[TOC] ## UML 各个图讲解 ### 一、结构图（描述系统的静态结构） 用于刻画系统中有哪些元素、它们之间的关系。 #### 类图（Class Diagram） **作用** 展示系统中的类、接口及它们之间的关系（继承、实现、关联、依赖等）。 **适用场景** 面向对象系统的建模和设计。 **关系类型**： * **继承（Generalization）**：这是一种是（is-a）的关系。子类继承父类的属性和方法。子类可以看作是父类的一个更具体的版本 * **实现（Realization）**：这种关系用于类和接口之间，表示一个类完全实现了接口中定义的所有抽象方法 * **关联（Association）**：这是一种最常见的关系，表示两个类之间有长期的、稳定的联系,如:“学生”和*课程”之间有关联关系 * **聚合（Aggregation）**：这是一种“**部分-整体**”的关系，但**部分可以脱离整体而独立存在**,如:“班级”**包含**“学生”，但学生离开了这个班级仍然是一个独立的个体 * **组合（Composition）**：这也是一种“**部分-整体**”的关系，但**部分不能脱离整体而独立存在**，它的生命周期完全依赖于整体。如:“公司”**包含**“部门”，但部门通常不能脱离公司而存在 * **依赖（Dependency）**：表示一个类**临时**使用了另一个类。这种关系通常是某个类的方法,如:顾客”**依赖于**“支付系统” **示例**  #### 对象图（Object Diagram） **作用** 显示某一时刻系统中类的对象实例及它们的关系 **用途** 用于说明类图在运行时的实际情况。 **示例**  对象图只有两个部分,类图有三个部分 #### 组件图（Component Diagram） **作用** 展示系统中软件组件（如模块、包、库）之间的关系。 **用途** 软件的分层架构设计，比如 Web 系统分为 UI 层、业务逻辑层、数据库访问层。 **元素** 组件图中主要包括组件、接口及其它们之间的关系三种元素 **示例**  #### 部署图（Deployment Diagram） **作用** 展示系统软件在硬件上的部署情况。 **用途** 运维架构、分布式系统部署图 **示例**  #### 包图（Package Diagram） **作用** 对类、组件进行分组，展示模块划分和依赖 **用途** 大型系统的分层和分包。 **示例**  #### 组合结构图（Composite Structure Diagram） **作用** 展示类或组件内部的结构 **用途** 适合复杂类或组件的内部逻辑建模。 **示例**  ### 二、行为图（描述系统的动态行为） 用于刻画系统在运行过程中的交互、状态变化和流程。 #### 用例图（Use Case Diagram） **作用** 展示系统的功能（用例）以及外部参与者（用户、系统）的关系 **关系类型**： * **包含（Include）**：强制依赖（虚线箭头 + «include»） * **扩展（Extend）**：可选依赖（虚线箭头 + «extend»） * **泛化（Generalization）**：参与者或用例的继承关系 **用途** 需求分析阶段最常见，帮助与用户沟通需求 **示例**  #### 顺序图（Sequence Diagram） **作用** 展示对象之间随时间发生的消息交互顺序 **用途** 描述具体场景的调用过程，比如用户登录流程 **示例**  #### 通信图/协作图 (Communication Diagram / Collaboration Diagram) **作用** 类似顺序图，但更关注对象之间的链接关系，而不是时间顺序。 **用途** 补充顺序图，强调对象之间的结构性联系。 **示例**  #### 状态图（State Machine Diagram / Statechart） **作用** 描述对象在生命周期中随事件发生而转移的状态。 **用途** 有限状态机建模，如订单状态流转（待支付 → 已支付 → 已发货 → 已完成） **元素**： * **状态**（普通状态、复合状态、并发状态、历史状态） * **初始状态 & 终止状态** * **事件、条件、动作** * **转移（箭头）** **示例**  #### 活动图（Activity Diagram） **作用** 展示业务流程或系统操作流程 **用途** 工作流、算法流程图。 **流程元素**： * **开始/结束节点**：实心圆 / 同心圆 * **活动（Activity）**：椭圆矩形 * **分支/合并**：菱形 * **并行/汇合**：粗横杠 **示例**  #### 时序图（Timing Diagram） **作用** 关注对象随时间变化的状态或条件。 **用途** 嵌入式系统、实时系统。 **UML时序图的三种消息及其概念** - 同步消息：消息的发送者把控制传递给消息的接收者，然后停止活动，等待消息的接收者放弃或者返回控制。用来表示同步的意义。 - 异步消息：消息发送者通过消息把信号传递给消息的接收者，然后继续自己的活动，不等待接受者返回消息或者控制。异步消息的接收者和发送者是并发工作的。 - 返回消息：返回消息表示从过程调用返回。 **示例**  #### 交互概览图（Interaction Overview Diagram） **作用** 结合活动图和交互图，展示多个交互之间的控制流。 **用途** 适合高层次描述复杂交互场景。 **示例**  ## 表格对比 | **类别** | **图类型** | **主要作用** | **适用场景** | **关键元素** | | --- | --- | --- | --- | --- | | **结构图** | 类图（Class Diagram） | 描述类、接口及其关系 | 系统设计、OOP建模 | 类、属性、方法、继承、实现、依赖 | | | 对象图（Object Diagram） | 显示某一时刻的对象实例及关系 | 调试、说明类关系的实例化 | 对象、链接 | | | 组件图（Component Diagram） | 展示系统模块及依赖关系 | 分层架构、模块划分 | 组件、接口、依赖 | | | 部署图（Deployment Diagram） | 展示系统运行时的硬件与软件部署 | 分布式系统部署、运维架构 | 节点、组件、连接 | | | 包图（Package Diagram） | 模块/类的分组与依赖关系 | 大型系统分层、分包管理 | 包、依赖关系 | | | 复合结构图（Composite Structure Diagram） | 展示类或组件的内部结构 | 内部对象协作关系建模 | 部件、端口、连接器 | | **行为图** | 用例图（Use Case Diagram） | 展示系统功能及用户交互 | 需求分析、业务沟通 | 参与者、用例、关系 | | | 顺序图（Sequence Diagram） | 按逻辑顺序或消息顺序展示对象交互 | 功能调用流程（如登录流程） | 对象、生命线、消息 | | | 协作图/通信图（Communication Diagram） | 展示对象间消息传递关系 | 对象协作关系说明 | 对象、链路、消息编号 | | | 活动图（Activity Diagram） | 描述业务流程或操作流程 | 工作流、算法流程 | 活动、决策、并行、开始/结束 | | | 状态图（State Machine Diagram） | 描述对象生命周期中的状态变化 | 状态机建模（如订单流转） | 状态、事件、转移 | | | 时序图（Timing Diagram） | 展示对象随时间的状态变化 | 实时系统、嵌入式系统 | 状态、时间轴 | | | 交互概览图（Interaction Overview Diagram） | 结合活动图与交互图，展示多个交互场景 | 系统中多个流程的组织方式 | 活动、交互节点、控制流 | ## UML 图所属角色 | **角色** | **需求设计** | **概要设计** | **详细设计** | | :----------- | :----------------------------- | :---------------------------------- | :--------------------------------- | | **产品经理** | 用例图、**时序图**、**活动图**、状态图 | | | | **架构师** | | 部署图、类图（高阶）、**时序图**、**活动图**、组件图 | | | **开发人员** | | | 类图、**时序图**、**活动图**、状态图、协作图 |