實(shí)例解析UML對象圖用法
本文和大家重點(diǎn)討論一下UML對象圖的概念，一個(gè)UML對象圖主要集中在特定的對象實(shí)例和其槽，以及實(shí)例之間的連接。相信通過過本文的學(xué)習(xí)你對UML對象圖的概念有深刻的認(rèn)識。
UML中的UML對象圖
1UML對象圖
UML對象圖用于描述被建模系統(tǒng)的模型元素實(shí)例之間的結(jié)構(gòu)化信息，其所表達(dá)的是特定時(shí)間被建模系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上的部分或是全部視圖。一個(gè)UML對象圖主要集中在特定的對象實(shí)例和其槽，以及實(shí)例之間的連接。同一個(gè)類圖所對應(yīng)的UML對象圖可以有多個(gè)，多個(gè)UML對象圖合在一起共同展示了隨著時(shí)間的推移，在不同時(shí)間點(diǎn)系統(tǒng)的對象狀態(tài)。與類圖的抽象性相比，UML對象圖是具體的，其通常用來提供所對應(yīng)類圖的結(jié)構(gòu)示例，或者作為所對應(yīng)類圖的測試用例。應(yīng)當(dāng)說每一幅UML對象圖都有其側(cè)重點(diǎn)，因而，每一幅UML對象圖應(yīng)當(dāng)只側(cè)重表達(dá)其所側(cè)重內(nèi)容。
在UML中，對象實(shí)例是采用實(shí)例規(guī)范（instancespecification參見1.1）來表示的，對象實(shí)例所具有的結(jié)構(gòu)化特性（feature）是采用槽（slot，參見1.2）來表示的，對象實(shí)例與對象實(shí)例之間的關(guān)系則是采用連接（link，參見1.3）來表示。與類圖相對比，實(shí)例對應(yīng)于類對象，槽對應(yīng)于類屬性的實(shí)例，而連接則對應(yīng)于類與類之間關(guān)聯(lián)的實(shí)例。有了這些對應(yīng)關(guān)系，在掌握了類圖的情況下，就更加的容易理解和掌握UML對象圖了。
圖1.1是UML對象圖相關(guān)建模元素在UML規(guī)范中的語法定義，后面在講解具體的概念時(shí)我們會更加具體的說明。
圖1.1類圖元素在UML規(guī)范中的語法
1.1實(shí)例規(guī)范
實(shí)例規(guī)范（instancespecification，參見USS的7.3.22節(jié)）是用于表示被建模系統(tǒng)中的實(shí)例實(shí)體，它描述了模型實(shí)例實(shí)體的部分或是全部。我們平時(shí)編程時(shí)，口頭上所說的實(shí)例，在UML中就稱之為實(shí)例規(guī)范。實(shí)例規(guī)范所描述的內(nèi)容可能包括：
1）一個(gè)或是多個(gè)實(shí)例所屬的分類器。在實(shí)例規(guī)范中一個(gè)分類器如果是類，那么它所描述的是這個(gè)類的對象；如果一個(gè)分類器是關(guān)聯(lián)，那么它所描述的是這個(gè)關(guān)聯(lián)的一個(gè)連接。
2）結(jié)構(gòu)化特性的值。結(jié)構(gòu)化特性對應(yīng)于類的屬性用于描述類的結(jié)構(gòu)組成，在類圖中行為化特性是采用操作（operation）來表示的，而在UML對象圖中并不表示類的行為特性。在實(shí)例規(guī)范中，我們并不是一定要表示所有實(shí)例的所有結(jié)構(gòu)化特性。
3）如何計(jì)算、推導(dǎo)或是構(gòu)造實(shí)例。
一個(gè)實(shí)例規(guī)范用于指示被建模系統(tǒng)中存在的實(shí)體，在實(shí)例規(guī)范中其信息可以是不完整的，其只側(cè)重于表達(dá)所關(guān)心的信息。從圖1.1可以得到以下信息：
1）一個(gè)實(shí)例規(guī)范是一個(gè)可打包元素，因?yàn)橐粋€(gè)InstanceSpecification“是一個(gè)”PackageableElement。
2）一個(gè)實(shí)例規(guī)范可以包含任意多個(gè)的槽，這從其slots組成屬性可以看出。
3）一個(gè)實(shí)例規(guī)范最多可以包含一個(gè)值規(guī)范（valuespecification，參見USS的7.3.54節(jié)），這從其specification組成屬性可以看出。簡單地說，值規(guī)范就是表示對于一個(gè)對象的可取值范圍是什么。
4）一個(gè)實(shí)例規(guī)范可以包含任意多個(gè)的分類器，這從其classifiers關(guān)聯(lián)屬性可以看出。
一個(gè)實(shí)例規(guī)范可以包括槽，而每一個(gè)槽實(shí)際上是一個(gè)結(jié)構(gòu)化特性的表達(dá)。實(shí)例規(guī)范是一個(gè)或是多個(gè)分類器的對象實(shí)例，因此，它是遵循分類器所定義的結(jié)構(gòu)或是（和）行為規(guī)范的。一個(gè)沒有槽的實(shí)例規(guī)范，并不是表示它沒有結(jié)構(gòu)化的特性，因?yàn)橛锌赡苣切┙Y(jié)構(gòu)特性并不是這一UML對象圖所關(guān)心的。
需要注意的是實(shí)例規(guī)范并不是被建模系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的精確描述，而只是一個(gè)示例，其只是表示了相關(guān)的結(jié)構(gòu)信息。我們不能從實(shí)例規(guī)范中推導(dǎo)任何的運(yùn)行時(shí)對象結(jié)構(gòu)方面的詳細(xì)信息。
圖1.2是一個(gè)使用實(shí)例規(guī)范的一個(gè)例子，其中每一個(gè)矩形框都是一個(gè)實(shí)例規(guī)范。圖1.3是其所對應(yīng)的類圖。其中my_car是一個(gè)不帶有槽的實(shí)例，而其它的Window實(shí)例都是帶有兩個(gè)槽。你會注意到，實(shí)例規(guī)范的表示方法與類圖中的類是相似的，但也有以下的區(qū)別：
1）其名稱下面具有一根下劃線，在線上標(biāo)明了這一實(shí)例的名稱以及其所屬的分類器），實(shí)例名與分類器之間采用‘:’進(jìn)行分割，而如果有多個(gè)所屬分類器，那么分類器之間采用逗號分開。圖1.2中所有的實(shí)例規(guī)范都只有一個(gè)分類器，比如my_car所屬分類器是Car類，也就是說my_car是Car類的一個(gè)實(shí)例，而front_left、front_right、rear_left和rear_right都分別是Window類的一個(gè)實(shí)例。
2）槽對應(yīng)于類中的屬性，但其在實(shí)例規(guī)范中都會有值。如果沒有值那么通常不用在實(shí)例規(guī)范中表示出來。
圖1.2使用實(shí)例規(guī)范的一個(gè)例子
圖1.3圖1.2UML對象圖所對應(yīng)的類圖
圖1.2是一個(gè)相對簡單的UML對象圖，而在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，我們可以通過多個(gè)UML對象圖來展現(xiàn)同樣的實(shí)例在不同時(shí)間點(diǎn)時(shí)各實(shí)例的狀態(tài)，不同的狀態(tài)是通過槽的不同值來表達(dá)的。比如，我們可以采用UML對象圖來表示一個(gè)算法，而對于同一算法在不同時(shí)間點(diǎn)各實(shí)例的狀態(tài)（表現(xiàn)在槽的值不同）采用不同的UML對象圖來表示。
1.2槽
槽（slot，參見USS的7.3.48節(jié)）是用于表示實(shí)例規(guī)范中被建模實(shí)體結(jié)構(gòu)特征的值，槽對應(yīng)于類圖中類的屬性，是類屬性的實(shí)例，而屬性是類的結(jié)構(gòu)化特性的描述。從圖1.1中可以看出，一個(gè)槽具有三個(gè)屬性：
1）definingFeature表示這一槽所對應(yīng)的結(jié)構(gòu)化特性是什么。
2）owningInstance表示這一槽是屬于哪一個(gè)實(shí)例規(guī)范的。
3）value指示槽的值是多少。
圖1.2中每一個(gè)Window實(shí)例規(guī)范都有兩個(gè)槽。其中name槽的definingFeature應(yīng)當(dāng)就是窗口名稱，顯然name槽的owningInstance是各Window實(shí)例，而value對于每一個(gè)Window實(shí)例就不同了，有的叫“frontleft”，也有的叫“rearleft”。相類似地，is_automatic槽用于表示每一個(gè)車窗是不是自動的。
1.3連接
在UML規(guī)范中沒有專門用于介紹連接（link）的章節(jié)，但在實(shí)例規(guī)范章節(jié)中有所提及。其定義了實(shí)例規(guī)范之間的關(guān)系，從類圖的角度來看，一個(gè)連接就是一個(gè)關(guān)聯(lián)關(guān)系的實(shí)例。圖1.2中示例了Car類實(shí)例規(guī)范與Window類實(shí)例規(guī)范之間的四個(gè)連接。對比圖1.2和圖1.3我們可以發(fā)現(xiàn)，圖1.2中的四個(gè)連接都是圖1.3中關(guān)聯(lián)關(guān)系的實(shí)例。
2總結(jié)
UML對象圖用于表示被建模系統(tǒng)中不同對象在不同時(shí)間點(diǎn)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)快照，其所表達(dá)的是類圖中更為細(xì)化的結(jié)構(gòu)化信息。當(dāng)我們掌握了類圖后，學(xué)習(xí)UML對象圖就相對的簡單了許多。
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