本節(jié)向大家介紹一下如何用UML設(shè)計(jì)Java應(yīng)用程序， 這里就以圖書館借閱和預(yù)定圖書和雜志的應(yīng)用程序?yàn)槔虼蠹抑v解，主要有需求分析和域分析等內(nèi)容，相信本節(jié)的學(xué)習(xí)一定會(huì)讓你對(duì)UML設(shè)計(jì)有新的理解。

用UML設(shè)計(jì)Java應(yīng)用程序

本文的案例學(xué)習(xí)提供了一個(gè)例子，說(shuō)明如何將UML用在現(xiàn)實(shí)中。一個(gè)處理圖書館借閱和預(yù)定圖書和雜志的應(yīng)用程序，可以大到足夠檢驗(yàn)UML解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題能力的程度。但是如果太大的話，則不適合在雜志上發(fā)表。

在分析模型中，用用例和域分析描述了應(yīng)用程序。我們進(jìn)一步把它擴(kuò)展成設(shè)計(jì)模型。在設(shè)計(jì)模型中，我們描述了典型的技術(shù)解決方案細(xì)節(jié)。***，我們編寫了一段Java代碼（代碼連同完整的分析和設(shè)計(jì)模型放在網(wǎng)上，以一種包括評(píng)估版在內(nèi)的RationalRose能夠識(shí)別的格式在線提供。）

必須注意，這里只是一個(gè)可行的解決方案。可能會(huì)有許多其他的解決方案。沒(méi)有絕對(duì)正確的方案。當(dāng)然，有的方案更好一些，但只有不斷的實(shí)踐和努力的工作才能掌握相應(yīng)的技能。

1．需求（Requirements）

典型地，由系統(tǒng)最終用戶的代表寫出文本形式的需求規(guī)范文檔。UML設(shè)計(jì)中對(duì)于該圖書館應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)，需求規(guī)范文檔應(yīng)該類似于這樣：

1.這是一個(gè)圖書館支持系統(tǒng)；

2.圖書館將圖書和雜志借給借書者。借書者已經(jīng)預(yù)先注冊(cè)，圖書和雜志也預(yù)先注冊(cè)；

3.圖書館負(fù)責(zé)新書的購(gòu)買。每一本圖書都購(gòu)進(jìn)多本書。當(dāng)舊書超期或破舊不堪時(shí)，從圖書館中去掉。

4.圖書管理員是圖書館的員工。他們的工作就是和讀者打交道并在軟件系統(tǒng)的支持下工作。

5.借閱人可以預(yù)定當(dāng)前沒(méi)有的圖書和雜志。這樣，當(dāng)他所預(yù)定的圖書和雜志歸還回來(lái)或購(gòu)進(jìn)時(shí)，就通知預(yù)定人。當(dāng)預(yù)定了某書的借書者借閱了該書后，預(yù)定就取消?；蛘咄ㄟ^(guò)顯式的取消過(guò)程強(qiáng)行取消預(yù)定。

6.圖書館能夠容易地建立、修改和刪除標(biāo)題、借書者、借閱信息和預(yù)定信息。

7.系統(tǒng)能夠運(yùn)行在所有流行的技術(shù)環(huán)境中，包括Unix,Windows和OS/2，并應(yīng)有一個(gè)現(xiàn)代的圖形用戶界面(GUI)。

8.系統(tǒng)容易擴(kuò)展新功能。

系統(tǒng)的***版不必考慮預(yù)定的圖書到達(dá)后通知預(yù)定人的功能，也不必檢查借書過(guò)期的情況。

2．分析（Analysis）

系統(tǒng)分析的目的是捕獲和描述所有的系統(tǒng)需求，并且建立一個(gè)模型來(lái)定義系統(tǒng)中主要的域類。通過(guò)系統(tǒng)分析達(dá)到開(kāi)發(fā)者和需求者的理解和溝通。因此，分析一般都是分析員和用戶協(xié)作的產(chǎn)物。在這個(gè)階段，程序開(kāi)發(fā)者不應(yīng)該考慮代碼或程序的問(wèn)題；它只是理解需求和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的***步。

2．1需求分析（RequirementsAnalysis）

UML設(shè)計(jì)中需求分析的***步是確定系統(tǒng)能夠做什么？誰(shuí)來(lái)使用這個(gè)系統(tǒng)？這些分別叫角色（actors）和用例（usecases）。用例描述了系統(tǒng)提供什么樣的功能。通過(guò)閱讀和分析文檔，以及和潛在的用戶討論系統(tǒng)來(lái)分析用例。#p#

圖書館的角色定為圖書管理員和借書人。圖書管理員是軟件系統(tǒng)的用戶；而借書者則是來(lái)借閱或預(yù)定圖書雜志的客戶。偶爾，圖書管理員或圖書館的其他工作人員也可能是一個(gè)借書者。借書者不直接和系統(tǒng)交互，借書人的功能由圖書管理員代為執(zhí)行。

圖書館系統(tǒng)中的用例有：

1.借書

2.還書

3.預(yù)定

4.取消預(yù)定

5.增加標(biāo)題

6.修改或刪除標(biāo)題

7.增加書目

8.刪除書目

9.增加借書者

10.修改或刪除借書者

由于一本書通常有多個(gè)備份，因此系統(tǒng)必須將書的標(biāo)題和書目的概念區(qū)分開(kāi)。

UML設(shè)計(jì)中圖書館系統(tǒng)分析的結(jié)果寫在UML用例圖中。每一個(gè)用例都附帶有文本文檔，描述用例和客戶交互的細(xì)節(jié)。文本是通過(guò)與客戶討論得到的。用例“借書”描述如下：

1．如果借閱者沒(méi)有預(yù)定：

◆確定標(biāo)題

◆確定該標(biāo)題下有效的書目

◆確定借書者

◆圖書館將書借出

◆登記一個(gè)新的借閱

2．如果借閱者有預(yù)定：

◆確定借書人

◆確定標(biāo)題

◆確定該標(biāo)題下有效的書目

◆圖書館將相應(yīng)的書目借出

◆登記一個(gè)新的借閱

◆取消預(yù)定

除了定義系統(tǒng)的功能需求之外，在分析過(guò)程中用例用于檢查是否有相應(yīng)的域類已經(jīng)被定義，然后他們可以被用在設(shè)計(jì)階段，確保解決方案可以有效地處理系統(tǒng)功能?？梢栽陧樞驁D中可視化實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

圖1：角色和用例。分析中的***步就是指出系統(tǒng)能被用來(lái)做什么，誰(shuí)將去使用它。它們分別就是用例和角色。所有的用例必須始于角色，而且有些用例也結(jié)束于角色。角色是位于你所工作的系統(tǒng)外部的人或其他系統(tǒng)。一臺(tái)打印機(jī)或一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)都可能是一個(gè)角色。本系統(tǒng)有兩個(gè)角色：借閱者和圖書管理員。通過(guò)與用戶或客戶的討論，可以將每一個(gè)用例用文字進(jìn)行說(shuō)明。

2．2域分析（DomainAnalysis）

UML設(shè)計(jì)時(shí)系統(tǒng)分析也詳細(xì)地列出了域（系統(tǒng)中的關(guān)鍵類）。為了導(dǎo)出一個(gè)域分析，可以閱讀規(guī)范文檔（specifications）和用例，查找哪一些概念應(yīng)該被系統(tǒng)處理。或者組織一個(gè)集體討論，在用戶及領(lǐng)域?qū)＜夜餐膮⑴c下指出系統(tǒng)中必須處理的關(guān)鍵概念，以及它們之間的關(guān)系。

圖書館系統(tǒng)中的域類如下：borrowerinformation（如此命名是為了與用例圖中的角色borrower區(qū)分開(kāi)來(lái)），title，booktitle,magazinetitle,item,reservation和loan。這些類以及它們之間的關(guān)系記錄在類圖文檔中，如圖2所示。域類定義為Businessobject版型，Businessobject版型是一個(gè)用戶自定義的版型，指定該類的對(duì)象是關(guān)鍵域的一部分，并且應(yīng)該在系統(tǒng)中持久存儲(chǔ)。
其中有些類有UML狀態(tài)圖，用來(lái)顯示這些類的對(duì)象可能具有的不同狀態(tài)，以及觸發(fā)他們的狀態(tài)發(fā)生改變的事件。該例子中有狀態(tài)圖的類是item和title類。
用例lenditem（借閱者沒(méi)有預(yù)定的情況）的順序圖顯示在圖3中。所有用例的順序圖都可從在線模型中查到。

圖2：域類結(jié)構(gòu)。域分析詳細(xì)說(shuō)明了系統(tǒng)中的關(guān)鍵類。對(duì)每一個(gè)對(duì)象而言，如果它調(diào)用了其他對(duì)象的方法，那么在他們之間就用一條直線連結(jié)起來(lái)，以顯示他們之間的關(guān)系。每一個(gè)代表類的四邊形被分成了三部分，最頂層包括類的名稱，中間一層是類的屬性，***層是類的方法。類之間的直線是關(guān)聯(lián)，用來(lái)指出一個(gè)對(duì)象調(diào)用另一個(gè)對(duì)象的方法。如果再仔細(xì)看，將會(huì)發(fā)現(xiàn)在Loan和Item之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系中靠近Loan的一端有“0..1”,這代表關(guān)聯(lián)的重?cái)?shù)。重?cái)?shù)“0..1表示Item可以感知0個(gè)到1個(gè)loan。其他可能出現(xiàn)的重?cái)?shù)還有：“0..*”表示0或多；“1”表示就是1；“0”表示就是0，“1..*”表示1或多。
當(dāng)對(duì)順序圖建模時(shí)，必須提供窗體和對(duì)話框作為人機(jī)交互的界面。在本分析當(dāng)中，只要知道借書、預(yù)定和還書需要窗體就可以了。在此，詳細(xì)的界面不必考慮。
為了把系統(tǒng)中的窗體類和域類分開(kāi)，所有的窗體類組織在一起放在GUIPackage包中。域類組織在一起放在BusinessPackage包中。

圖3：Lenditem場(chǎng)景的順序圖。UML設(shè)計(jì)中場(chǎng)景是從頭到尾實(shí)現(xiàn)一個(gè)用例的一次特定的過(guò)程。場(chǎng)景總是始于角色，而角色是屬于系統(tǒng)外部的。場(chǎng)景描繪了從所有角色的觀點(diǎn)出發(fā)，完成一次系統(tǒng)動(dòng)作的完整過(guò)程。UML在用順序圖來(lái)圖示場(chǎng)景。本用例圖顯示了在借閱者沒(méi)有預(yù)定圖書的情況下的Lend用例。橫在圖的頂部的是參與交互的對(duì)象。自上而下表示時(shí)間的流逝。首先，圖書管理員嘗試去查找標(biāo)題。標(biāo)有“LendingWindow”的是用戶界面，在分析階段作為一個(gè)粗略的對(duì)象。橫在順序圖中的每一個(gè)箭頭都是一次方法的調(diào)用，箭頭的首端是調(diào)用的對(duì)象，箭頭的末端是被調(diào)用的對(duì)象。
 

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