一、前言

談到面向?qū)ο蠹夹g(shù)的分析和設(shè)計，自然就離不開 UML。對于 UML 這個概念，很多程序員朋友耳熟能詳，也有在用，但在工作中，一些朋友其實并不擅長使用 UML 甚至對 UML 這個東西模棱兩可，也包括我自己。因此我希望可以結(jié)合自己的經(jīng)驗和實踐，寫一篇 UML 的入門文章，幫助做面向?qū)ο蟮某绦騿T朋友能更好的利用它，從而順利完成自己的編程設(shè)計工作。

以下是本文大綱。

二、從一個示例開始

先舉個現(xiàn)實世界的例子。我們上大學(xué)的時候，作為學(xué)生，每人都有一張學(xué)生證，會歸屬到一個班級，上學(xué)時可能會用到自行車。很多同學(xué)還會考駕照，挑放假時間練車，車可能是轎車也可能是皮卡。

如果想通過在線的方式記錄以上的信息和行為，在軟件世界中如何表達(dá)呢？

相信很多朋友的操作是，找到這段話里的主語和賓語，也就找到了這個例子中涉及的角色，然后通過動詞來判斷各個角色之間的關(guān)系和能力，最后用代碼的方式來表達(dá)，產(chǎn)出可執(zhí)行的程序。

像下圖這樣，識別出關(guān)鍵的實體和它們之間的關(guān)系。

用軟件工程的方式，解決現(xiàn)實中的問題，是信息時代最明顯的特點，這讓我們的生活和工作變得更加便利。

但現(xiàn)實世界錯綜復(fù)雜，靈活多變，每個人的理解可能會有不同，從現(xiàn)實世界到軟件世界的映射，就變得困難重重，一團(tuán)亂麻。

如何讓現(xiàn)實世界到軟件世界映射變的簡單容易，這就是 UML 要解決的問題。

三、什么是 UML？

UML 全稱是 Unified Modeling Language（統(tǒng)一建模語言），它以圖形的方式來描述軟件的概念。

3.1 為什么稱為語言

先說語言，為什么稱為語言？

名稱的落腳點是語言。既然是語言，那么它就會具備語言的特性，比如結(jié)構(gòu)上它由詞匯和語法構(gòu)成，功能上它能解決溝通問題。

你熟知的語言里比較多的應(yīng)該是漢語和英語，如果從事軟件行業(yè)，C 語言和 Java 語言你應(yīng)該也不會陌生。英語和 Java 語言明顯都是語言，卻常常不被放在一起討論，為什么？因為它們是不同維度的語言。英語是解決現(xiàn)實世界中人與人之間溝通問題的人類語言，Java 是解決軟件世界中程序員與計算機(jī)之間溝通問題的計算機(jī)語言。

人類語言本質(zhì)上是事實和觀點的表達(dá)，計算機(jī)語言本質(zhì)上是0 和 1 的表達(dá)。前者的表達(dá)形式是難以確定的，而且可能會產(chǎn)生歧義，所以才會有「被誤解是表達(dá)者的宿命」這樣的觀點， 但后者就是確定性無歧義的 0 1 表達(dá)。

這么看來，UML 的目標(biāo)是通過一定結(jié)構(gòu)的表達(dá)，來解決現(xiàn)實世界到軟件世界的溝通問題。

3.2 什么是建模

再說建模，模是什么，需要怎么建？

建模簡單講，是指通過抽象的方式解決某個領(lǐng)域的問題。各個抽象角度共同組成了一個問題領(lǐng)域。

對于傳統(tǒng)模型而言，建造它是為了證明這個問題領(lǐng)域下某件事物能否工作。當(dāng)然它有前提，即建造模型的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于建造實物的成本。比如造飛機(jī)或造高樓。

對于軟件模型而言，建造它是為了與他人溝通，也為了保存這個問題領(lǐng)域下軟件設(shè)計的最終成果。當(dāng)然它也有前提，就是模型比代碼更說明問題。

比如購物這個問題，甲可以在淘寶上買衣服，乙可以在亞馬遜上買書，丙可以在京東上買手機(jī)。

誰買東西？是甲、乙和丙，他們都能抽象成人。

買什么東西？有衣服、書和手機(jī)，它們都能抽象成貨。

在哪里買？在淘寶，亞馬遜和京東，它們都能抽象成場。

整體抽象一下就是人到場里買貨。所以購物這個場景所抽象出來的人貨場，就用來解決零售領(lǐng)域的問題。當(dāng)然還可能會有些規(guī)則，比如成為注冊會員才能發(fā)生交易。

我們會發(fā)現(xiàn)，一個特定的事件（比如購物）里，會有特定的人的行為（比如甲乙丙要上電商網(wǎng)站），會有特定的物（比如貨），有特定的規(guī)則（比如注冊會員），共同完成購物這件事。

特定的事 = 特定的人的行為 + 特定的物 + 特定的規(guī)則

在人貨場這個抽象角度里，就會涉及到很多特定的事，包括會員注冊，會員下單，會員支付，商家發(fā)貨，快遞公司郵寄等等。

模簡單講，就是人、事、物和規(guī)則。

人是一切的中心，人要做事，做事就會使用一些物并產(chǎn)生另一些物，同時做事需要遵循一定的規(guī)則。

人驅(qū)動系統(tǒng)，事體現(xiàn)過程，物記錄結(jié)果，規(guī)則是控制。

建立模型的關(guān)鍵就是弄明白有什么人，什么人做什么事，什么事產(chǎn)生什么物，中間有什么規(guī)則，再把人、事、物之間的關(guān)系定義出來，一個模型也就基本成型了。

3.3 統(tǒng)一的意義在哪

統(tǒng)一的普遍意義是形成標(biāo)準(zhǔn)。所謂標(biāo)準(zhǔn)，就是所有人都明白的表述，所有人都遵從的格式。標(biāo)準(zhǔn)可以讓信息在人群中無障礙地流通，即使這些信息來自不同地域、不同文化、不同社會或不同組織。

比如美元作為國際統(tǒng)一使用的貨幣方便了全球的經(jīng)濟(jì)貿(mào)易，我們國家普及普通話方便了不同地區(qū)的交流溝通。

在軟件世界，任何一種組件化開發(fā)模式背后都有一個標(biāo)準(zhǔn)在規(guī)范和指導(dǎo)，比如 Java 的 JSR 標(biāo)準(zhǔn)。有了標(biāo)準(zhǔn)，編程就容易組件化，協(xié)作效率也會提升很多。對 UML 來說，這就是統(tǒng)一的意義。

四、為什么需要 UML

一個軟件項目要經(jīng)歷業(yè)務(wù)調(diào)研、立項、需求采集、架構(gòu)設(shè)計、編碼開發(fā)和測試驗證等多個環(huán)節(jié)。

每個環(huán)節(jié)可能角色并不相同，同樣的文檔同樣的話語越向后傳遞就越容易失真。因此就容易出現(xiàn)最終交付的產(chǎn)品不是客戶真正想要的這種情況。

如何避免角色間信息傳遞的失真，保證信息能被準(zhǔn)確的傳達(dá)和準(zhǔn)確的理解？一種好的辦法就是大家使用標(biāo)準(zhǔn)化的語言。

統(tǒng)一建模語言(UML)就試圖用標(biāo)準(zhǔn)化的語言來覆蓋整個軟件過程，讓不同團(tuán)隊不同角色可以用相同的語言順暢的溝通。

在信息傳播方面，圖形相對于文字，人腦的接受能力顯然更強(qiáng)。因此，UML 采用了「可視化」的圖形方式來定義語言。