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例解基于UML的面向对象分析与设计

作者: EricZhang(T2噬菌体)  来源: 博客园  发布时间: 2010-07-22 11:25  阅读: 2063 次  推荐: 2   原文链接   [收藏]  

      摘要
      本文以实例的方式,展示了如何使用UML进行面向对象的分析与设计。本文将假设读者对UML、面向对象等领域的基本内容已了然于胸,所以将不会过多阐述,而将重点放在应用过程上。本文的目的是通过一个完整的实例,展现基于UML的OOA&D过程 的一个简化模式,帮助朋友们更好的认识UML在OOA&D中起的作用。
      前言
      经常听到有朋友抱怨,说学了UML不知该怎么用,或者画了UML却觉得没什么作用。其实,就UML本身来说,它只是一种交流工具,它作为一种标准化交流符号,在OOA&D过程中开发人员间甚至开发人员与客户之间传递信息。另外,UML也可以看做是OO思想的一种表现形式,可以说“OO是神,而UML是型”。所以,想用好UML,扎实的OO思想基础是必不可少的。然而,在UML应用到开发过程中时,还是有一定的模式可以遵循的。(注意,是模式而不是教条,我下面给出的流程只是一个启发式过程,而不是说一定要遵循这个流程。)下面,我们通过一个CMS系统的分析设计实例,看看如何将UML应用到实际的开发中。
      1.从需求到业务用例图
      OOA&D的第一步,就是了解用户需求,并将其转换为业务用例图。我们的CMS系统需求非常简单,大致课做如下描述:这个系统主要用来发布新闻,管理员只需要一个,登录后可以在后台发布新闻。任何人可以浏览新闻,浏览者可以注册成为系统会员,注册后可对新闻进行评论。管理员在后台可以对新闻、评论、注册会员进行管理,如修改、删除等。
      通过以上需求描述,我们画出如下的业务用例图:
      这里要注意三点:
      1.业务用例是仅从系统业务角度关注的用例,而不是具体系统的用例。它描述的是“该实现什么业务”,而不是“系统该提供什么操作”。例如,在实际系统中,“登录”肯定要作为一个用例,但是这是软件系统中的 操作,而用户所关注的业务是不包含“登录”的。
      2.业务用例仅包含客户“感兴趣”的内容。
      3.业务用例所有的用例名应该让客户能看懂,如果某个用例的名字客户看不懂什么意思,它也许就不适合作为业务用例。
      2.从业务用例图到活动图
      完成了业务用例图后,我们要为每一个业务用例绘制一幅活动图。活动图描述了这个业务用例中,用户可能会进行的操作序列。活动图有个很重要的使命:从业务用例分析出系统用例。例如,下面是“新闻管理”的活动图:
      可以看到,一个“新闻管理”这个业务用例,分解出N多系统操作。这里要特别注意这些操作,其中很多“活动”都很可能是一个系统用例(当然,不是每个都是)。例如,由这个活动图可以看出,系统中至少要包含以下备选系统用例:登录、注销登录、查看新闻列表、修改新闻、删除新闻。
      这样,将每个业务用例都绘制出相应的活动图,再将其中的“活动”整合,就得出所有备选系统用例。
      3.从活动图到系统用例图
      找出所有的备选系统用例后,我们要对他们进行合并和筛选。合并就是将相同的用例合并成一个,筛选就是将不符合系统用例条件的备选用例去掉。
      一个系统用例应该是实际使用系统的用户所进行的一个操作,例如,“查看新闻列表”就不能算一个系统用例,因为他只是某系统用例的一个序列项。
      最终我们得出的系统用例图如下:
      4.从系统用例图到用例规约
      得出系统用例图后,我们应该对每一个系统用例给出用例规约。关于用例规约,没有一个通用的格式,大家可以按照习惯的格式进行编写。对用例规约唯一的要求就是“清晰易懂”。
      下面给出“登录”这个系统用例的一个规约:
      5.绘制业务领域类图
      完成了上面几步,下面应该是绘制业务领域类图了。所谓业务领域类图要描述一下三点:
      1.系统中有哪些实体。
      2.这些实体能做什么操作。
      3.实体间的关系。
      这里要特别强调:这里的实体不是Actor,而是Actor使用系统时使用的所调用的实体,是处在系统边界之内的实体。例如,管理员就没有作为一个实体出现在这里,因为管理员处在系统边界之外,它所有的工作都可以通过调用这三个类的方法完成。并且,这里的“注册会员”实体也不是刚才用例图中注册会员这个Actor,而是作为一个系统内的业务实体,供Actor们使用的。例如,其中的注册功能是给注册会员这个Actor使用,而移除则是给管理员这个Actor使用的。
      理解以上这段话非常重要,我经常看到由于混淆了实体和Actor的关系而导致画出的领域类图不准确或职责分配不准确。
      大家可能还注意到,我们这里没有给出每个实体的属性。其实,在领域分析阶段,实体的属性并不重要,重要的是找出实体的操作。 
      6.绘制实现类图
      以上这几步,就是分析的过程。而下面的步骤就是设计了。
      设计没有分析那么好描述,因为分析是“客户面”,它只关心系统本身的功能和业务,而不关心任何和计算机有关的东西。但是,设计和平台、语言、开发模型等内容关系紧密,因而很难找出一个一致的过程。但是,一般在设计过程中实现类图是要绘制的。
      实现类图和领域类图不一样,它描述的是真正系统的静态结构,是和最后的代码完全一致的。因此,它和平台关系密切,必须准确给出系统中的实体类、控制类、界面类、接口等元素以及其中的关系。因此,实现类图是很复杂的,而且是平台技术有关的。所以,我在这里不可能给出一个准确的实现类图,不过为了描述,我还是给出一个简化了的实现类图,当然,它是不准确的,而只是从形式上给出实现类图的样子。
      我们假设这个系统建构于.NET 3.5平台上,并且使用ASP.NET MVC作为表示层,整体使用三层架构。那么,用户模块体系的实现类图大体是这样子(不准确):
      7.绘制序列图
      有了静态结构,我们还要给出动态结构,这样,才能看清系统间的类是如何交互的,从而有效帮助程序员进行编码工作。
      上图给出的是用户登录的序列图。首先注册会员作为Actor,调用UserController的Login方法启动序列,然后序列按图示步骤执行。其中UserServices作为业务组件,首先调用数据访问组件的GetByName确定用户是否存在,如果存在,再调用GetByNameAndPassword确定输入密码是否是此用户的密码。从而完成业务功能。
      要注意,序列图在实际中是很多的,几乎每个类方法都配有相应的序列图。
      8.后面的步骤
      在完成了上面的过程后,就可以进行编码、调试、测试等工作了。但这些已经超出了本文讨论的范围。
      总结
      本文简要给出了使用UML进行OOA&D的过程。当然,由于示例较小,而且本人水平有限,所以给出的相关内容可能不是很准确。而且软件分析设计本来就不是一个固定模式的过程,随着系统的不同整个过程会有变化。本文只是想起到一个抛砖引玉的作用,让朋友们大致了解UML的使用流程。至于实际的分析设计,还需要深入的学习和实践的积累。

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标签:UML 面向对象

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