[Unity設計模式與遊戲開發]UML入門

前言

UML類圖對軟件開發者而言應該是必須要了解的工具之一，也是大學軟件設計專業必學的課程之一，對我們理解設計模式有非常大的好處，但很慚愧由於我的大學專業並不是軟件設計所以我之前其實對UML只是大致瞭解，但有一些符號還是有些模糊，因此也就特地在整理鞏固一下。

UML基本介紹

1. UML就是統一建模語言，是一種用於軟件系統分析和設計的語言工具，它用於幫助軟件開發人員進行思考和記錄思路的類圖。
2. UML本身是一套符號的規定，就像數學符號和化學符號一樣，這些符號用於描述軟件模型中的各個元素和他們之間的關係，比如類、接口、實現、泛化、依賴、組合、聚合等，如下圖
   
   3)使用UML來建模，常用的工具有Rational Rose，也可以使用一些插件來建模

UML常見類圖模型

1.用例圖：對系統的使用方式分類.
2.類圖:顯示類和它們的相互關係。
3.對象圖：只顯示對象及它們的相互關係。
4.活動圖：顯示人或對象的活動，其方式類似於流程圖。
5.狀態機圖：顯示生命週期比較有趣或複雜的對象的各種狀態。
6.通信圖：顯示在某種情形下對象之間發送的消息。
7.順序圖：顯示與通信圖類以的信息，但強調的是順序，而不是連接。
8.包圖：顯示相關的類如何組合，對開發人員有用。
9.部署圖：顯示安裝已完成系統的機器、過程和部署製品。
10.組件圖：顯示可重用的組件（對象或子系統）及期接口。
11.交互總圖：使用順序圖喧赤活動的務個步驟。
12.時間圖：顯示消息和對象狀態的準確時間限制。
13.複合結構圖：顯示對象在聚合或複合中的相互關係，顯示接口和協作的對象
常用的 UML 圖可分靜（態）圖、動（態）圖兩類，靜態圖主要描繪軟件的靜態結構，而動態圖主要描繪軟件的動態行爲。
常用 UML 動態圖（5 個）：用例圖，活動圖，狀態機圖，序列圖，通信圖。
常用 UML 靜態圖（4 個）：類圖，包圖，部署圖，構件圖。

UML類圖

在所有UML圖中，類圖是使用評率最高的UML圖。類圖用於描述系統中所包含的類已經他們之間的相互關係，幫助人們簡化對系統的理解，它是系統分析和設計階段的重要產物，也是系統該變化和測試的重要模型依據。
類圖主要關係有：泛化(Generalization),實現(Realization),關聯(Association),聚合(Aggregation),組合(Composition),依賴(Dependency)。

依賴(Dependency)

【依賴關係】：是一種使用的關係，即一個類的實現需要另一個類的協助，所以要儘量不使用雙向的互相依賴。
【代碼表現】：局部變量、方法的參數或者對靜態方法的調用
【箭頭及指向】：帶箭頭的虛線，指向被使用者
例如：程序員需要依賴計算機

再舉一個例子:

public void PersonServiceBean
{
	private PersonDao personDao;
    public void save(Person person){}
    public IDCard getIDCard(Integer personid){}
    public void modify(){}
    {
    	Department department = new Department();
    }
}

轉成UML如下：

依賴小結:
1)類中用到了對方
2）如果是類的成員屬性
3）如果是方法的返回類型
4）是方法接受的參數類型
5）方法中使用到

泛化(Generalization)

**【泛化關係】：是一種繼承關係，它是依賴關係的特例，表示一般與特殊的關係，它指定了子類如何特化父類的所有特徵和行爲。**例如：蘋果樹是樹的一種，即有蘋果樹的特性也有樹的共性。
【代碼體現】：類繼承另一個類
【箭頭指向】：帶三角箭頭的實線，箭頭指向父類

實現(Realization)

【實現關係】：是一種類與接口的關係，表示類是接口所有特徵和行爲的實現。
【代碼體現】：類實現接口成員**
【箭頭指向】：帶三角箭頭的虛線，箭頭指向接口**

關聯(Association)

【關聯關係】：類與類之間的關係，是一種擁有的關係，它使一個類知道另一個類的屬性和方法；
【代碼體現】：成員變量
【箭頭及指向】：帶普通箭頭的實心線，指向被擁有者

上圖，表示企業和員工的關聯關係，員工都屬於一個企業
除此之外，關聯關係允許互相關聯，比如夫妻關係，可以互相關聯。也允許自關聯，即自己也是自己的成員之一。

聚合(Aggregation)

【聚合關係】：是整體與部分的關係，關聯關係的一種特例，且部分可以離開整體而單獨存在。如車和輪胎是整體和部分的關係，輪胎離開車仍然可以存在。
聚合關係是關聯關係的一種，是強的關聯關係；關聯和聚合在語法上無法區分，必須考察具體的邏輯關係。
【代碼體現】：成員變量
【箭頭及指向】：帶空心菱形的實心線，菱形指向整體

組合(Composition)

**【組合關係】：是整體與部分的關係，但部分不能離開整體而單獨存在。**如公司和部門是整體和部分的關係，沒有公司就不存在部門。
組合關係是關聯關係的一種，是比聚合關係還要強的關係，它要求普通的聚合關係中代表整體的對象負責代表部分的對象的生命週期。
【代碼體現】：成員變量
【箭頭及指向】：帶實心菱形的實線，菱形指向整體

組合和聚合的區別

組合跟聚合很類似，但又比較容易混淆，聚合在類中是以成員變量的形式存在，組合是在類中定義的成員變量是New了之後的對象，上面聚合已經拿車和輪胎舉例，而組合再舉一個例子人跟腦袋的關係，腦袋不能單獨離開人而獨立存在，而人也不能沒有腦袋。這樣兩個例子就很能對比出組合和聚合的關係。

public class Person
{
	private IDCard card;//聚合關係
    private Head head = new Head();//組合關係
}

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下面這張圖是從網上下載的上面各種關係的一個綜合圖：
泛化 = 實現 > 組合 > 聚合 > 關聯 > 依賴

類圖中細節符號含義

UML是一種統一建模語言，在使用過程中就有統一的細節表示，下面是幾種通用的表示方法，不論你在使用什麼工具，總體表示差異並不大。
類：
抽象類，類名使用斜體顯示。
字段、屬性、方法：
"+"表示public
"-"表示private
"#"表示protected
接口：
與類圖的區別主要是頂端有<<接口>>顯示，見上面的示例圖。

UML類圖工具

UML工具比較多，常用的三大UML建模工
（1）PowerDesign
（2）Rose
（3）Visio
（4）StartUML
還有一些免費的工具有：
（1）UMLet
（2）ArgoUML
（3）JUDE
（4）BOUml
（5）Visual Paradigm
在線建工具：
https://www.processon.com

注意:Visual Studio 2017貌似要手動添加UML模塊，但我添加之後還是沒有找到可創建的模板，我用VS2013就可以使用UML，百度有搜到同行說2017有問題。

設計模式系列教程彙總

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