UML精准入门指南1

一、前言

谈到面向对象技术的分析和设计，自然就离不开 UML。对于 UML 这个概念，很多程序员朋友耳熟能详，也有在用，但在工作中，一些朋友其实并不擅长使用 UML 甚至对 UML 这个东西模棱两可，也包括我自己。因此我希望可以结合自己的经验和实践，写一篇 UML 的入门文章，帮助做面向对象的程序员朋友能更好的利用它，从而顺利完成自己的编程设计工作。

以下是本文大纲。

二、从一个示例开始

先举个现实世界的例子。我们上大学的时候，作为学生，每人都有一张学生证，会归属到一个班级，上学时可能会用到自行车。很多同学还会考驾照，挑放假时间练车，车可能是轿车也可能是皮卡。

如果想通过在线的方式记录以上的信息和行为，在软件世界中如何表达呢？

相信很多朋友的操作是，找到这段话里的主语和宾语，也就找到了这个例子中涉及的角色，然后通过动词来判断各个角色之间的关系和能力，最后用代码的方式来表达，产出可执行的程序。

像下图这样，识别出关键的实体和它们之间的关系。

用软件工程的方式，解决现实中的问题，是信息时代最明显的特点，这让我们的生活和工作变得更加便利。

但现实世界错综复杂，灵活多变，每个人的理解可能会有不同，从现实世界到软件世界的映射，就变得困难重重，一团乱麻。

如何让现实世界到软件世界映射变的简单容易，这就是 UML 要解决的问题。

三、什么是 UML？

UML 全称是 Unified Modeling Language（统一建模语言），它以图形的方式来描述软件的概念。

3.1 为什么称为语言

先说语言，为什么称为语言？

名称的落脚点是语言。既然是语言，那么它就会具备语言的特性，比如结构上它由词汇和语法构成，功能上它能解决沟通问题。

你熟知的语言里比较多的应该是汉语和英语，如果从事软件行业，C 语言和 Java 语言你应该也不会陌生。英语和 Java 语言明显都是语言，却常常不被放在一起讨论，为什么？因为它们是不同维度的语言。英语是解决现实世界中人与人之间沟通问题的人类语言，Java 是解决软件世界中程序员与计算机之间沟通问题的计算机语言。

人类语言本质上是事实和观点的表达，计算机语言本质上是0 和 1 的表达。前者的表达形式是难以确定的，而且可能会产生歧义，所以才会有「被误解是表达者的宿命」这样的观点， 但后者就是确定性无歧义的 0 1 表达。

这么看来，UML 的目标是通过一定结构的表达，来解决现实世界到软件世界的沟通问题。

3.2 什么是建模

再说建模，模是什么，需要怎么建？

建模简单讲，是指通过抽象的方式解决某个领域的问题。各个抽象角度共同组成了一个问题领域。

对于传统模型而言，建造它是为了证明这个问题领域下某件事物能否工作。当然它有前提，即建造模型的成本远远低于建造实物的成本。比如造飞机或造高楼。

对于软件模型而言，建造它是为了与他人沟通，也为了保存这个问题领域下软件设计的最终成果。当然它也有前提，就是模型比代码更说明问题。

比如购物这个问题，甲可以在淘宝上买衣服，乙可以在亚马逊上买书，丙可以在京东上买手机。

谁买东西？是甲、乙和丙，他们都能抽象成人。

买什么东西？有衣服、书和手机，它们都能抽象成货。

在哪里买？在淘宝，亚马逊和京东，它们都能抽象成场。

整体抽象一下就是人到场里买货。所以购物这个场景所抽象出来的人货场，就用来解决零售领域的问题。当然还可能会有些规则，比如成为注册会员才能发生交易。

我们会发现，一个特定的事件（比如购物）里，会有特定的人的行为（比如甲乙丙要上电商网站），会有特定的物（比如货），有特定的规则（比如注册会员），共同完成购物这件事。

特定的事 = 特定的人的行为 + 特定的物 + 特定的规则

在人货场这个抽象角度里，就会涉及到很多特定的事，包括会员注册，会员下单，会员支付，商家发货，快递公司邮寄等等。

模简单讲，就是人、事、物和规则。

人是一切的中心，人要做事，做事就会使用一些物并产生另一些物，同时做事需要遵循一定的规则。

人驱动系统，事体现过程，物记录结果，规则是控制。

建立模型的关键就是弄明白有什么人，什么人做什么事，什么事产生什么物，中间有什么规则，再把人、事、物之间的关系定义出来，一个模型也就基本成型了。

3.3 统一的意义在哪

统一的普遍意义是形成标准。所谓标准，就是所有人都明白的表述，所有人都遵从的格式。标准可以让信息在人群中无障碍地流通，即使这些信息来自不同地域、不同文化、不同社会或不同组织。

比如美元作为国际统一使用的货币方便了全球的经济贸易，我们国家普及普通话方便了不同地区的交流沟通。

在软件世界，任何一种组件化开发模式背后都有一个标准在规范和指导，比如 Java 的 JSR 标准。有了标准，编程就容易组件化，协作效率也会提升很多。对 UML 来说，这就是统一的意义。

四、为什么需要 UML

一个软件项目要经历业务调研、立项、需求采集、架构设计、编码开发和测试验证等多个环节。

每个环节可能角色并不相同，同样的文档同样的话语越向后传递就越容易失真。因此就容易出现最终交付的产品不是客户真正想要的这种情况。

如何避免角色间信息传递的失真，保证信息能被准确的传达和准确的理解？一种好的办法就是大家使用标准化的语言。

统一建模语言(UML)就试图用标准化的语言来覆盖整个软件过程，让不同团队不同角色可以用相同的语言顺畅的沟通。

在信息传播方面，图形相对于文字，人脑的接受能力显然更强。因此，UML 采用了「可视化」的图形方式来定义语言。