【教学课件】第六章动态视图.ppt

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1、第六章第六章 动态视图动态视图一、时序图一、时序图二、协作图二、协作图三、状态图三、状态图四、活动图四、活动图 交交互互图图（Interaction Diagram）描描述述了了一一个个交交互互，它它由由一一组组对对象象和和它它们们之之间间的的关关系系组组成成，并并且且还还包包括括在在对象间传递的信息。对象间传递的信息。时时序序图图（Sequence Diagram）是是强强调调消消息息时时间间顺顺序序的的交交互互图图。时时序序图图描描述述类类系系统统中中类类和和类类之之间间的的交交互互，它它将将这这些些交交互互建建模模成成消消息息交交换换，也也就就是是说说，时时序序图图描描述述了了类类以以及

2、及类类间间相相互互交交换换以以完完成成期期望望行行为为的的消消息息。一、时序图一、时序图时序图的建模技术时序图的建模技术 使用时序图对系统建模时，可以遵循如下策略：使用时序图对系统建模时，可以遵循如下策略：（1）设设置置交交互互的的语语境境，这这些些语语境境可可以以是是系系统统、子子系系统统、操操作作、类、用例和协作的一个脚本。类、用例和协作的一个脚本。（2）通通过过识识别别对对象象在在交交互互中中扮扮演演的的角角色色，根根据据对对象象的的重重要要性性，将其从左向右的方向放在时序图中。将其从左向右的方向放在时序图中。（3）设设置置每每个个对对象象的的生生命命线线。一一般般情情况况下下，对对象象

3、存存在在于于交交互互的整个过程，但它也可以在交互过程中创建和撤销。的整个过程，但它也可以在交互过程中创建和撤销。（4）从从引引发发某某个个交交互互的的信信息息开开始始，在在生生命命线线之之间间按按从从上上向向下下的顺序画出随后的消息。的顺序画出随后的消息。（5）设设置置对对象象的的激激活活期期，这这可可以以可可视视化化实实际际计计算算发发生生时时的的时时间点、可视化消息的嵌套。间点、可视化消息的嵌套。（6）如如果果需需要要设设置置时时间间或或空空间间的的约约束束，可可以以为为每每个个消消息息附附上上合适的时间和空间约束。合适的时间和空间约束。（7）给某控制流的每个消息附上前置或后置条件，这可以

4、更）给某控制流的每个消息附上前置或后置条件，这可以更详细化的说明这个控制流。详细化的说明这个控制流。二、二、协作图（协作图（Collaboration Diagram）协协作作图图（Collaboration Diagram）是是动动态态视视图图的的另另一一种种表表现现形形式式，它它强强调调参参加加交交互互的的各各对对象象的的组组织织。协协作作图图只只对对相相互互间间有有交交互互作作用用的的对对象象和和这这些些对对象象间间的的关系建模，而忽略了其他对象和关联。关系建模，而忽略了其他对象和关联。协协作作图图可可以以被被视视为为对对象象图图的的扩扩展展，但但它它除除了了展展现现出出对象间的关联外，

5、还显示出对象间的消息传递。对象间的关联外，还显示出对象间的消息传递。协作图的建模技术协作图的建模技术 使用协作图对系统建模时，可以遵循如下策略：使用协作图对系统建模时，可以遵循如下策略：（1）设设置置交交互互的的语语境境。这这里里所所指指的的语语境境可可以以是是系系统统、子子系系统统、操操作作、类类、用例或用例的脚本。用例或用例的脚本。（2）通通过过识识别别对对象象在在交交互互中中所所扮扮演演的的角角色色，开开始始绘绘制制协协作作图图，把把这这些些对对象象作为图的顶点放在协作图中。作为图的顶点放在协作图中。（3）在在识识别别了了协协作作图图对对象象后后，为为每每个个对对象象设设置置初初始始值值

6、。如如果果某某对对象象的的属属性性值值、标标记记值值、状状态态或或角角色色在在交交互互期期发发生生变变化化，则则在在图图中中放放置置一一个个复复制制对对象象，并并用用变变化化后后的的值值更更新新它它，然然后后通通过过构构造造型型become或或copy的的消息将这两者连接。消息将这两者连接。（4）设设置置了了对对象象的的初初始始值值后后，根根据据对对象象间间的的关关系系开开始始确确定定对对象象间间链链接接。一一般般先先确确定定关关联联的的链链接接；因因为为这这是是最最主主要要的的，它它代代表表了了结结构构的的链链接接。然然后后需需要要确确定定的的是是其其他他的的链链接接，用用合合适适的的路路径

7、径构构造造型型修修饰饰它它们们，这这表表达达了了对对象间是如何互相联系的。象间是如何互相联系的。（5）从从引引起起交交互互的的消消息息开开始始，按按消消息息的的顺顺序序，把把随随后后的的消消息息附附到到适适当当的的链链接上，这描述了对象间的消息传递。可以用带小数点的编号来表达嵌套。接上，这描述了对象间的消息传递。可以用带小数点的编号来表达嵌套。（6）如如果果需需要要说说明明时时间间或或空空间间的的约约束束，可可以以用用适适当当的的时时间间或或空空间间约约束束来来修修饰每个消息。饰每个消息。（7）在在建建模模中中，如如果果想想更更详详细细的的描描述述这这个个控控制制流流，可可以以为为交交互互过过

8、程程中中的的每每个消息都附上前置条件和后置条件。个消息都附上前置条件和后置条件。三、状态图（三、状态图（Statechart Diagram）状状态态图图是是UML中中对对系系统统动动态态方方面面建建模模的的图图之之一一。状状态态图图是是通通过过类类对对象象的的生生命命周周期期建建立立模模型型来来描描述述对对象象随随时时间间变变化化的的动动态态行行为为。状状态态图图显显示示了了一一个个状状态态机机，它它基基本本上上是是一一个个状状态态机机中中的的元元素的一个投影，这也就意味着状态图包括状态机的所有特性。素的一个投影，这也就意味着状态图包括状态机的所有特性。状状态态图图是是一一种种特特殊殊种种类

9、类的的图图形形，它它拥拥有有所所有有其其他他图图一一样样的的公公共共特特性性，即即名名称称和和投投影影在在一一个个模模型型上上的的图图形形。状状态态图图和和其其他他图图是是区别在于它的内容。区别在于它的内容。状态机（状态机（State Machine）在在UML里里，状状态态机机用用于于对对具具有有事事件件驱驱动动的的特特性性的的动动态态行行为为建建模模。事事件件驱驱动动的的动动态态行行为为的的特特定定是是对对象象当当前前时时刻刻的的动动态态行行为为将将取取决决于于当当前前的的事事件件输输入入和此对象在以前时刻的动态行为的结果。和此对象在以前时刻的动态行为的结果。状态机是展示状态与状态转换的图

10、。状态机是展示状态与状态转换的图。状态（状态（State）状状态态是是状状态态机机的的重重要要组组成成部部分分，它它描描述述了了状状态态机机所所在在对对象象的的动动态态行行为为的的执执行行所所产产生生的的结结果果。这这里里的的结结果果一一般般是是指指能能影影响响此此对对象象对对后后续续事事件件响响应应的的结结果果。状状态态用用于于对对对对象象在在其其生生命命中中的的状状况况建建模模，在在这这些些状状况况下下状状态态可可以以满满足足某某些些条条件件、执执行行某某些些操作或等待某些事件。操作或等待某些事件。转换转换状状态态图图通通过过对对对对象象的的状状态态以以及及状状态态间间的的转转换换建建模模

11、来来展展现现系系统动态行为。统动态行为。转转换换是是状状态态间间的的关关联联。它它们们用用于于对对一一个个实实体体的的不不同同状状态态间间的的关关系系建建模模。当当某某实实体体在在第第一一个个状状态态中中执执行行一一定定的的动动作作，并并在在某某个个特特定定事事情情发发生生并并且且某某个个特特定定的的条条件件满满足足时时进进入入下下一一个个状状态态。在在UML里里，转转换换由由五五个个部部分分组组成成，它它们们分分别别是是：源源状状态态（Source State）、目目标标状状态态（Target State）、触触发发事事件件（Trigger Event）、监监护护条条件件（Guard Con

12、dition）、动作（动作（Action）。）。状态图的建模技术状态图的建模技术 在在使使用用状状态态图图对对系系统统反反映映型型对对象象建建模模时时，可可以以参参照照以以下下步步骤进行：骤进行：（1）识别一个要对其生命周期进行描述的参与行为的类。）识别一个要对其生命周期进行描述的参与行为的类。（2）对状态建模，即确定对象可能存在的状态。）对状态建模，即确定对象可能存在的状态。（3）对事件建模，即确定对象可能存在的事件。）对事件建模，即确定对象可能存在的事件。（4）对对动动作作建建模模，即即确确定定当当转转变变被被激激活活时时，相相应应被被执执行行的动作。的动作。（5）对建模结果进行精化和细化

13、。）对建模结果进行精化和细化。一一般般学学习习过过C语语言言或或别别的的程程序序设设计计语语言言的的读读者者一一定定接接触触过过流流程程图图，因因为为流流程程图图清清晰晰的的表表达达了了程程序序的的每每一一个个步步骤骤序序列列、过过程、判定点和分支。程、判定点和分支。程程序序流流程程图图无无论论对对编编程程者者自自身身或或是是阅阅读读程程序序的的人人都都是是极极好好的的文文档档资资料料。对对于于程程序序员员，一一般般都都推推荐荐他他们们使使用用流流程程图图做做可可视视化描述工具来描述问解决方案。化描述工具来描述问解决方案。在在UML里里，活活动动图图本本质质上上就就是是流流程程图图，他他描描述

14、述系系统统的的活活动动、判判定定点点、分分支支等等，因因此此它它对对于于开开发发人人员员来来说说是是一一种种重重要要的的工工具。具。四、活动图（四、活动图（Activity Diagram）活动图的概念和内容活动图的概念和内容 1.动作状态动作状态 对对象象的的动动作作状状态态是是活活动动图图的的最最小小单单位位的的构构造造块块，并并且且表表示示原原子子动动作作。在在UML里里，动动作作状状态态是是以以执执行行指指定定动动作作，并并在在此此动动作作完完成成后后通通过过完完成成变变迁迁转转向向另另一一个个状状态态而而设设置置的的状状态态。这这里里所所指指的的动动作作有有三三个个特特点点：原原子子

15、性性的的即即不不能能被被分分解解成成更更小小的的部部分分；是是不不可可中中断断的的即即一一旦旦开开始始就就必必须须运运行行到到结结束束；是是瞬瞬时时的的即即动动作作状状态态所所占占用用的的处处理理时时间间通通常常是是极极短短的的，甚至是可以被忽略的。甚至是可以被忽略的。动动作作状状态态表表示示状状态态的的入入口口动动作作。入入口口动动作作是是在在状状态态被被激激活活的的时时候候执执行行的的动动作作，在在活活动动状状态态机机中中，动动作作状状态态所所对对应应的的动作就是此状态的入口动作。动作就是此状态的入口动作。在在UML中，动作状态使用带圆端的方框表示。中，动作状态使用带圆端的方框表示。2.活

16、动状态活动状态 对对象象的的活活动动状状态态可可以以被被理理解解成成一一个个组组合合，它它的的控控制制流流由由其其他他活活动动状状态态或或动动作作状状态态组组成成。因因此此活活动动状状态态的的特特点点是是：它它可可以以被被分分解解成成其其他他子子活活动动或或动动作状态，它能够被中断，它占有有限的事件。作状态，它能够被中断，它占有有限的事件。活活动动状状态态内内部部的的活活动动可可以以用用另另一一个个状状态态机机描描述述。从从程程序序设设计计的的角角度度来来理理解解，活活动动状状态态对对于于软软件件对对象象的的实实现现过过程程中中的的一一个个子子过过程程。如如果果某某活活动动状状态态是是只只包包

17、括括一一个个动动作作的的活活动动状状态态，那那它它就就是是动动作作状状态，因此动作状态是活动状态是一个特例。态，因此动作状态是活动状态是一个特例。在在UML中中，动动作作状状态态和和活活动动状状态态的的图图标标没没有有什什么么区区别别，都都是是圆圆端端的的方方框框。只只是是活活动动状状态态可可以以有有附附加加的的部部分分，如如可可以以指指定定入入口口动动作作、出出口口动动作作、状状态动作以及内嵌状态机。态动作以及内嵌状态机。3.转换转换 当当一一个个动动作作状状态态或或活活动动状状态态结结束束时时，该该状状态态就就会会转转换换到到下下一一个个状状态态，这这就就是是无无触触发发转转移移或或称称为

18、为自自动动转转移移。无无触触发发转转移移实实际际上上是是没没有有任任何何特特定定的的事事件件触触发发的的转转移移，即即当当状状态态结结束束工工作作时时就就自自动动的的发发生转移。生转移。活活动动图图开开始始于于初初始始状状态态，然然后后自自动动转转移移到到第第一一个个动动作作状状态态，一一旦旦该该状状态态所所说说明明的的工工作作结结束束，控控制制就就会会不不加加延延迟迟的的转转换换到到下下一一个个动动作作或或活活动动状状态态，并并以以此此不不断断重重复复，直直到到遇遇到到一一个个通通知知状状态态为为之之。现现实实中中，一一般般的的控控制制流流都都有有初初始始状状态态和和终终止止状状态态，除除非

19、非某某对对象象开开始始后后就就不不会会停停止止。对对状状态态图图中中相相同同，活活动动图图的的初初始始状状态态也也是是用用一一个个实实心心球球表表示示，终终止止状态是用一个半实心球表示。状态是用一个半实心球表示。4.分支分支 在在软软件件系系统统的的流流程程图图中中，分分支支十十分分常常见见，它它描描述述了了软软件件对对象象在在不不同同的的判判断断结结果果下下所所执执行行的的不不同同动动作作。在在UML中中，活活动动图图也也提提供供了了描描述述这这种种程程序序结结构构的的建建模模元元素素，这这被被称称为为分分支支（Branch）。分分支支是是状状态态机机的的一一个个建建模模元元素素，它它表表示

20、示一一个个触触发发事事件件在在不同的触发条件下引起多个不同的转移。不同的触发条件下引起多个不同的转移。活活动动图图中中的的分分支支用用一一个个菱菱形形表表示示。分分支支可可以以有有一一个个进进入入转转换换和和两两个个或或多多个个输输出出转转换换。在在每每条条输输出出转转换换上上都都有有监监护护条条件件表表达达式式（即即一一个个布布尔尔表表达达式式）保保护护，当当且且仅仅当当监监护护表表达达式式的的值值为为真真时时，该该输输出出路径才有效路径才有效。5.分叉和汇合分叉和汇合 在在建建模模过过程程中中，可可能能会会遇遇到到对对象象在在运运行行时时存存在在两两个个或或多多个个并并发发运运行行的的控控

21、制制流流。在在UML中中，可可以以使使用用分分叉叉把把路路径径分分成成两两个个或或多多个个并并发发流流，然然后后使使用用结合同步这些并发流。结合同步这些并发流。6.泳道泳道 泳泳道道将将活活动动图图的的活活动动状状态态分分组组，每每一一组组表表示示负负责责那那些些活活动动的的业业务务组组织织。在在活活动动图图里里泳泳道道区区分分了了其其中中活活动动的的不不同同职职责责，在在泳泳道道活活动动图图中中，每每一一个个活活动动都都只只能能明明确确的的属属于于一一个个泳泳道道。从从语语义义上上，泳泳道道可以被理解为一个模型包。可以被理解为一个模型包。泳泳道道可可以以用用于于建建模模某某些些复复杂杂的的活

22、活动动图图。这这时时，每每一一个个泳泳道道可可以以对对应应于于一一个个协协同同，其其中中活活动动可可以以由由一个或多个相互连接的类的对象实现。一个或多个相互连接的类的对象实现。7.对象流对象流活活动动图图一一般般是是对对系系统统进进行行需需求求分分析析和和描描述述系系统统的的动动态态行行为为，这这些些工工作作处处于于软软件件开开发发的的早早期期阶阶段段。当当软软件件开开发发进进入入建建造造期期后后，就就需需要要考考虑虑动动态态的的行行为为的的实实现现。这这时时，就就可可以以在在活活动图中使用对象流。动图中使用对象流。用用活活动动图图描描述述某某的的对对象象时时，可可以以把把中中所所涉涉及及的的

23、对对象象放放置置在在活活动动图图上上，并并用用一一个个依依赖赖将将这这些些对对象象连连接接到到对对它它们们进进行行创创建建、撤撤销销和和修修改改的的活活动动转转换换上上。这这种种依依赖赖关关系系和和对对象象的的应应用用被被称称为为对对象象流流。对对象象流流是是动动作作和和对对象象间间的的关关联联。它它可可用用于于对对下下列列关关系系建建模模：动动作作状状态态对对对对象象的的使使用用，以以及及动动作作状状态对对象的影响。态对对象的影响。在在UML中中，图图形形上上，使使用用矩矩形形表表示示对对象象，矩矩形形内内是是该该对对象象的的名名称称，名名称称下下面面的的方方括括号号中中命命名名此此对对象象

24、的的状状态态，还还可可以以在在对对象象名名的的下下面面加加一一个个分分隔隔栏栏表表示示对对象象的的属属性性值值。对对象象和和动动作作之之间间使使用用带带箭箭头头的的虚虚线线连连接接。这这条条带带箭箭头头的的虚虚线线表表示对象流。示对象流。活动图的用途活动图的用途 活活动动图图用用于于对对系系统统的的动动态态行行为为建建模模。它它是是状状态态机机的的一一种种可可视视化化形形式式，另另一一种种可可视视化化形形式式是是状状态态图图（这这在在6.3节节已已经经介介绍绍）。活活动动图图描描述述了了从从活活动动到到活活动动的的流流，活活动动是是状状态态机机中中进进行行的的非非原原子子操操作作。活活动动图图

25、实实际际上上是是状状态态图图的的特特殊殊形形式式，它它的的每每个个状状态态都都具具有有入入口口动动作作，用用以以说说明明进进入入该该状状态态发发生生的操作。的操作。在对一个系统建模时，通常有两种使用活动图的方式：在对一个系统建模时，通常有两种使用活动图的方式：（1）为工作流建模）为工作流建模 对对工工作作流流建建模模强强调调与与系系统统进进行行交交互互的的对对象象所所观观察察到到的的活活动动。工工作作流流一一般般处处于于系系统统的的边边界界，用用于于可可视视化化、详详述述、构构造造和和文档化开发系统所涉及的业务流程。文档化开发系统所涉及的业务流程。（2）为对象的操作建模）为对象的操作建模 活活

26、动动图图本本质质上上就就是是流流程程图图，他他描描述述系系统统的的活活动动、判判定定点点、分分支支等等部部分分。因因此此，在在UML中中，可可以以把把活活动动图图作作为为流流程程图来使用，用于对系统的操作建模。图来使用，用于对系统的操作建模。活动图的建模技术活动图的建模技术 在在系系统统建建模模过过程程中中，活活动动图图能能够够被被附附加加到到任任何何建建模模元元素素以以描描述述其其行行为为，这这些些元元素素包包括括用用例例、类类、接接口口、组组件件、节节点点、协协作作、操操作作和和方方法法。现现实实中中的的软软件件系系统统一一般般都都包包含含了了许许多多的的类类，以以及及复复杂杂的的业业务务

27、过过程程，这这里里所所指指的的业业务务过过程程就就是是所所谓谓的的工工作作流流。系系统统分分析析师师可可以以用用活活动动图图来来对对这这些些工工作作流流建建模模以以此此重重点点描描述述这这些些工工作作流流。系系统统分分析析师师还还可可以以用用活活动动图图对操作建模，用以重点描述系统的流程。对操作建模，用以重点描述系统的流程。无无论论在在建建模模过过程程中中活活动动图图的的重重点点是是什什么么，它它都都是是描描述述系系统统的动态行为。在建模过程中，读者可以参照以下步骤进行：的动态行为。在建模过程中，读者可以参照以下步骤进行：（1）识别要对其工作流进行描述的类。）识别要对其工作流进行描述的类。（2）对动态状态建模。）对动态状态建模。（3）对动作流建模。）对动作流建模。（4）对对象流建模。）对对象流建模。（5）对建模结果进行精化和细化。）对建模结果进行精化和细化。