说说你在项目中使用过的 UML 图

前言

在 OOA 与 OOD 大行其道的今天,UML 在系统分析与设计中得到了广泛的采用。而在 UML 的 9 种图中,类图是最重要也是使用最普遍的图之一。但是,在与一些朋友,特别是初学者的聊天当中,我发现很多朋友对类图的作用及使用方法存在一定的误解和困惑。希望本文能在一定程度上帮助这些朋友更好的认识和使用类图。

A vs D

要想正确认识与使用类图,我们首先要正确认识两个概念——“A”和“D”。

A是Analyse的缩写,即我们所说的“分析”;而D是Design的缩写,即“设计”。一般来说,一个系统在编码前,都要经过分析与设计两个步骤。而对这两个概念认识的模糊不清,正是导致很多朋友无法正确使用类图的原因。

分析,我对其的解释是:根据用户的需求,做出一系列与业务领域相关而和计算机技术无关的整理与识别。

很多朋友有个错误的认识,认为软件开发工作一定要由懂计算机的人完成,不懂计算机的人怎么能进行软件开发呢?当然,对于设计和编码等工作,当然是这样,但是唯有“分析”这一工作,可以由完全不懂计算机的人来进行,甚至从某种程度上说,不懂计算机的人更适合做软件分析师的工作。因为想要把分析做好,一定要仅与业务相关,而抛开具体技术。一个满脑子计算机技术的程序员去做分析时,很容易想到编码、实现、平台、数据库设计等具体细节,这种思维形式恰恰成为做好分析的最大障碍。此为误解一:只有懂计算机技术的人才能做系统分析师。我现在所在的研究所(北京航空航天大学计算机学院软件工程研究所)曾经接过一个日本项目,当时日方那边派来一个系统分析师对计算机就完全是外行,而是一个领域专家,但是他很好的完成了系统分析的工作。

另外一个误解就是UML图,特别是类图,就是给开发人员用的。很多人觉得UML是计算机业内专业语言,不懂计算机的怎么能用它呢?用了做什么呢?但是很多不懂计算机的系统分析师在进行分析工作时,也在使用UML图,而类图就是其中一种。一般情况下,分析师在进行分析时,确实会绘制一套类图。但是,它所画的类图不管是从视角还是作用,与设计师所做的类图是不同的,具体将在下面介绍。此为误解二:只有计算机人士才使用UML图。

分析说完了,下面说设计。与分析不同,我对设计的解释是:根据分析材料与技术平台,确定软件系统的架构结构、编码方式及一切与具体技术有关的宏观问题。

这里可以看到,设计与分析不同,它必须由计算机方面的人来完成,因为它和具体技术是息息相关的。而且,设计师在进行设计时,也会绘制一套类图。

到这里,我们明确了,原来软件在分析与设计两个阶段各自会绘制一套类图,而且是由分析师和设计师两个不同的角色绘制的。那么这两套类图有什么异同呢?下面将解释这个问题。

领域类图 vs 实现类图

上文提到,在软件分析与设计过程中,会由两种角色产生两套类图。一般情况下,分析师绘制的类图叫做“领域类图”,而设计师绘制的类图叫做“实现类图”。这里要声明,这两个名词是我的习惯性叫法,并不是大家都认同的通用叫法。下面,我对这两种类图给出我的定义:

领域类图:产生于分析阶段,由系统分析师绘制,主要作用是描述业务实体的静态结构,包括业务实体、各个业务实体所具有的业务属性及业务操作、业务实体之间具有的关系。

虽然这个类图也叫“类图”,但是说实话,它和编程中的“类”实在是没啥关系,因为最后的系统中可能根本没有类和它们对应,而且很多最后系统中的类如控制类和界面类这套类图中也没有。也就是说这套图和具体技术无关,也不是画给程序员看的,它只是表达业务领域中的一个静态结构。下面给个例子:

这是一个选课系统的简单领域分析类图。可以看到,主要实体有教师、学生、课程和开课安排。每个实体标注了其在业务上具有的属性和方法。而且图中还标明了实体间的关系。

但是,最终系统中可能没有一个学生类和其对应。因为最终系统中有哪些类、各个类有什么属性、方法依赖于所选择的平台和架构。例如,如果使用了 Struts2,则会存在很多 Action 类,而使用了 ASP.NET MVC,则会有很多 Controller 类等,所以,领域类图只于业务有关,和具体实现及编码等计算机技术无关。

下面该说说实现类图了:

现类图:产生于设计阶段,由系统设计师绘制,其作用是描述系统的架构结构、指导程序员编码。它包括系统中所有有必要指明的实体类、控制类、界面类及与具体平台有关的所有技术性信息。

就像上面的领域类图,如果你把它交给程序员编码,我想程序员会疯掉,因为它没有提供任何编码的依据。假如我们使用的是.NET平台分层架构,并使用ASP.NET MVC,则设计师应该在实现类图中绘制出所有的实体类、数据访问类、业务逻辑类和界面类,界面类又分为视图类、控制器类等等,还要表示出IoC和Aop等信息,并明确指出各个类的属性、方法,不能有遗漏,因为最终程序员实现程序的依据就是实现类图。

总结

最后,我们总结一下本文的要点:

  1. 软件分析与设计是编码前的两个阶段,其中分析仅与业务有关,而与技术无关。设计以分析为基础,主要与具体技术有关。
  2. 分析阶段由分析师绘制领域类图,设计阶段由设计师绘制实现类图。
  3. 领域类图表示系统的静态领域结构,其中的类不与最终程序中的类对应;设计类图表示系统的技术架构,是程序员的编码依据,其中的类与系统中的类对应。
  4. 领域类图中类的属性与操作仅关注与业务相关的部分,实现类图中的属性与操作要包括最终需要实现的全部方法与操作。
上次更新: 2019-4-19 19:23:15