敏捷软件开发：原则、模式与实践——第13章 写给C#程序员的UML概述

第13章　写给C#程序员的UML概述

　　UML包含3类主要的图示。静态图（static diagram）描述了类、对象、数据结构以及它们之间的关系，藉此表现出了软件元素间那些不变的逻辑结构。动态图（dynamic diagram）展示了软件实体在运行过程中是如何变化的，其中描述了运行流程或者实体改变状态的方式。物理图（physical diagram）展示了软件实体不变的物理结构，其中描述了诸如源文件、库、二进制文件、数据文件等物理实体以及它们之间的关系。

　　查看如下代码，这段程序实现了一个基于简单二叉树算法的映射（map）数据结构，熟悉代码后，查看后面的图示：

using System;
namespace TreeMap
{
    public class TreeMap
    {
        private TreeMapNode topNode = null;
        public void Add(IComparable key, object value)
        {
            if (topNode == null)
                topNode = new TreeMapNode(key, value);
            else
                topNode.Add(key, value);
        }
        public object Get(IComparable key)
        {
            return topNode == null ? null : topNode.Find(key);
        }
    }
    internal class TreeMapNode
    {
        private static readonly int LESS = ;
        private static readonly int GREATER = ;
        private IComparable key;
        private object value;
        private TreeMapNode[] nodes = new TreeMapNode[];
        public TreeMapNode(IComparable key, object value)
        {
            this.key = key;
            this.value = value;
        }
        public object Find(IComparable key)
        {
            if (key.CompareTo(this.key) == ) return value;
            return FindSubNodeForKey(SelectSubNode(key), key);
        }
        private int SelectSubNode(IComparable key)
        {
            return (key.CompareTo(this.key) < ) ? LESS : GREATER;
        }
        private object FindSubNodeForKey(int node, IComparable key)
        {
            return nodes[node] == null ? null : nodes[node].Find(key);
        }
        public void Add(IComparable key, object value)
        {
            if (key.CompareTo(this.key) == )
                this.value = value;
            else
                AddSubNode(SelectSubNode(key), key, value);
        }
        private void AddSubNode(int node, IComparable key,
        object value)
        {
            if (nodes[node] == null)
                nodes[node] = new TreeMapNode(key, value);
            else
                nodes[node].Add(key, value);
        }
    }
}

13.1 类图

　　类图展示了程序中主要的类和关系。

• 矩形表示类，箭头表示关系。
• 在本图中，所有的关系都是关联（association）关系。关联是简单的数据关系，其中一个对象或者或者持有另一个对象的引用，或者调用其方法。
• 关联上的名字映射为持有该引用的变量名。
• 一般来说，和箭头相邻的数组表示该关系所包含的实例个数。如果数字比1大，就意味着某种容器，通常是数组。
• 类图标中可以分成多个格间。通常，最上面的格间存放类的名字。其他格间中描述函数和变量。
• <<interface>>符号用来说明IComparable是一个接口。
• 这里显示的大部分符号都是可选的。

13.2 对象图

　　它展示了在系统执行的某个特定时刻的一组对象和关系。你可以把它看做是一个内存快照。

13.3 顺序图

　　它描述了TreeMap的Add方法是如何实现的。

　　人形线条图表示了一个未知调用者。这个调用者调用了TreeMap对象的Add方法。如果topNode变量为null，TreeMap就创建一个新的TreeMapNode对象并把它赋给topNode。否则，TreeMap就向topNode发送Add消息。

　　方括号中的布尔表达式称为监护条件（guard）。它们指示出应该选择哪条路径。终结在TreeMapNode图标上的消息箭头表示对象构造。带有小圆圈的箭头称为数据标记（data taken）。TreeMap下面的窄矩形条称为激活（activation）。它表示Add方法执行了多少时间。

13.4 协作图

　　

　　它描述了TreeMap.Add中topNode不为null的情况。协作图中包含了顺序图中所包含的同样的信息。不过，顺序图是为了清楚地表达出消息的顺序，而协作图则是为了清楚地表达出对象之间的关系。

　　对象被称为链（link）的关系连接起来。只要一个对象可以向另外一个对象发送消息，就存在链关系。在链上传递的正是消息本身。它们表示为小一些的箭头。消息上标记有消息名称、消息顺序号以及任何使用的监护条件。

　　带点的顺序号表示调用的层次结构。TreeMap.Add函数（消息1）调用TreeMapNode.Add函数（消息1.1）。因此，消息1.1是消息1所调用的函数发送的第一条消息。

13.5 状态图

　　UML可以非常全面地表示有限状态机。下图展示了一个地铁旋转门的状态机：

　　它有两个状态：Locked和Unlocked。可以向这个机器发送两个事件。coin表示向旋转门投入了一枚硬币。pass表示用户已经通过了旋转门。

　　图中的箭头称为迁移（transition）。其上的标记有出发迁移的事件以及该迁移执行的动作。当一个迁移被触发时，会导致系统的状态发生改变。

　　翻译成自然语言描述：

• 如果在Locked状态收到coin事件，就迁移到Unlocked状态并调用Unlock函数。
• 如果在Unlocked状态收到pass事件，就迁移到Locked状态并调用Lock函数。
• 如果在Unlocked状态收到coin事件，就保持在Unlocked状态并调用Thankyou函数。
• 如果在Locked状态收到pass事件，就保持在Locked状态并调用Alarm函数。

13.6 结论

　　本章中的图示对于大多数场合来说足够了。大部分程序员了解这么多UML知识就足以应对实际工作需要了。

摘自：《敏捷软件开发：原则、模式与实践(C#版)》Robert C.Martin    Micah Martin 著

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作者：JesseLZJ
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