3 历史

20世纪90年代是C++等面向对象语言发展的时代。由于所开发的系统复杂难懂，导致系统部署后面临设计和分析问题。很难向他人解释系统。

UML一经问世，许多改变游戏规则的实验和方法便应运而生，从而简化了分析系统的艰巨任务。

UML 是一种面向对象的统一建模语言。它是由Rational软件公司杰出的软件工程师Grady Booch、Ivar Jacobson和James Rumbaugh于1994年和1995年发明的。该语言一直开发到1996 年。

UML 每一位发明者都有设计一种语言来降低复杂性的奇妙想法。

Booch的方法在设计和构建对象时非常灵活。
Jacobson的方法提供了一种围绕用例开展工作的好方法。它还为高层设计提供了一种强大的方法。
Rumbaugh的方法在处理敏感系统时非常有用。
后来，大卫-哈雷尔（David Harel）发明的 UML 引入了行为模型和状态图。

1997年，UML被对象管理集团（OMG Object Management Group）认定为标准。自 UML 被采纳为标准以来，对象管理小组一直负责管理 UML。

2005年，国际标准化组织批准UML成为 ISO 标准。各行各业都在使用UML创建面向对象模型。

最新的UML版本是2017年12月发布的 2.5.1。

3.1 UML版本

• 1997年11月 1.1 UML 被Object Management Group采用。这是 UML 的第一个版本。
• 2000年3月 1.3对现有模型进行了小幅升级，对UML的语义、符号和元模型进行了显著修改。
• 2001年 9月 1.4是UML的重大更新。它通过提供各种扩展来扩展 UML。在图中引入了可见性、工件、定型。
• 2003 年3月 1.5UML 增加了过程、数据流机制等功能。
• 2005 年1月 1.4.2 UML被ISO接受为标准。
• 2005年8月 2.0UML 增加了对象、包、时序、交互等新图表。活动图和序列图增加了新功能。协作图更名为通信图。在现有图表中引入了多种功能和变化。
• 2006年4月 2.1对 UML2.0进行了修正。
• 2007年2月 2.1.1对 UML 2.1进行了升级。
• 2007 年11月 2.1.2 重新定义了UML2.1.1。
• 2009 年 2 月 2.2 修复了UML 2.1.2 的错误。
• 2010 年 5 月 2.3 修订了UML 2.2，并对组件图进行了细微修改。
• 2011 年 8 月 2.4.1 对类、包和定型进行了修改。修订了 UML2.3，增加了增强功能。
• 2015 年6月2.5修订了 UML 2.4.1，并做了微小改动。UML 变得比以前简单。引入了快速运行和生成更有效模型的功能。淘汰了过时的功能。取消了作为辅助构造的模型和模板。

3.2 UML 的特点

• 通用建模语言。

• 不同于 Python、C、C++ 等软件编程语言。

• 图形语言，可用于生成强大的建模元素。

• 与面·向对象的设计和分析有关。

• 在软件行业之外也有应用，比如可视化工厂的工作流程。

3.3 概念模型

概念模型由相互关联的各种概念组成。它能帮助我们理解

• 什么是对象？
• 如何通过交互来执行流程？

UML 中需要概念模型。在对系统进行实际建模之前，您必须了解实体及其之间的关系。

开始使用 UML 时，需要以下面向对象的概念：

• 对象： 它是现实世界的实体。一个系统中有多个对象。它是 UML 的基本构件。
• 类： 类是容器，对象及其关系在其中得以维护。
• 抽象： 表示实体而不显示实现细节的机制。它用于将对象的行为可视化。
• 继承： 这是一种扩展现有类以创建新类的机制。
• 多态： 表示对象的机制，该对象有多种形式，用于不同的目的。
• 封装：将对象和数据绑定在一起的方法。它确保了对象和数据之间的紧密耦合。

以上也被称为 UML 的基本构件。

3.4 UML工具

市场上有许多生成UML图表的工具。有些是基于桌面的，有些可以在线使用。以下是一份可用于创建UML模型的工具清单：

• mermaid
• 时序图 https://www.websequencediagrams.com/
• Edraw Max
• Moqups
• Visio
• ConceptDraw
• StarUML
• Umbrello
• UML 设计工具

4 关系

UML图中的关系用于表示各种事物之间的联系。在统一建模语言中，关系是结构、行为或分组等事物之间的联系。

以下是 UML 中不同类型的标准关系、

• 关联
• 依赖关系
• 泛化
• 实现

除此之外，UML还允许使用聚合和组合关系。

4.1 UML关联

这是一种结构关系，表示对象可以与系统内的另一个对象连接或关联。以下约束可应用于UML关联关系。

• implicit - 隐式约束（Implicit constraints）
• ordered
• changeable
• addOnly
• frozen 当在两个对象之间插入链接时，如果给定链接或连接上的冻结约束处于激活状态，则不能修改该链接或连接。
  我们还可以创建一个具有 UML 关联属性的类；它被称为关联类。

4.1.1 反射关联

反射关联是UML中关联关系的一种子类型。在反身关联中，同一个类的实例可以相互关联。类的实例也被称为对象。

反射关联表示同一个类的对象之间可以存在链接或联系。

举例说明：

让我们以水果类为例。

水果类有两个实例，如芒果和苹果。反射关联表示芒果和苹果之间可以存在联系，因为它们是同一个类（如水果类）的实例。

4.1.2 直接关联

在直接关联中，流动是有方向的。从一个类到另一个类的关联只朝一个方向流动。

4.1.3 UML组合

它不是标准的 UML 关系，但仍在各种应用中使用。

复合聚合是聚合关系的一种子类型，其特征如下：

• 对象之间的双向关联。
• 整体/部分关系。
• 删除了一个复合关系，那么与之相关的所有其他部分也会被删除。

复合聚合被描述为二元关联，在聚合（整体）端有填充的黑菱形。

文件夹可以包含很多文件，而每个文件都有一个文件夹父文件。如果删除文件夹，所有包含的文件也会被删除。

参考资料

• 软件测试精品书籍文档下载持续更新 https://github.com/china-testing/python-testing-examples 请点赞，谢谢！
• 本文涉及的python测试开发库 谢谢点赞！ https://github.com/china-testing/python_cn_resouce
• python精品书籍下载 https://github.com/china-testing/python_cn_resouce/blob/main/python_good_books.md
• Linux精品书籍下载 https://www.cnblogs.com/testing-/p/17438558.html

4.1.4 UML聚合

聚合是UML中关联关系的子类型。聚合和组合都是 UML 中关联关系的类型。聚合关系可以简单地描述为 “一个类的对象可以拥有或访问另一个类的对象”。

在聚合关系中，即使源对象被销毁，从属对象仍在关系的范围内。

让我们以汽车和车轮为例。

汽车需要车轮才能正常工作，但车轮并不一定需要汽车。它也可以与自行车、脚踏车或其他任何车辆一起使用，但不能与特定的汽车一起使用。在这里，即使没有汽车对象，车轮对象也是有意义的。这种关系称为UM 聚合关系。

UML聚合关系

Association	Aggregation	Composition
箭头	一端为空箭头的直线	直线表示，箭头一端有填充。
两个或多个类之间	关联关系的一部分	关联关系的一部分。
一一关联、一多关联、多一关联和多多关联	弱关联类型	强关联类型。
一个或多个对象可以相互关联。	在聚合关系中，相互关联的对象可以保持在系统范围内，而无需相互关联。	相互关联的对象不能离开彼此而留在系统范围内。
对象之间相互链接	不依赖于其他对象	对象之间高度依赖。
删除一个元素可能会也可能不会影响另一个关联元素。	删除一个元素不会影响另一个关联元素	删除一个元素会影响另一个关联元素。
一个教师与多个学生相关联。	一辆汽车需要一个轮子，但它并不总是需要同一个轮子	文件放在文件夹里。如果删除文件夹，那么与该文件夹相关的文件也会被删除。

4.2 小结

• 关系是事物之间的联系。
• 关联、依赖、泛化和实现是UML各种关系。
• 除了标准关系，UML 还使用了组合和聚合。
• 聚合和组合都是 UML 中关联关系的类型。
• UML组合是一种双向关系，也称为二元关系。