统一建模语言(UML)是一种标准的可视化建模语言,用于指定、可视化、构建和文档化软件系统。它提供了一种通用的词汇和符号,用于创建描述系统结构和行为的模型。
UML由对象管理组(OMG)创建,第一个版本UML 1.0于1997年提出。自那时以来,UML已成为软件建模的行业标准,被开发人员、架构师和业务分析师广泛使用。
在本教程中,我们将探讨UML的基础知识以及如何使用它来设计和文档化软件系统。
UML构建块
UML由三个主要构建块组成:
- 事物:这些是UML的基本元素,例如类、接口、用例和参与者。
- 关系:这些描述了模型中事物之间的连接方式,例如关联、泛化和依赖。
- 图:这些是使用事物和关系创建的系统视觉表示。UML定义了多种类型的图,例如类图、时序图和用例图。
让我们更详细地探讨这些构建块。
事物
类:类代表面向对象系统的基本构建块。它们封装了数据(属性)和行为(操作)。以下是 Person类的示例:

接口:接口定义了类必须实现的契约。它们指定了类必须提供的方法集合,而不指定实现细节。以下是 Movable接口的示例:

用例:用例描述系统与其用户(参与者)之间的交互。它们捕捉系统的功能需求,并描述系统在特定场景下的行为方式。

关系
关联:关联表示类之间的关系。它们可以是双向或单向的,并可以具有不同的多重性(一对一、一对多、多对多)。

泛化:泛化表示类之间的继承关系。子类继承其父类的属性和方法。

依赖: 依赖关系表示一个元素(客户端)依赖于另一个元素(供应者)来实现其功能或行为。

图表
UML 定义了多种类型的图表,每种都专注于系统的不同方面:
- 类图: 通过展示系统的类、属性、操作以及它们之间的关系来描述系统的结构。
- 用例图: 通过展示参与者、用例及其关系来描述系统的功能。
- 顺序图: 通过展示对象之间交换的消息序列来描述系统的动态行为。
- 活动图: 描述系统中的控制流,重点关注所执行的活动。
- 状态机图: 通过展示对象可能处于的不同状态以及这些状态之间的转换来描述系统的动态行为。
以下是一个简单类图的示例:

结论
UML 是设计和文档化软件系统的一种强大工具。通过理解 UML 的基本构建块(事物、关系和图表),你可以创建准确反映系统结构和行为的模型。UML 是任何软件开发人员或架构师的必备技能,掌握它能够显著提高软件项目的质量和可维护性。












