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UML 类图简介 UML 对很多人来说应该不是一个陌生的概念,这一两年来,UML 被大家越来越多的讨论着。本来 UML 跟我这个主题似乎并不能扯上多大的关系(它是语言无关的,甚至可以说其本身就是一种语言——用于交流的)。我在此谈到它有两个目的: 1. UML 是针对面向对象软件开发的,而 C++正是这样的一种语言 2. UML 在设计中被越来越多的使用着,而下一篇杂谈准备讨论设计模式,如果不了解 UML,那么无法进行下去 UML,全称:Unified Modeling Language,其目的是为了对软件密集型的制品进行可视化、详述、构造和文档化的图形语言。UML 是依据许多前人的思想总结出的成果,1997 年被 OMG 通过并成为标准(所以在《设计模式》书中如果你看到与标准不一样的地方,不要奇怪,那本书是 95 年的)。关于 UML 的历史和更详细的描述,可以参考《UML 参考手册》。UML 主要由一系列视图组成,其中包括静态视图(Static vi ew),用例视图(Use case view)活动视图(Acti vity view)等,不同的图用处自然也不一样,而对开发人员来讲(或者说为我的下一篇来说),更重要的应该是静态视图中的类图(class diagram)和交互视图(Interaction view)中的顺序图(Sequence diagram),请注意 view 和 diagram 的区别。 类图 静态视图说明了对象的结构,其中最常用的就是类图,类图可以帮助我们更直观的了解一个系统的体系结构,有时侯,描述系统快照的对象图(Object diagram)也是很有用的。在这里,我们主要介绍类图,下面的图就是一个简单的类图: 在类图中,类由矩形框来表示,如上图中,定义了 4 个类,分别为 Base、A、B、 C,类之间的关系通过各种线条和其他符号来表示,在上图中,空心的三角表示继承关系,在 UML 的术语中,这种关系被称为泛化(Generalization),所以上面的类用等价代码表示为: class Base{…}; class A:public Base{…}; class B:public Base{…}; class C:public Base{…}; 我们再看下一幅图: 这幅图与上幅几乎没有什么区别,唯一的不同就是 Base 类中增加了成员,一个私有的 integer _x(UML 术语为 property)和一个公有的 fun()的函数(method),是否需要这些类的内部细节 UML 本身并没有限制,完全取决于你自己如何使用, UML 的用处在于帮助你了解系统,所以只要你自己觉得足够清楚,那么够了,不要再复杂了。 接着看第三幅图: 上面图中的箭头表示一种关系,箭头另一边有一个菱形(空心)表示聚合(aggregation),聚合的意义表示 has-a 关系,其等价代码如下: class A{…}; class B{ A* theA;…}; 聚合是一种相对松散的关系,聚合类 B 不需要对被聚合的类 A 负责。 下面的图: 这幅图与上面的唯一区别是菱形为实心的,它代表了一种更为坚固的关系——组合(composition)。组合表示的关系也是 has-a,不过在这里,A 的生命期受 B 控制,通常情况,等价代码如下: class A{…}; class B{A theA;…}; 即 A 会随着 B 的创建而创建,随 B 的消亡而消亡。 下图: 这里 B 与 A 的关系只是一种依赖关系,这种关系表明,如果类 A 被修改,那么类 B 会受到影响,一个简单的例子就是: class A{…}; class B{fun(A params);…}; 常用的关系就是我们上面用的这些,通过这些关系和类表示的类图,我们可以用图形化的方式描述一个系统的设计部分,当你习惯使用 UML 后,你会发现,这往往比你告诉同伴某某类从某某类派生,派生类又和某某类具有什么关系容易的多。 顺序图: UML 中另外一个常用的图形就是交互视图中的顺序图,在以往的过程化语言中,我们通常使用流程图来描述一个函数(系统)是如何工作的,而在面向对象的系统中,这显然是不可行的,而顺序图正是来解决这个问题的。 假设有如下的伪代码: class circle { public: void fillcolor() { // ... }; void draw() { fillcolor(); }; }; class window { public: void drawcircle() { _circle.draw(); }; private: circle _circle; }; 对于下面的调用: window wnd; wnd.drawcircle(); 对应的顺序图如下: 图中上方的方块表示参与的对象,垂直的虚线表示对象的生命线,方框表示激活,其中箭头表示了一个调用消息(也可以有回送 return),如果是异步的消息,则用半箭头表示,其中 draw 表示了一个自调用(self call) 至此,UML 中最常用的(从开发人员的角度),当然 UML 的内容远远不只这些,这里的介绍只是一些简单的概括,并且 UML 本身也在不断的发展之中,无论怎样,我觉得 UML 会越来越多的深入我们的开发过程中,特别是对下一篇我们要介绍的设计模式而言,类图是主要的描述工具(到那个时候你会体会到 UML 描述的优越)。 如果你看过《设计模式》着本书,你会发现与我上面所描述的有一些细微的不同,不要紧张,《设计模式》是 GOF95 年的作品,那时候 UML 还没有形成,而且,其中也明确那是 OMT 方法(Jim Rumbaugh 在通用电气发表的建模技术——Object Modeling Technique)和 Booch 方法。
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如果会编程序而不会画流程图,建议先把自己的程序研究一遍。
若是画主程序流程图,那就需看懂主函数的程序,按照main()函数中的具体书写过程来画,例如:
程序开始---定义变量---初始化变量---使用选择或者循环或者顺序结构---调用某一个子函数(可以没有)---程序结束
以上是最简单的程序流程图画法。
若你是画某一算法或是某一模块的流程图,就要把相应的算法或是模块看懂。分析算法或是模块的具体走法,根据此走法就可以画出对应的流程图。
如果你是初学者,想根据流程图的画法而去尝试编程,建议就一定要研究清楚每一个使用到的算法,读懂题目再开始编程。
下面是使VISO画流程图的几个要点:
1、选择下载一个合适版本的VISO
2、程序开始结束用胶囊
3、分页用圆圈
4、输入用平行四边形
5、语句用方块
6、判断用菱形
7、打印用波浪
画主程序流程图,看懂主函数的程序,按照main()函数中的具体书写过程来画,例如:程序开始、定义变量、初始化变量、使用选择或者循环或者顺序结构、调用某一个子函数、(可以没有)程序结束。
初学C语言的同学应该首先了解C语言关键的核心概念(结构化、WBR三个执行流程、优先级、指针、文档、共用体、函数、作用域、WBR重载等
),WBR只有弄明白了这些才能在今后的学习中游刃有余的把握C语言的精髓WBR。这几个概念就像逻辑线相同,把整个C语言的体系贯穿起来,WBR给人一种“结构化”的思想体系。WBR下面我简要谈一下这几个核心概念。
1、从宏观角度来看,结构化是C语言的编程思想基础,WBR就是说C语言每一个功能模块就是个结构,WBR每一个结构实现一个运算或一个算法,这个结构就用大括号表示“{
}”,大括号里面的就是算法。尤其注意的是大括号的“}”WBR括在那里,就决定在哪里结束算法功能。WBR这些是初学者经常犯的错误,往往会把算法功能的结束点弄错。
2、
三个执行流程就是顺序流程、条件流程、循环流程。WBR三个流程都是电脑通用的执行流程,是必须了解的流程,WBR每一个算法都基于这三个流程执行顺序。
3、
优先级是对多个函数并列时候优先算法的特权,WBR没有注意优先级的顺序就会把算法出错,这些优先级是必须记住的。
4、
指针是C语言的重要特点,是对运算速度加快运算的重要精髓。WBR他是对数据地址的操作,而不是对数据的操作。
5、文档和共用体是很简单的概念,不用多说了。WBR文档顾名思义和日常概念相同,WBR学过数据软件的都对共用体了解不是太难。
6、从微观角度来看,函数是C语言的驱动机制,WBR任何的语句都由函数驱动来实现的。WBR记住函数命令和相关的配置参数,就能好好的利用C的优势。WBR注意的是,函数不能记错,不然您将得出错的结果。WBR假如能学会调试,那就会更深一层了解函数功能的作用。
7、作用域就像使用期限相同,说明从那里到那里所起的作用,WBR在这之外的就不起作用了(过期的东西就不值钱相同)。WBR把握好作用域的使用方式,就能明确函数的关系,WBR不会在巨大的函数名里面迷失方向。
8、重载就是为了方便用户,WBR使用类似于调用的机制给用户减少写入时间的功能。WBR就像查字典相同,您不懂一个字,就要去查字典(WBR相当于调用别的工具来实现您要做的事),WBR而查字典是您已学会的东西,就能够做这件事了。
学习C语言从大体上了解还不够,要把各种原理在脑海里模拟一遍,WBR实现把电脑C的功能在人脑里运作,就能从宏观上把握C的步骤。