。如果你能想到一个工作流，你可以把它画出来。

使用文字和符号，您可以绘制工作流，以包括需要完成的任务和操作的顺序、需要由谁来完成它们、哪些任务只能在其他人完成后才能完成、哪些任务是独立的，等等。

行动是由用户，系统或两者执行的任务。

连接器按顺序链接操作。

节点表示活动的开始或结束。它们还可以表示叉子或合并。

活动图

如何在Cacoo中创建活动图：

在CACOO编辑器中，转到模板并选择“活动图”模板。乐动娱乐城
使用圆形边矩形表示每个操作。
使用行来演示从一个动作到另一个动作的流程。
用圆圈表示活动的结束。
可选地，将操作安排到与执行操作的不同对象或业务角色对应的泳道中。
保存您的图。

类图

类图是结构化UML图的一部分，是创建应用程序的最基本构建工具。

它被广泛用于描述OOPs内容、更高效的应用程序设计和分析，以及作为部署和组件图的基础。

班级表示数据或对象类型。它们使用一个矩形图形进行可视化，类名作为顶部部分。

属性是类型的每个实例可以拥有的命名值。它们列在类名之下。

方法是类型可以执行的实例的功能。它们在下面列出了属性。

如何创建一个类图在Cacoo:

在Cacoo编辑器中，转到模板并选择类图模板。乐动娱乐城
添加所有类、属性和方法。
根据需要添加新类形状以适合您的数据。
使用线绘制类型之间的任何关联、继承或依赖关系。您的符号样式将决定这些行的样式。
保存您的图。

序列图

序列图和其他类型之间的差异是序列图更详细地描绘了动作。您可以轻松地看到它们是如何实现的，由谁在何种顺序中，需要事先完成，以及之后可以做些什么。

在更高的级别上，序列图可以考虑流程如何随时间向前移动，包括操作的顺序。因此，它也显示了多个行动之间的相互作用，时间的流逝和过去任务的完成推动了进程的前进。

班级表示数据或对象类型。它们是用一个矩形来可视化的。

生命线是表示随着时间的推移，表示参与者发生的事件序列的垂直线。该参与者可以是类，组件或演员的实例。

消息由对象之间的线表示。

序列Diagram_1 序列Diagram_2

如何创建一个序列图在Cacoo:

在Cacoo编辑器中，转到模板并选择序列图模板。乐动娱乐城
使用矩形框来指示类实例名称、类名称或对象。
使用垂直生命线以按时间顺序显示消息序列，使用水平元素在消息传递时显示对象实例。
绘制线条代表消息的发件人和接收者。使用Solid arrowheads符号化同步消息，打开异步消息的箭头，并为回调消息进行虚线。
保存您的图。

用例图

使用案例图有助于传达欠发达应用程序的最终结果。它在与客户端会面并创建功能的想法是非常有用的，让开发人员从那里落后。作为此图主要关注功能和最终结果，它显示了更多内容，而不是非常解释该应用程序如何执行这些单独的功能。

演员表示与您的应用程序或系统交互的用户、组织或外部系统。演员是一种类型。

用例表示一个或多个参与者在追求特定目标时所执行的动作。用例是一种类型。

协会指示参与者参与用例的位置。

用例Diagram_1 用例Diagram_2

如何在Cacoo中创建用例图:

在Cacoo编辑器中，转到Templates并选择用例乐动娱乐城图模板。
用简笔画(可以在Stencils > Software > UML下找到)或其他相关插图标记你的演员。
使用椭圆标记您的用例。
使用线来建模角色和用例之间的关系。
保存您的图。

UML中的面向对象概念

面向对象的概念化就是将现实世界中存在的对象转换为UML图中的流和过程。这就是开发人员在构建应用程序时每天所做的工作，他们将困难的概念或问题分解为图中可解决的问题。

UML关系

UML图中的关系似乎是不言自明的，在开始的时候，您可能很难理解这些关系。图中的关系是连接两个概念或参与者的东西。您在图中绘制的每一条线都表示您正在创建的关系。

这些关系包括:

协会-涵盖所有类型关系的总称
导演协会- 在特定方向上流动的关系，用箭头注释
反射性的协会—一个类有多个函数的关系
多重性-当类的基数在关系中被描述
聚合- 由于另一堂课的形成或分组构建了课程时，即从“狼”到“包”
作文-类似于Aggregation，一个新的类是根据之前的类形成的
继承/泛化—创建有父/子关系的类
实现描述两个职业间功能的关系

UML模乐动娱乐城板

虽然用Cacoo从头开始创建UML图很容易，但使用模板可以大大加快您的图绘制过程。乐动娱乐城

有许多不同类型的在Cacoo中选择UML乐动娱乐城图模板。只需打开编辑器，选择一个模板即可开始，然后开始将其自定义为流程。

如果您创建一个图表，您认为您要复制，保存为一个新的模板或模板。使用自定义模板和模板，您乐动娱乐城可以一次又一次地重新创建您最好的作品。

UML符号

Cacoo提供了一组UML符号，因此您不必担心重新创建它们。这不仅可以节省您的时间，还可以使您的图表看起来保持一致性，并防止它看起来过于混乱。

尽管进行了模糊，但符号的实际形式和大小可以很容易地编辑，拉伸，旋转等，以满足您的特定需求。

UML小抄

需要另一个来源来轻松记住，追踪或查找有关UML图表的一些信息或在何时使用什么符号？查看这些方便的链接以获取额外资源：

高级提示和技巧

最佳实践

当您与他人共享您的图时，您希望确保它们易于理解、清晰，并遵循一致的规则。这些因素不会改变您的实际模型，但是它们将大大提高您与您的团队沟通系统和目标的能力。

将字体和颜色保持在最低限度

可读性对理解很重要。在查看图表时，所有的文本都应该足够大，便于阅读。如果文字只能在放大时阅读，说明图表中有太多信息或太复杂。

另外，不要尝试用太花哨的字体。一般来说，你可以坚持使用一种字体。如果你对自己的排版技巧有信心，你可以尝试两种甚至三种字体，但绝不要为了外观而添加字体。如果您的设计没有增加图表的可读性，那么它们会使图表失去可读性。

颜色是一种很好的方式来显示你的图表的差异。它可以增加可读性，并使您的图表看起来更专业。然而，如果颜色使用得太过火，就会分散读者对手头信息的注意力，如果使用的颜色不统一，甚至会让读者感到困惑。使用颜色时，要谨慎思考。尽量使用最少的颜色，以使你的图表清晰。为颜色提供一个键或图例也很有用。

信息越少越有用

图应该以有限的视角关注少数关键元素。如果您试图在您的图中包含太多的元素，它们会很快变得非常大和复杂，以至于任何人都很难真正阅读它们。

大的图表不能传达更多的信息;他们制造了更多的混乱。对于复杂的系统，将信息分解成更小、更容易理解的图。

在考虑包含或排除的信息量，想象一下，您的图表在标准纸张上印刷的样子。如果太难读取，缩小缩小并再次尝试。

您也不必在图中包含包含的每个属性，关联或约束。仅显示与图表的当前透视相关的项目。可以在单独的图表中详细说明该信息。

永远不要越界

图中的两条线不应该交叉。这不仅是为了清晰，也是为了确保你的系统不包含设计缺陷。

如果您无法在图中卸载两行或更多行，您要么有：

一个图中包含太多信息。也许您试图结合两个不同的视角，或者您只是试图对单个图进行深入研究。记住，信息越少越有用。
你模型中的设计缺陷。最糟糕的情况是，您的系统包含设计缺陷，但最好现在就解决这个问题。所有工作系统都可以显示，不交叉线。如果你觉得可视化你的系统是个挑战，试着弄清楚是否有你忽略的元素。