UML建模：扩展与应用

# UML建模：扩展与应用 ## 1. UML中的关系建模 在UML建模中，存在着多种关系，这些关系对于准确描述系统结构至关重要。 ### 1.1 课程与教师的关系 课程（Course）和教师（Instructor）之间存在关联，表明教师教授课程。每门课程至少有一位教师，而每位教师可以教授零门或多门课程。 ### 1.2 学校与部门、学生的关系 学校（School）与部门（Department）之间是复合聚合关系。学校与学生（Student）和部门之间是聚合关系。学校可以有零个或多个学生，每个学生可以是一个或多个学校的注册成员；学校有一个或多个部门，每个部门只属于一个学校。通过明确学校是整体，学生和部门是其部分，能清晰体现组织上的层级关系。 ### 1.3 部门与教师的关系 部门与教师之间有两种关联。一种是每位教师被分配到一个或多个部门，每个部门有一个或多个教师，这被建模为聚合关系，因为部门在学校结构中级别高于教师。另一种是每个部门恰好有一位教师担任系主任，一位教师最多只能担任一个部门的系主任，有些教师不担任任何部门的系主任。 ### 1.4 UML关系建模的提示 在UML中进行关系建模时，有以下提示： - 使用依赖关系：仅当建模的关系不是结构性时使用。 - 使用泛化关系：仅当存在“是一种”关系时使用，多重继承通常可以用聚合代替。 - 避免循环泛化关系：要注意避免引入循环泛化关系。 - 保持泛化关系平衡：继承层次不应过深（超过五层左右应进行审视）或过宽（可寻找中间抽象类的可能性）。 - 使用关联关系：主要用于对象之间存在结构关系的情况。 在绘制UML关系时： - 线条使用：始终一致地使用直线或斜线。直线能强调相关事物指向一个共同事物的连接；斜线在复杂图表中通常更节省空间。在同一图表中使用两种线条有助于突出不同组的关系。 - 避免交叉线：避免线条交叉。 - 显示必要关系：只显示理解特定事物分组所必需的关系，多余的关系（尤其是冗余关联）应省略。 ## 2. UML的通用机制 UML有四种通用机制，即规格说明、修饰、通用划分和可扩展机制，这里主要介绍修饰和可扩展机制。 ### 2.1 注释（Notes） 注释是一种独立的重要修饰。它是用于呈现附加到一个元素或一组元素的约束或注释的图形符号。注释可用于向模型附加信息，如需求、观察、评审和解释等。注释对模型的语义没有影响，其内容不会改变所附模型的含义。注释可以包含文本或图形的任意组合，还可以包含实时URL，甚至链接或嵌入其他文档。UML为注释指定了一个标准构造型——需求，用于表示陈述某种责任或义务的注释类别。 ### 2.2 构造型（Stereotypes）、标记值（Tagged Values）和约束（Constraints） 这些是UML的可扩展机制，允许以受控方式扩展语言。 - 构造型：扩展UML的词汇，允许创建类似于现有构建块但特定于问题的新构建块。图形上，构造型显示为用尖括号括起来的名称，放在另一个元素名称之上。还可以为构造型定义图标，以提供视觉提示。 - 标记值：扩展UML元素的属性，允许在元素的规格说明中创建新信息。图形上，标记值显示为用方括号括起来的字符串，放在另一个元素名称之下。常见用途包括指定与代码生成或配置管理相关的属性。 - 约束：扩展UML元素的语义，允许添加新规则或修改现有规则。图形上，约束显示为用方括号括起来的字符串，放在相关元素附近或通过依赖关系连接到该元素。可以使用自由文本编写约束，也可以使用UML的对象约束语言（OCL）更精确地指定语义。 ### 2.3 其他修饰 修饰是添加到元素基本符号上的文本或图形项，用于可视化元素规格说明中的细节。例如，关联的基本符号是一条线，但可以用两端的角色和多重性等细节进行修饰。在使用UML时，一般规则是从每个元素的基本符号开始，仅在必要时添加其他修饰以传达对模型重要的特定信息。对于类、组件和节点等元素，可以在通常的分区下方添加额外的分区来提供更多信息，但要明确命名额外分区，并且谨慎使用，以免图表过于杂乱。 ## 3. 常见建模技术 ### 3.1 建模注释 使用注释的最常见目的是写下自由形式的观察、评审或解释。通过将这些注释直接放在模型中，模型可以成为开发过程中创建的所有不同工件的公共存储库。具体操作步骤如下： 1. 将注释作为文本放在注释框中，并将其放置在与其引用的元素相邻的位置。可以通过依赖关系将注释与元素连接起来，以显示更明确的关系。 2. 可以根据需要隐藏或显示模型元素，不必在元素可见的所有地方