设计模式的艺术P1基础—2.1 uml概述

设计模式的艺术P1基础—第2章 UML类图与面向对象设计原则

UML类图可用于描述每一个设计模式的结构以及对模式实例进行说明，而模式结构又是设计模式解法的核心组成部分。学一个设计模式，如果不能绘制和理解其结构图，基本上等于没学。

面向对象设计原则是评价每个设计模式应用效果的重要依据。每个模式都符合一个或多个面向对象设计原则。这些原则都是从无数项目中提取出来的经验性原则，它们为消除软件设计和实现中的“臭味（Bad Smell）”而诞生，力图为当前系统提供最好的设计方案。

常用的面向对象设计原则包括7个，分别是单一职责原则、开闭原则、里氏代换原则、依赖倒转原则、接口隔离原则、合成复用原则和迪米特法则。

很多传说中的“武功秘籍”并不全是文字，通常都配有图片，因为与文字相比，图形更加直观易懂。与这些“武功秘籍”相似，设计模式通常也结合一些图形来进行描述，其中最常用、使用最广泛的图形描述技术就是UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）。

在2003年6月的OMG技术会议上，UML 2.0获得正式通过，UML的发展与应用也上升到一个新的高度，越来越多的人开始学习和使用UML来进行软件建模。

UML名称中所包含的3个单词正是UML特性的体现：

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1.UML通过统一的表示方法，让不同知识背景的领域专家、系统分析设计人员和开发人员以及用户可以方便地交流。

2.UML是一种通用的可视化建模（Modeling）语言，不同于编程语言，它通过一些标准的图形符号和文字来对系统进行建模，用于对软件进行描述、可视化处理、构造和建立软件系统制品的文档

3.UML是一种语言（Language），也就意味着它有属于自己的标准表达规则，它不是一种类似Java的编程语言，而是一种分析设计语言，也是一种建模语言。

UML是一种由图形符号表达的建模语言，其结构主要包括以下几个部分：

1）视图（View）：UML视图用于从不同的角度来表示待建模系统。视图是由许多图形组成的一个抽象集合，在建立一个系统模型时，只有通过定义多个视图，每个视图显示该系统的一个特定方面，才能构造出该系统的完整蓝图

2）UML视图包括用户视图、结构视图、行为视图、实现视图和环境视图。其中，用户视图以用户的观点表示系统的目标，它是所有视图的核心，用于描述系统的需求；结构视图表示系统的静态行为，描述系统的静态元素，如包、类与对象，以及它们之间的关系；行为视图表示系统的动态行为，描述系统的组成元素（如对象）在系统运行时的交互关系；实现视图表示系统中逻辑元素的分布，描述系统中物理文件以及它们之间的关系；环境视图表示系统中物理元素的分布，描述系统中硬件设备以及它们之间的关系。

2）图（Diagram）：UML图是描述UML视图内容的图形。最新的UML 2.0提供了13种图，分别是用例图（Use Case Diagram）、类图（Class Diagram）、对象图（Object Diagram）、包图（Package Diagram）、组合结构图（Composite Structure Diagram）、状态图（State Diagram）、活动图（Activity Diagram）、顺序图（Sequence Diagram）、通信图（Communication Diagram）、定时图（Timing Diagram）、交互概览图（Interaction Overview Diagram）、组件图（Component Diagram）和部署图（Deployment Diagram），通过它们之间的相互结合可提供待建模系统的所有视图。其中，用例图对应用户视图，类图、对象图、包图和组合结构图对应结构视图，状态图、活动图、顺序图、通信图、定时图和交互概览图对应行为视图，组件图对应实现视图，部署图对应环境视图。

3）模型元素（Model Element）：模型元素是指UML图中所使用的一些概念，它们对应于普通的面向对象概念，如类、对象、消息以及这些概念之间的关系，如关联关系、依赖关系、泛化关系等

4）通用机制（General Mechanism）：UML提供的通用机制为模型元素提供额外的注释、信息和语义，这些通用机制也提供了扩展机制，允许用户对UML进行扩展，如定义新的建模元素、扩展原有元素的语义、添加新的特殊信息来扩展模型元素的规则说明等，以便适用于一个特定的方法或过程、组织或用户