软考架构师考试-UML图总结

news2025/5/14 15:45:31

考点

选择题 2-4分
案例分析0~1题和面向对象结合考察，前几年固定一题。近3次考试没有出现。但还是有可能考。

UML图概述

1.用例图：描述系统功能需求和用户（参与者）与系统之间的交互关系，聚焦于“做什么”。
2.类图：展示系统的静态结构，描述类、接口、属性、方法及类之间的继承、关联、依赖等关系。
对象图：类图的运行时实例，显示某一时刻具体对象的状态及对象间的链接关系。
4.顺序图：强调对象间消息传递的时间顺序，通过垂直时间轴直观呈现交互时序。
5.协作图（通信图）：侧重对象间的结构关联和协作路径，通过编号消息体现交互顺序。
6.活动图：描述业务流程或算法的动态流程，支持分支、并行、循环等逻辑，类似流程图。
7.状态图：描述对象在其生命周期内状态的变化及触发转换的事件，关注“状态驱动的行为”。

附加对比：
类图 vs 对象图：类图是“设计蓝图”，对象图是“运行时快照”。
顺序图 vs 协作图：顺序图重时序，协作图重结构（二者可互相转换，但侧重点不同）。
活动图 vs 顺序图：活动图关注流程控制，顺序图聚焦对象间消息时序。
活动图 vs 状态图：活动图关注流程控制，状态图关注单一对象的状态迁移。
状态图 vs 类图：类图描述静态结构，状态图描述动态行为

1.用例图

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参与者：人形。
用例：椭圆。
系统：方框。

4种关系：
关联：横线。参与者与用例之间。
泛化：横线+空心三角箭头。用例之间，参与者之间。
包含：虚线+小箭头+标注<> 用例之间
扩展：虚线+小箭头+标注<> 用例之间。

使用场景：需求分析和需求规约时候的功能需求，常使用用例图来表示。
用例模型流程
1.识别参与者。
2.合并用例获得需求。
3.细化用例描述。
用例模版：
（1）用例名，
（2）用例ID，
（3）用例说明，
（4）前置条件，
（5）后置条件，
（6）事件流，
（7）优先级和非功能需求。
4.调整用例模型。

2.类图

类图（class diagram）：类图描述一组类、接口、协作和它们之间的关系。
对象图（object diagram）：对象图描述一组对象及它们之间的关系。对象图描述了在类图中所建立的事物实例的静态快照。

三元关联

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聚合

组合类经常涉及整体和部分之间的物理关系。因此，ATM机是一个由四个部分组成的组合类：“读卡器”（CardReader），“吐钞器”（Cash Dispenser），凭条打印机（Receipt Printer）以及“ATM客户键盘显示器”（ATM Customer Keypad Display）类（如图7-12所示）。ATM组合类和它的四个部分类中的每一个都有一个一对一关联。
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组合

聚合层次是整体/部分关系的一种较弱的形式。在一个聚合里，部分实例能添加到聚合体中，也能从聚合整体中移除。由于这个原因，聚合有可能被用来对概念类建模，而不是对物理类建模。此外，一个部分可以属于多个聚合。聚合层次的一个例子是大学里的“学院”（College）（图 7-13），其部分是“管理办公室”（Admin Office）、一些“系”（Department）以及一些“研究中心”（Research Center）。可以创建新的系，时常也可以撤销老的系或者与其他系合并。可以创建研究中心，或者撤销、合并研究中心。
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泛化

有一些类相似但不相同，它们有些共同的属性，也有其他不同的属性。在泛化 / 特化层次中，共同属性被抽象到一个泛化类，称作超类。不同的属性是特化类的性质，特化类被称作子类。在子类和超类之间有一个 Is a 的关系。超类也被称为父类或祖先类。子类也被称为孩子类或者子孙类。
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3.顺序图

顺序图（sequence diagram, 序列图）。顺序图是一种交互图（interaction diagram），它强调对象之间消息发送的顺序，同时显示对象之间的交互。

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4.通信图

通信图（communication diagram）。通信图也是一种交互图，它强调对象之间存在的信息收发关系，而不专门突出这些信息发送的时间顺序。

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顺序图和通信图对比

以下是顺序图与通信图的对比表格：

对比维度	顺序图（Sequence Diagram）	通信图（Communication Diagram）
主要目的	强调消息的时间顺序，展示对象间交互的时序逻辑。	强调对象的结构关系，展示对象间的关联及协作方式。
消息序列表示	通过垂直时间轴自然展示消息顺序，直观清晰。	需通过消息编号（如1, 2, 3或嵌套1.1, 1.2）表示顺序，需主动阅读编号。
对象关联可视化	对象间关联（如链接）较难直接观察，需通过消息推断。	对象间的链接（连线）明确显示关联关系，结构布局一目了然。
复杂逻辑适应性	对循环、条件分支的可读性较差，需用片段（如`loop`、`alt`）标记。	通过编号和消息路径可灵活表示分支，但复杂度高时可能混乱。
多对象交互场景	对象过多时，横向排列导致空间紧张，需分页或压缩。	对象布局灵活，可自由排列，适合展示多对象的协作网络。
适用场景	- 调试时序问题 - 分析用例执行流程 - 需要明确操作顺序时。	- 设计对象协作模式 - 理解系统结构关系 - 重构对象交互时。
优点	- 时序清晰 - 适合展示动态流程 - 易理解消息触发顺序。	- 结构关系明确 - 适合展示静态协作 - 灵活适应复杂布局。
缺点	- 对象关联隐式 - 分支/循环降低可读性 - 横向扩展性差。	- 消息顺序需主动解析 - 编号复杂时易混乱 - 时序不够直观。