UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）是一种标准化的图形化建模语言，用于可视化、规范和文档化软件系统的设计。UML 提供了一套通用的符号和规则，帮助开发者、架构师和团队成员更好地理解和沟通软件系统的结构和行为。
UML 的主要用途
- 需求分析：帮助团队理解系统需求。
- 系统设计：描述系统的结构和行为。
- 文档化：生成系统设计的文档。
- 沟通：促进团队成员之间的协作和理解。
- 代码生成：某些工具可以从 UML 图生成代码。
常见的 UML 图类型
UML 包含 14 种图，分为两大类：
结构图（描述系统的静态结构）
- 类图（Class Diagram）：描述类及其关系。
- 对象图（Object Diagram）：展示对象及其关系。
- 组件图（Component Diagram）：描述系统的组件及其依赖关系。
- 部署图（Deployment Diagram）：展示系统的物理部署结构。
- 包图（Package Diagram）：展示包及其依赖关系。
- 复合结构图（Composite Structure Diagram）：展示类的内部结构。
- 结构对象图（Structural Object Diagram）：展示对象的静态结构。
行为图（描述系统的动态行为）
- 用例图（Use Case Diagram）：描述系统的功能和用户交互。
- 活动图（Activity Diagram）：展示流程和活动。
- 状态图（State Diagram）：描述对象的状态及其转换。
- 时序图（Sequence Diagram）：展示对象之间的交互顺序。
- 通信图（Communication Diagram）：展示对象之间的交互关系。
- 交互概览图（Interaction Overview Diagram）：结合活动图和交互图。
- 时序图（Timing Diagram）：描述对象随时间的变化。
UML 图的特点
- 标准化：UML 是一种国际标准（ISO/IEC 19505）。
- 通用性：适用于各种软件开发方法（如面向对象、敏捷开发等）。
- 可扩展性：支持自定义符号和规则。
- 工具支持：许多工具（如 Visio、StarUML、PlantUML）支持 UML 图的绘制。
UML 的应用场景
- 软件开发：需求分析、设计、文档化。
- 系统架构：描述系统的整体结构。
- 业务建模：描述业务流程和规则。
- 教育和培训：帮助学习者理解系统设计。
以下是一些常见的 UML 图的示例，包括 类图 和 用例图，这些是最常用的 UML 图类型之一。
1. 类图（Class Diagram）示例
类图用于描述系统的静态结构，展示类及其关系（如继承、关联、依赖等）。
示例：图书馆管理系统
+----------------+ +----------------+ +----------------+
| Library | | Book | | Member |
+----------------+ +----------------+ +----------------+
| - books: List | | - title: String| | - name: String |
| - members: List| | - author: String| | - borrowedBooks: List |
+----------------+ ---------------- ++ +----------------+
| + addBook(book: Book): void | | + borrowBook(member: Member): void |
| + removeBook(book: Book): void | | + returnBook(member: Member): void |
+----------------+ +----------------+ +----------------+
关系：
Library包含多个Book（一对多关系）。Library包含多个Member（一对多关系）。Member可以借阅Book（关联关系）。
2. 用例图（Use Case Diagram）示例
用例图用于描述系统的功能和用户（参与者）如何与系统交互。
示例：图书馆管理系统
plaintext+----------------+ +----------------+ +----------------+
| Member | | System | | Librarian |
+----------------+ +----------------+ +----------------+
| | |
| | |
| +----------------+ | +----------------+ |
| | Borrow Book |<-----+ | Add Book | |
| +----------------+ +----------------+ |
| | |
| +----------------+ | +----------------+ |
| | Return Book |<-----+ | Remove Book | |
| +----------------+ +----------------+ |
| | |
+--------------------------+ +----------------+ |
| | Search Book | |
+----------------+ |
| | |
+--------------------------+ +----------------+ |
| | View Reports | |
+----------------+ |
关系：
- 参与者：
Member：可以借书和还书。Librarian：可以添加书、删除书、搜索书和查看报告。
- 用例：
Borrow Book：成员可以借书。Return Book：成员可以还书。Add Book：管理员可以添加书。Remove Book：管理员可以删除书。Search Book：管理员和成员都可以搜索书。View Reports：管理员可以查看报告。
3. 时序图（Sequence Diagram）示例
时序图用于描述对象之间的交互顺序。
示例：用户登录系统
Participant User
Participant System
Participant Database
User -> System: Enter username and password
System -> Database: Verify credentials
alt Valid credentials
Database --> System: Return success
System --> User: Login successful
else Invalid credentials
Database --> System: Return failure
System --> User: Login failed
end
关系：
- 用户输入用户名和密码。
- 系统将请求发送到数据库。
-库 数据验证凭据并返回结果。 - 系统根据结果向用户反馈。