實例解析UML對象圖用法
本文和大家重點討論一下UML對象圖的概念，一個UML對象圖主要集中在特定的對象實例和其槽，以及實例之間的連接。相信通過過本文的學(xué)習(xí)你對UML對象圖的概念有深刻的認(rèn)識。
UML中的UML對象圖
1UML對象圖
UML對象圖用于描述被建模系統(tǒng)的模型元素實例之間的結(jié)構(gòu)化信息，其所表達的是特定時間被建模系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上的部分或是全部視圖。一個UML對象圖主要集中在特定的對象實例和其槽，以及實例之間的連接。同一個類圖所對應(yīng)的UML對象圖可以有多個，多個UML對象圖合在一起共同展示了隨著時間的推移，在不同時間點系統(tǒng)的對象狀態(tài)。與類圖的抽象性相比，UML對象圖是具體的，其通常用來提供所對應(yīng)類圖的結(jié)構(gòu)示例，或者作為所對應(yīng)類圖的測試用例。應(yīng)當(dāng)說每一幅UML對象圖都有其側(cè)重點，因而，每一幅UML對象圖應(yīng)當(dāng)只側(cè)重表達其所側(cè)重內(nèi)容。
在UML中，對象實例是采用實例規(guī)范（instancespecification參見1.1）來表示的，對象實例所具有的結(jié)構(gòu)化特性（feature）是采用槽（slot，參見1.2）來表示的，對象實例與對象實例之間的關(guān)系則是采用連接（link，參見1.3）來表示。與類圖相對比，實例對應(yīng)于類對象，槽對應(yīng)于類屬性的實例，而連接則對應(yīng)于類與類之間關(guān)聯(lián)的實例。有了這些對應(yīng)關(guān)系，在掌握了類圖的情況下，就更加的容易理解和掌握UML對象圖了。
圖1.1是UML對象圖相關(guān)建模元素在UML規(guī)范中的語法定義，后面在講解具體的概念時我們會更加具體的說明。
圖1.1類圖元素在UML規(guī)范中的語法
1.1實例規(guī)范
實例規(guī)范（instancespecification，參見USS的7.3.22節(jié)）是用于表示被建模系統(tǒng)中的實例實體，它描述了模型實例實體的部分或是全部。我們平時編程時，口頭上所說的實例，在UML中就稱之為實例規(guī)范。實例規(guī)范所描述的內(nèi)容可能包括：
1）一個或是多個實例所屬的分類器。在實例規(guī)范中一個分類器如果是類，那么它所描述的是這個類的對象；如果一個分類器是關(guān)聯(lián)，那么它所描述的是這個關(guān)聯(lián)的一個連接。
2）結(jié)構(gòu)化特性的值。結(jié)構(gòu)化特性對應(yīng)于類的屬性用于描述類的結(jié)構(gòu)組成，在類圖中行為化特性是采用操作（operation）來表示的，而在UML對象圖中并不表示類的行為特性。在實例規(guī)范中，我們并不是一定要表示所有實例的所有結(jié)構(gòu)化特性。
3）如何計算、推導(dǎo)或是構(gòu)造實例。
一個實例規(guī)范用于指示被建模系統(tǒng)中存在的實體，在實例規(guī)范中其信息可以是不完整的，其只側(cè)重于表達所關(guān)心的信息。從圖1.1可以得到以下信息：
1）一個實例規(guī)范是一個可打包元素，因為一個InstanceSpecification“是一個”PackageableElement。
2）一個實例規(guī)范可以包含任意多個的槽，這從其slots組成屬性可以看出。
3）一個實例規(guī)范最多可以包含一個值規(guī)范（valuespecification，參見USS的7.3.54節(jié)），這從其specification組成屬性可以看出。簡單地說，值規(guī)范就是表示對于一個對象的可取值范圍是什么。
4）一個實例規(guī)范可以包含任意多個的分類器，這從其classifiers關(guān)聯(lián)屬性可以看出。
一個實例規(guī)范可以包括槽，而每一個槽實際上是一個結(jié)構(gòu)化特性的表達。實例規(guī)范是一個或是多個分類器的對象實例，因此，它是遵循分類器所定義的結(jié)構(gòu)或是（和）行為規(guī)范的。一個沒有槽的實例規(guī)范，并不是表示它沒有結(jié)構(gòu)化的特性，因為有可能那些結(jié)構(gòu)特性并不是這一UML對象圖所關(guān)心的。
需要注意的是實例規(guī)范并不是被建模系統(tǒng)運行時的精確描述，而只是一個示例，其只是表示了相關(guān)的結(jié)構(gòu)信息。我們不能從實例規(guī)范中推導(dǎo)任何的運行時對象結(jié)構(gòu)方面的詳細(xì)信息。
圖1.2是一個使用實例規(guī)范的一個例子，其中每一個矩形框都是一個實例規(guī)范。圖1.3是其所對應(yīng)的類圖。其中my_car是一個不帶有槽的實例，而其它的Window實例都是帶有兩個槽。你會注意到，實例規(guī)范的表示方法與類圖中的類是相似的，但也有以下的區(qū)別：
1）其名稱下面具有一根下劃線，在線上標(biāo)明了這一實例的名稱以及其所屬的分類器），實例名與分類器之間采用‘:’進行分割，而如果有多個所屬分類器，那么分類器之間采用逗號分開。圖1.2中所有的實例規(guī)范都只有一個分類器，比如my_car所屬分類器是Car類，也就是說my_car是Car類的一個實例，而front_left、front_right、rear_left和rear_right都分別是Window類的一個實例。
2）槽對應(yīng)于類中的屬性，但其在實例規(guī)范中都會有值。如果沒有值那么通常不用在實例規(guī)范中表示出來。
圖1.2使用實例規(guī)范的一個例子
圖1.3圖1.2UML對象圖所對應(yīng)的類圖
圖1.2是一個相對簡單的UML對象圖，而在現(xiàn)實應(yīng)用中，我們可以通過多個UML對象圖來展現(xiàn)同樣的實例在不同時間點時各實例的狀態(tài)，不同的狀態(tài)是通過槽的不同值來表達的。比如，我們可以采用UML對象圖來表示一個算法，而對于同一算法在不同時間點各實例的狀態(tài)（表現(xiàn)在槽的值不同）采用不同的UML對象圖來表示。
1.2槽
槽（slot，參見USS的7.3.48節(jié)）是用于表示實例規(guī)范中被建模實體結(jié)構(gòu)特征的值，槽對應(yīng)于類圖中類的屬性，是類屬性的實例，而屬性是類的結(jié)構(gòu)化特性的描述。從圖1.1中可以看出，一個槽具有三個屬性：
1）definingFeature表示這一槽所對應(yīng)的結(jié)構(gòu)化特性是什么。
2）owningInstance表示這一槽是屬于哪一個實例規(guī)范的。
3）value指示槽的值是多少。
圖1.2中每一個Window實例規(guī)范都有兩個槽。其中name槽的definingFeature應(yīng)當(dāng)就是窗口名稱，顯然name槽的owningInstance是各Window實例，而value對于每一個Window實例就不同了，有的叫“frontleft”，也有的叫“rearleft”。相類似地，is_automatic槽用于表示每一個車窗是不是自動的。
1.3連接
在UML規(guī)范中沒有專門用于介紹連接（link）的章節(jié)，但在實例規(guī)范章節(jié)中有所提及。其定義了實例規(guī)范之間的關(guān)系，從類圖的角度來看，一個連接就是一個關(guān)聯(lián)關(guān)系的實例。圖1.2中示例了Car類實例規(guī)范與Window類實例規(guī)范之間的四個連接。對比圖1.2和圖1.3我們可以發(fā)現(xiàn)，圖1.2中的四個連接都是圖1.3中關(guān)聯(lián)關(guān)系的實例。
2總結(jié)
UML對象圖用于表示被建模系統(tǒng)中不同對象在不同時間點的結(jié)構(gòu)狀態(tài)快照，其所表達的是類圖中更為細(xì)化的結(jié)構(gòu)化信息。當(dāng)我們掌握了類圖后，學(xué)習(xí)UML對象圖就相對的簡單了許多。
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