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代碼的設(shè)計(jì)圖紙——UML(下）

時(shí)間：2021-07-06 22:21:40
關(guān)鍵字： 代碼    UML   
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[導(dǎo)讀]UML建模在工程開(kāi)發(fā)中，不止程序員可以用于做軟件程序設(shè)計(jì)，而且產(chǎn)品經(jīng)理也常常使用它來(lái)做軟件需求分析。


UML建模在工程開(kāi)發(fā)中，不止程序員可以用于做軟件程序設(shè)計(jì)，而且產(chǎn)品經(jīng)理也常常使用它來(lái)做軟件需求分析。它本身的語(yǔ)法復(fù)雜度不高，新手經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的系統(tǒng)練習(xí)，很快可以熟悉使用。當(dāng)軟件需求者和軟件開(kāi)發(fā)者共同遵循這一套標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，無(wú)疑可以大幅降低溝通成本，提高生產(chǎn)效率。
在UML建模的語(yǔ)法體系中，主要分為兩大類的設(shè)計(jì)圖，分別是結(jié)構(gòu)性、行為性。在這兩大類圖之下又有進(jìn)一步的細(xì)分，但是本文側(cè)重于介紹在軟件設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的類圖。
類圖
UML類圖面向?qū)ο缶幊痰暮诵?，它主要把真?shí)系統(tǒng)中的對(duì)象抽象成類后，進(jìn)一步描述對(duì)象(類)之間的關(guān)系。常見(jiàn)的有以下幾種關(guān)系:繼承(Generalization)、實(shí)現(xiàn)(Realization)、關(guān)聯(lián)(Association)、聚合(Aggregation)、組合(Composition)、依賴(Dependency)。其中有一些資料又把"繼承"叫做"泛合"、"聚合"叫做"合成"，"實(shí)現(xiàn)"叫做"接口"，大家清楚是指同一種關(guān)系即可。
這六種關(guān)系的圖示方法比較接近，初學(xué)者容易混淆，這里以近幾年比較火熱的RTOS為例，來(lái)介紹一下這些基本圖示法。
 UML類圖圖示樣例
我們看"RTOS"那個(gè)矩形框，它就是代表了一個(gè)對(duì)象(類)，類圖有三個(gè)部分，第一部分是類的名稱，第二部分指類的特性，一般就是字段和屬性。第三部分是類的操作，通常是行為或者方法。在類圖中，不同的符號(hào)有不同的含義，' '表示public屬性，'-'表示private屬性，'#'表示protrcted屬性。在C語(yǔ)言中，習(xí)慣用結(jié)構(gòu)體來(lái)替代面向?qū)ο笾械念?，而結(jié)構(gòu)體中沒(méi)有區(qū)別這些屬性，也可以認(rèn)為結(jié)構(gòu)體里面全部都是public屬性。
分析一下"RTOS"矩形框里面的內(nèi)容，我們知道RTOS最重要的屬性就是實(shí)時(shí)性和可靠性，它最關(guān)鍵的行為就是在合理的場(chǎng)景下進(jìn)行任務(wù)調(diào)度。那么這幾個(gè)要素就構(gòu)成了"RTOS"這么一個(gè)對(duì)象。
依賴關(guān)系
注意左上角的"編程語(yǔ)言"和"硬件平臺(tái)"矩形框，要知道，任何RTOS都不是憑空而來(lái)的，它需要編程語(yǔ)言來(lái)翻譯完成相關(guān)邏輯運(yùn)算。同時(shí)借助硬件平臺(tái)作為運(yùn)行載體，才能在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中完成它的功能。因此它們之間是一個(gè)依賴關(guān)系，用虛線箭頭來(lái)表示。
繼承關(guān)系
這里列舉幾種目前比較主流的RTOS，分別是:μC/OS-ii/iii、FreeRTOS、VxWorks、RTThread。它們都滿足實(shí)時(shí)性強(qiáng)、安全可靠的要求。雖然它們本質(zhì)上都是RTOS，但是在垂直領(lǐng)域又各有各的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。因此它們與RTOS之間是一種繼承關(guān)系。繼承關(guān)系用空心三角形 實(shí)線來(lái)表示。
組合關(guān)系
再看左下角的μC/FS，它是Micriμm公司的軟件，通常搭載在μC/OS平臺(tái)上作為文件系統(tǒng)使用，因此它與μC/OS平臺(tái)是一種"整體"與"部分"的關(guān)系。我們把這種強(qiáng)的"擁有"關(guān)系稱為組合關(guān)系，一般用實(shí)心菱形 實(shí)線箭頭表示。
聚合關(guān)系
與組合關(guān)系相近、容易混淆的是聚合關(guān)系。看右下角的LWIP,它是一個(gè)高度可移植、可固化的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，可與所有主流的操作系統(tǒng)兼容。那么RTThread與LWIP就是一種弱的擁有關(guān)系，這體現(xiàn)在操作系統(tǒng)平臺(tái)可以包含LWIP，但LWIP不是RTThread的一部分，它也可以單獨(dú)運(yùn)行在裸機(jī)程序中。聚合關(guān)系用空心的菱形 實(shí)線箭頭表示。
實(shí)現(xiàn)關(guān)系
程序員對(duì)"接口"這個(gè)應(yīng)該都不陌生，接口的存在是因?yàn)椴煌瑢?duì)象(類)之間存在一些共同的行為。那么把這些行為抽象出來(lái)，單獨(dú)作為一個(gè)接口就可以提高代碼復(fù)用率。以POSIX接口為例，它的全稱為可移植性操作系統(tǒng)接口，是一套關(guān)于信息技術(shù)的IEEE標(biāo)準(zhǔn)。RTThread為了豐富用戶生態(tài)、促進(jìn)自身發(fā)展，就盡可能地去實(shí)現(xiàn)這些接口，使得其他系統(tǒng)的應(yīng)用程序無(wú)痛遷移到RTThread。實(shí)現(xiàn)關(guān)系的表示方法俗稱棒棒糖表示法。
聯(lián)系關(guān)系
如果你去閱讀RTThread的源碼，會(huì)發(fā)現(xiàn)RTThread不止代碼風(fēng)格非常接近Linux內(nèi)核，而且在很多設(shè)計(jì)上借鑒了Linux內(nèi)核的實(shí)現(xiàn)。所以你可以在RTThread里面你看到一些Linux的影子。Linux內(nèi)核發(fā)展早、實(shí)力強(qiáng)，而且開(kāi)源、免費(fèi)，這些年已經(jīng)風(fēng)靡全球。所以RTThread關(guān)注Linux內(nèi)核的發(fā)展，借鑒它的一些實(shí)現(xiàn)思路也無(wú)可厚非了。在這一層意義上，可以說(shuō)RTThread與Linux是有聯(lián)系關(guān)系的。聯(lián)系關(guān)系用實(shí)線箭頭表示。






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