| C++編程雜談之四：漫談UML
作者：xulion UML對很多人來(lái)說(shuō)應該不是一個(gè)陌生的概念，這一兩年來(lái)，UML被大家越來(lái)越多的討論著(zhù)。本來(lái)UML跟我這個(gè)主題似乎并不能扯上多大的關(guān)系（它是語(yǔ)言無(wú)關(guān)的，甚至可以說(shuō)其本身就是一種語(yǔ)言——用于交流的）。我在此談到它有兩個(gè)目的：
1． UML是針對面向對象軟件開(kāi)發(fā)的，而C++正是這樣的一種語(yǔ)言
2． UML在設計中被越來(lái)越多的使用著(zhù)，而下一篇雜談準備討論設計模式，如果不了解UML，那么無(wú)法進(jìn)行下去 UML， 全稱(chēng)：Unified Modeling Language，其目的是為了對軟件密集型的制品進(jìn)行可視化、詳述、構造和文檔化的圖形語(yǔ)言。UML是依據許多前人的思想總結出的成果，1997年被 OMG通過(guò)并成為標準（所以在《設計模式》書(shū)中如果你看到與標準不一樣的地方，不要奇怪，那本書(shū)是95年的）。關(guān)于UML的歷史和更詳細的描述，可以參考 《UML 參考手冊》。UML主要由一系列視圖組成，其中包括靜態(tài)視圖（Static view），用例視圖（Use case view）活動(dòng)視圖（Activity view）等，不同的圖用處自然也不一樣，而對開(kāi)發(fā)人員來(lái)講（或者說(shuō)為我的下一篇來(lái)說(shuō)），更重要的應該是靜態(tài)視圖中的類(lèi)圖（class diagram）和交互視圖（Interaction view）中的順序圖（Sequence diagram），請注意view和diagram的區別。
類(lèi)圖
靜態(tài)視圖說(shuō)明了對象的結構，其中最常用的就是類(lèi)圖，類(lèi)圖可以幫助我們更直觀(guān)的了解一個(gè)系統的體系結構，有時(shí)侯，描述系統快照的對象圖（Object diagram）也是很有用的。在這里，我們主要介紹類(lèi)圖，下面的圖就是一個(gè)簡(jiǎn)單的類(lèi)圖：
在類(lèi)圖中，類(lèi)由矩形框來(lái)表示，如上圖中，定義了4個(gè)類(lèi)，分別為Base、A、B、C，類(lèi)之間的關(guān)系通過(guò)各種線(xiàn)條和其他符號來(lái)表示，在上圖中，空心的三角表 示繼承關(guān)系，在UML的術(shù)語(yǔ)中，這種關(guān)系被稱(chēng)為泛化（Generalization），所以上面的類(lèi)用等價(jià)代碼表示為：
class Base{…};
class A:public Base{…};
class B:public Base{…};
class C:public Base{…}; 我們再看下一幅圖：
這幅圖與上幅幾乎沒(méi)有什么區別，唯一的不同就是Base類(lèi)中增加了成員，一個(gè)私有的integer _x（UML術(shù)語(yǔ)為property）和一個(gè)公有的fun()的函數（method），是否需要這些類(lèi)的內部細節UML本身并沒(méi)有限制，完全取決于你自己 如何使用，UML的用處在于幫助你了解系統，所以只要你自己覺(jué)得足夠清楚，那么夠了，不要再復雜了。
接著(zhù)看第三幅圖：
上面圖中的箭頭表示一種關(guān)系，箭頭另一邊有一個(gè)菱形（空心）表示聚合（aggregation），聚合的意義表示has-a關(guān)系，其等價(jià)代碼如下：
class A{…};
class B{ A* theA;…};
聚合是一種相對松散的關(guān)系，聚合類(lèi)B不需要對被聚合的類(lèi)A負責。
下面的圖：
這幅圖與上面的唯一區別是菱形為實(shí)心的，它代表了一種更為堅固的關(guān)系——組合（composition）。組合表示的關(guān)系也是has-a，不過(guò)在這里，A的生命期受B控制，通常情況，等價(jià)代碼如下:
class A{…};
class B{A theA;…};
即A會(huì )隨著(zhù)B的創(chuàng )建而創(chuàng )建，隨B的消亡而消亡。 下圖：
這里B與A的關(guān)系只是一種依賴(lài)關(guān)系，這種關(guān)系表明，如果類(lèi)A被修改，那么類(lèi)B會(huì )受到影響，一個(gè)簡(jiǎn)單的例子就是：
class A{…};
class B{fun(A params);…}; 常用的關(guān)系就是我們上面用的這些，通過(guò)這些關(guān)系和類(lèi)表示的類(lèi)圖，我們可以用圖形化的方式描述一個(gè)系統的設計部分，當你習慣使用UML后，你會(huì )發(fā)現，這往往比你告訴同伴某某類(lèi)從某某類(lèi)派生，派生類(lèi)又和某某類(lèi)具有什么關(guān)系容易的多。
順序圖：
UML中另外一個(gè)常用的圖形就是交互視圖中的順序圖，在以往的過(guò)程化語(yǔ)言中，我們通常使用流程圖來(lái)描述一個(gè)函數（系統）是如何工作的，而在面向對象的系統中，這顯然是不可行的，而順序圖正是來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題的。
假設有如下的偽代碼：
class circle { public: void fillcolor() { // ... }; void draw() { fillcolor(); }; }; class window { public: void drawcircle() { _circle.draw(); }; private: circle _circle; }; 對于下面的調用：
window wnd;
wnd.drawcircle();
對應的順序圖如下：
圖中上方的方塊表示參與的對象，垂直的虛線(xiàn)表示對象的生命線(xiàn)，方框表示激活，其中箭頭表示了一個(gè)調用消息（也可以有回送return），如果是異步的消息，則用半箭頭表示，其中draw表示了一個(gè)自調用(self call) 至 此，UML中最常用的（從開(kāi)發(fā)人員的角度），當然UML的內容遠遠不只這些，這里的介紹只是一些簡(jiǎn)單的概括，并且UML本身也在不斷的發(fā)展之中，無(wú)論怎 樣，我覺(jué)得UML會(huì )越來(lái)越多的深入我們的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，特別是對下一篇我們要介紹的設計模式而言，類(lèi)圖是主要的描述工具（到那個(gè)時(shí)候你會(huì )體會(huì )到UML描述的 優(yōu)越）。
如果你看過(guò)《設計模式》著(zhù)本書(shū)，你會(huì )發(fā)現與我上面所描述的有一些細微的不同，不要緊張，《設計模式》是GOF95年的作品，那時(shí)候UML還沒(méi)有形成，而 且，其中也明確那是OMT方法（Jim Rumbaugh在通用電氣發(fā)表的建模技術(shù)——Object Modeling Technique）和Booch方法。如果你覺(jué)得UML有些讓你無(wú)所適從，也不必緊張，UML本身只是一個(gè)輔助工具，它的目的是幫助你描述系統，不是復 雜你的工作，如果你的系統很簡(jiǎn)單，一句話(huà)可以說(shuō)的很清楚，那么不要用UML，如果你只想說(shuō)明類(lèi)之間的關(guān)系，而不是類(lèi)的接口描述，那么像第一副圖那樣簡(jiǎn)單的 描述就很好，總之不要去追求細節，只要能說(shuō)明問(wèn)題，那么你的目的就達到了（甚至你沒(méi)有必要完全遵守規范）。
參考書(shū)目：
《設計模式——可復用面向對象軟件的基礎》
作者: Erich Gamma 等 譯者:李英軍 馬曉星 蔡敏 劉建中 機械工業(yè)出版社2000 《UML參考手冊》作者: James Rumbaugh Ivar Jacobson Grady Booch
譯者: 姚淑珍 唐發(fā)根 機械工業(yè)出版社2001 《UML精粹——標準對象建模語(yǔ)言簡(jiǎn)明指南（第2版）》
作者: Martin Fowler&Kendall Scott 譯者: 徐家福 清華大學(xué)出版社 2002 《Design Patterns Explained》Alan Shalloway, James R. Trott
Addison-Wesley Pub 2001
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