【UML】NO.1 UML簡介

一、什么是UML

二、UML和軟件工程

三、UML的誕生

四、UML的基本構成

從今天開始，開一個新的話題，把UML梳理一遍。

一、什么是UML

UML（Unified Modeling Language,UML）是一個通用的可視化建模語言標準，用于對軟件進行描述、可視化處理、構造和建立軟件系統制品的文檔。

UML不是一門程序設計語言，而是一種可視化的建模語言。

UML（Unified Modeling Language，統一建模語言）被認為是一門語言的原因如下：

它是一種標準化的表示法：UML為面向對象系統的產品提供了說明、可視化和文檔編制的標準語言，使得不同的人員和團隊能夠使用共同的理解和符號進行溝通。
它具有豐富的表現力：UML提供了多種圖形表示法，如類圖、時序圖、用例圖等，可以描述系統的靜態結構和動態行為，從而幫助人們更好地理解和分析復雜的系統。
它是一種建模工具：UML本質上是一種用于對軟件密集系統進行可視化建模的工具，支持面向對象的分析與設計。通過UML，人們可以從不同的視角對系統進行建模，從而更好地理解系統的結構和行為。
它獨立于具體的程序設計語言：UML是一種通用的建模語言，可以與各種編程語言進行映射和轉換。因此，無論使用哪種編程語言，都可以使用UML進行建模和分析。
它廣泛應用于軟件工程領域：UML已成為軟件工程領域廣泛使用的一種語言和工具，被應用于企業信息系統、銀行金融服務系統、通信系統、交通系統等各種領域。

UML作為一門語言，具有標準化的表示法、豐富的表現力、建模工具的特性、獨立于具體的程序設計語言以及廣泛的應用領域等特點。

二、UML和軟件工程

UML與軟件工程有著密切的聯系，并在軟件工程領域發揮著重要作用。以下是UML與軟件工程之間的聯系及其對軟件工程的作用：

建模工具：UML是一種用于對軟件密集系統進行可視化建模的工具，它是軟件工程中最常用的建模語言之一。通過UML，軟件工程師可以使用一組豐富的圖形表示法來描述系統的靜態結構和動態行為，從而更好地理解和分析復雜的軟件系統。
需求分析和設計：UML在軟件工程的早期階段起著重要作用，特別是在需求分析和設計階段。通過繪制用例圖、類圖、時序圖等，項目團隊可以在項目早期明確梳理系統需求和業務流程，為開發人員提前確定目標和工作范圍，避免后期需求變更帶來的成本和風險。UML圖可以幫助團隊成員更好地理解和管理復雜系統，從而提高開發效率和質量。
溝通與合作：UML提供了一種通用的表示方法，使得軟件工程師、項目經理、系統分析師等不同角色的人員能夠使用共同的理解和符號進行溝通。通過UML圖，團隊成員可以更快速地了解項目的整體情況，包括系統的結構、功能、交互等，從而提高溝通效率和協作能力。
文檔編制：UML圖可以作為軟件系統的文檔，用于記錄系統的設計、實現和測試過程。這些文檔可以幫助團隊成員回顧和理解系統的歷史和設計決策，也可以作為與系統利益相關者（如客戶、測試人員等）溝通的橋梁。
工具支持：許多軟件工程工具和集成開發環境（IDE）都提供了對UML的支持，包括自動生成代碼、逆向工程、代碼與模型同步等功能。這些工具可以幫助軟件工程師更高效地使用UML進行建模和開發工作。

通過使用UML進行建模和分析，軟件工程師可以更好地理解和管理系統復雜性，提高溝通效率和協作能力，明確系統需求并降低風險，從而提高軟件開發的效率和質量。

三、UML的誕生

UML的誕生過程可以追溯到20世紀90年代初，當時面向對象編程和軟件工程領域正在快速發展。不同的建模語言和方法論紛紛涌現，如Booch、Rumbaugh的OMT和Jacobson的OOSE等。然而，這些方法之間存在差異，導致用戶難以根據應用特點選擇合適的建模語言，引發了所謂的"方法大戰"。

為了解決這一問題，1994年，Grady Booch、Jim Rumbaugh和Ivar Jacobson這三位面向對象方法領域的先驅者開始合作，試圖整合他們的方法，以形成一個統一的標準建模語言。他們的合作得到了Object Management Group（OMG，對象管理組織）的支持。OMG是一個國際性的非營利組織，致力于推動對象技術的標準化。

經過一段時間的努力，1997年，OMG正式發布了UML 1.0版本，標志著UML的誕生。UML提出了一套IT專業人員期待多年的統一的標準建模符號，通過使用UML，這些人員能夠閱讀和交流系統架構和設計規劃。UML迅速得到了業界的廣泛接受和應用，并逐漸發展成為軟件工程領域最重要的建模語言之一。

UML的成功得益于其標準化、易于理解和使用的特點，以及OMG的持續推廣和支持。如今，UML已經廣泛應用于各種領域，包括企業信息系統、銀行金融服務系統、通信系統、交通系統等，成為軟件工程領域不可或缺的一部分。

四、UML的基本構成

UML的構成主要包括以下幾個部分：

視圖（Views）：UML提供了多種視圖來描述系統的不同方面。常見的視圖包括用例圖、類圖、時序圖、活動圖等。每個視圖都側重于系統的某個特定方面，例如用例圖用于描述系統的功能需求，類圖用于描述系統的靜態結構，時序圖用于描述系統對象之間的交互等。通過不同視圖的組合使用，可以全面地理解和描述系統的全貌。
圖（Diagrams）：UML中的圖是指用于可視化建模的具體圖形表示法。每種圖都有其特定的符號和布局規則，用于表示系統中的不同元素和關系。例如，類圖中的類、屬性和方法使用特定的符號進行表示，時序圖中的對象、消息和時間順序也有其獨特的表示方式。通過繪制不同類型的圖，可以清晰地表達系統的結構、行為和交互。
模型元素（Model Elements）：UML中包含了許多模型元素，用于描述系統中的實體、關系和屬性。這些模型元素包括類、接口、對象、關聯、泛化、聚合、依賴等。每個模型元素都有其特定的含義和用途，在建模過程中起著重要作用。通過對模型元素的定義和組合，可以構建出具有豐富語義的UML模型。
通用機制（General Mechanisms）：UML還提供了一些通用機制，用于增強模型的表達能力和靈活性。這些通用機制包括注釋、約束、擴展機制等。注釋用于在模型中添加解釋性文本，約束用于定義模型元素的規則和限制，擴展機制用于自定義UML的符號和語義。通過使用這些通用機制，可以根據具體需求對UML進行擴展和定制。

我們已經討論過UML與軟件工程的關系以及對軟件工程的作用。UML作為一種建模語言，可以幫助軟件工程師更好地理解和管理系統復雜性，提高溝通效率和協作能力，明確系統需求并降低風險，從而提高軟件開發的效率和質量。通過使用UML的視圖、圖、模型元素和通用機制，軟件工程師可以構建出具有豐富語義的UML模型，用于描述和分析軟件系統。

很多建模工具，都支持通過UML圖生成代碼。

現在UML繪制最流行的工具包括以下幾種：

Visual Paradigm：是一款功能強大的UML工具，支持多種UML圖和模型元素的繪制，具有豐富的模板和符號庫，可以幫助用戶快速創建專業的UML模型。
StarUML：是一款廣泛使用的開源UML工具，具有直觀的用戶界面和強大的功能，支持多種UML圖和模型元素的繪制，以及代碼生成和逆向工程等功能。
Enterprise Architect：是一款功能齊全的商業UML工具，提供了豐富的UML建模功能，包括需求管理、系統設計、數據庫建模、測試等，可以幫助企業快速構建高質量的軟件系統。
Rational Rose：是一款歷史悠久的UML工具，具有完善的建模功能和廣泛的支持，可以用于大型復雜系統的建模和分析，支持多種編程語言和平臺。
UML Designer：是一款基于Eclipse插件的UML工具，提供了輕量級的UML建模功能，支持多種UML圖和模型元素的繪制，以及代碼生成和文檔生成等功能。

我最早繪制UML使用的就是Rose，很多UML教程中的黃底紅線的圖，都是出自Rose。

我個人覺得，UML最大的作用，就是在你不知道如何思考的時候，給你一個方向。

當然，UML本身也確實越來越復雜，甚至比要設計的軟件本身還要復雜，這個其實沒關系，靈活應用就好了。UML畢竟提供了一系列的抽象方法，讓你對紛繁復雜的各種邏輯，做更理智的分析。