3.3 UML的构成

作为UML完整的概念模型，UML的构成包括其成员和建模规则，即

UML＝UML成员＋UML建模规则

UML的成员包含了模型元素（model element）、模型图（diagram）和公共机制（common mechanism），即

UML成员＝模型元素＋模型图＋公共机制

3.3.1 UML模型元素

UML模型元素，类似于电子产品原理图里的集成电路符号，是模型图上包含的基本符号。基本模型元素可分为四类：结构模型元素（structural element）、行为模型元素（behavioral element）、成组模型元素（grouping element）和注解元素（annotational element），即

UML模型元素＝结构模型元素＋行为模型元素＋成组模型元素＋注解元素

1）结构模型元素

结构模型元素（structural element）（基础包）是UML模型里的名词，是模型的静态组成部分，代表软件系统概念的或物理的存在。例如：类是最常用的一个结构模型元素，代表一系列共享同样的属性（attributes）、操作（operation）、关系和语义的对象（objects）。

UML模型的静态组成部分不是孤立存在的，它们组合在一起互相协作以完成某项任务。因此，结构模型元素之间存在着某种语义上的联系。在UML中，这种联系是关系（relationship）。UML中共有4种关系：关联关系（association）、依赖关系（dependency）、泛化关系（generalization）和实现关系（realization）。

2）行为模型元素

行为模型元素（behavioral element）（行为元素包）是UML模型的动态组成部分，它是模型的动词，代表软件系统在空间和时间上的行为。行为模型元素包括两类：交互（interaction）和状态机（state machine）。

3）成组模型元素

在为复杂的软件系统建模的时候，将大的问题分解为多个子问题分别描述和解决，这就是分治原则。UML提供了支持分治原则的语言成分，即成组模型元素（grouping element）（模型管理包）。成组模型元素只有一类，即模型包（package），模型包是一个通用的手段，用来组织多种语言成分，其中可包含：结构模型元素、行为模型元素和成组模型元素自身。模型包是纯概念性的，只存在于软件系统的开发阶段。

4）注解元素

注解大量存在于机械图和电子线路图中，用来标示产品的工艺要求等。UML中也存在着相似的语言成分，这就是注解元素（annotational element），它只有一种，即标注（note）。标注用来描述施加于一个或多个模型元素的限制，或对模型元素的语义加以说明。标注的图形表示为一个折了角的长方形，在长方形中写标注的内容。标注的内容可以是形式的文本，或非形式的文本，甚至可以是图形。

3.3.2 UML模型图

UML基本模型元素及其关系必须通过某种载体表示，这种载体就是模型图（diagram）。在UML中，模型图是一组UML基本模型元素的图形表示，它通常由一组节点（UML基本模型元素），及节点之间的连线（关系）组成。一般地说，一个UML基本模型元素既可以出现在所有的模型图中，又可以出现在某些模型图中，甚至可以不在任何一个模型图上出现。模型图可以表达软件系统体系结构的五个视图的内容，详细的模型图介绍见3．4和3．5章节。

3.3.3 公共机制

在模型图上对UML成员进行描绘时，存在着共同的描绘方式，它们称为UML公共机制（UML common mechanism）。使用公共机制，可以使得建模的过程易于掌握，模型易于理解。公共机制可分解为四个方面的内容：规格说明（specification）、通用划分（common division）、修饰（adornment）和扩展机制（extensibility）。即

UML公共机制＝规格说明＋通用划分＋修饰＋扩展机制

1）规格说明

规格说明体现了UML规则的省略性原则。模型图可以省略某些不重要的内容，但是另一方面，软件模型必须是完备的，以便于软件系统的建造，这就意味着此模型必须具备足够的详细信息以供软件建造之用，这些构成一个完备模型的详细信息就是模型的规格说明（specification）。所有UML模型元素都包含规格说明。在模型图上省略的内容并不代表它不存在于模型之中，模型完整的或完备的信息可以保存在模型的规格说明中。

2）通用划分

在面向对象的设计中，有许多事物可以划分为抽象的描绘（class）和具体的实例（instance）。UML提供了事物的两分法（dichotomy）表达。几乎每种UML成员都有这种类／对象的两分法划分，通常对象和类使用同样的图符，在对象的名字下面加下划线以示区别。还有一种两分法是接口和实现的两分法划分：接口定义了一种协议，实现是此协议的具体实施方法。UML里这样的接口／实现两分法划分包括：接口／类或组件、用例和协同、操作和方法。

3）修饰和扩展机制

UML提供了一系列图形化的标准建模元素，可用于描述软件系统的大多数侧面的特性。但也有可能在某些情形下，由于应用领域特殊性，标准的UML建模元素，无法完整而准确地描述软件系统的分析和设计，这时，需要对UML的标准建模元素进行扩充，以提高模型的表达能力。UML的修饰和扩展机制就是为这个目的而设置的。

标注是UML修饰机制的一个重要组成部分。当用UML的各种建模元素为软件系统建模时，将遇到关于这些建模元素的复杂的语法、语义、原理、约束、注释等，这些内容对表达问题的某一方面很重要，但又无法通过标准建模元素完整地表达。这时，可以使用标注对这些建模元素进行附加说明，例如在使用序列图描述一组对象间的交互时，其中的消息的语义、语法无法在消息的名字字串内完整地表达时，可以用标注的方法进行直观地说明。

在UML中，标注定义为UML的一个图形表示，它用来描述对一个或一组UML建模元素的约束或注释。标注可以作用于任何UML建模元素（如类目、对象、关系、消息等），用于对此建模元素的各方面的特性作补充说明、表示设计分析过程中产生的假设和决定等。标注的内容对被标注的建模元素没有任何语义上的影响，它只起到增强模型可读性的作用。