1、第6章：交互图 顺序图与协作图,王传栋 南京邮电大学计算机学院,Chd.Wang，E-Mail：C,2,说明,完整建模必须描述系统的两个方面 静态模型：类图和对象图 描述对象数据与链接 动态模型：交互图 描述对象行为，也就是对象之间的消息传递 交互图类型 顺序图 协作图 交互概述图(UML 2.0) 定时图(UML 2.0),Chd.Wang，E-Mail：C,3,顺序图,也称时序图 常用于描述用例的实现 描述系统（用例）中对象间通过消息进行的交互 强调消息交互在时间轴上的先后顺序 顺序图的组成元素 对象：矩形，符号与对象图相同 生命线：虚线，表示对象生存期 控制焦点：矩形条，表示对象正在执行
2、一些活动 消息：箭头线，表示对象间消息通讯,Chd.Wang，E-Mail：C,4,顺序图的表示 二维布局,对象 顶端排列，表示交互开始时对象已经存在 位置不在顶部，表示对象在交互过程中被创建 自左至右依次为参与者、边界、实体等对象类型 生命线 垂直虚线，表示对象的存在时间 生命线是一个时间线，所用时间取决于交互持续的时间 控制焦点 矩形条，表示对象处于激活状态（正在执行任务） 虚线位置，表示对象处于空闲状态,Chd.Wang，E-Mail：C,5,顺序图的表示 二维布局,消息 描述对象之间的通信，包括消息名、消息参数等 消息编号 顺序编号 格式：顺序号：消息 整个消息的传递过程，形成一个完整
3、的序列 层次编号 格式：层次编号：消息 方案表示了方法间的包含关系 注： 顺序图已经表现出消息执行顺序，编号不是必须的 协作图必须编号 顺序图编号便于与协作图互相转换,Chd.Wang，E-Mail：C,6,顺序编号的顺序图示例,提示 Order类的dispath ()方法，作用是根据供应商户的不同将一个订单分拆到多个送货单中,Chd.Wang，E-Mail：C,7,层次编号的顺序图示例,提示 Order类的dispath ()方法，作用是根据供应商户的不同将一个订单分拆到多个送货单中,Chd.Wang，E-Mail：C,8,消息类型,调用(call)，调用某个对象的操作 格式：“对象名.成员
4、方法” 符号：实线箭头线 返回(return)，被调用对象向调用者返回一个值 符号：虚线箭头线，标明返回值 发送(send)，向某个对象发送一个信号 发送和调用的区别 发送是异步机制 调用是同步机制 创建(create)和销毁(destroy) 利用构造方法创建对象，对象一创建，生命线就开始 销毁是对象生命终止，用较大的叉形符号表示,Chd.Wang，E-Mail：C,9,顺序图中的循环和分支,对象行为有循环和分支两种方式 顺序图为了表示这两种行为，引入以下概念 交互片段(UML 2.0) 一个交互片段可以包含多个区域 每个交互片段都有一个操作符 区域 每个区域拥有一个监护条件和一个复合语句
5、操作符 操作符决定了交互片段的执行方式 表示分支的操作符：多条件(alt)、单条件(opt) 表示循环的操作符：loop,Chd.Wang，E-Mail：C,10,顺序图中的循环和分支,交互片段示意 若peddeleryid不存在，则执行区域1 (复合语句1：先创建它，然后添加)；若存在，执行区域2(复合语句2 ：直接添加) 存在条件分支，则使用“区域分隔线”分解出多个区域，并为每个区域设置一个监护条件 具体示例 参见前面的图 也可以用opt条件表达 注：交互片段是UML2.0提出的新概念,Chd.Wang，E-Mail：C,11,顺序图中的循环和分支,其它操作符 loop：表示片段的多次执行
6、，由循环次数和监护条件说明 loop(1,n)，loop(10) loop for each Item assert、consider、ignore assert表示执行过程中，唯一的有效行为 consider包含一个子片段和一个消息类型列表，只有列表中的消息类型可以出现在子片段中；其它类型可以出现，但是交互会忽略它们 ignore也包含一个子片段和一个消息类型列表，列表中的消息类型可以出现在子片段中，但交互会忽略它们,Chd.Wang，E-Mail：C,12,顺序图中的循环和分支,其它操作符 break 定义含有监护条件的片段，若条件为“真”执行子片段，而不执行子片段后面的其它交互；若条件为
7、“假”，那么就按正常流程执行 critical critical表示子片段是“临界区域”，区域中生命线上的事件序列不能和其他区域中的任何其他事件交错 通常表示一个原子性的连续操作，例如事务性操作,Chd.Wang，E-Mail：C,13,顺序图中的循环和分支,其它操作符 par 表示并发执行的若干个子片段，子片段中的单个元素可以以任何可能的顺序相互操作（除非采用critical禁止） ref 用于在一个交互图中引用其他的交互图,Chd.Wang，E-Mail：C,14,顺序图中的循环和分支,UML1.0表示电子商务网站中“将订单生成送货单”用例的顺序图 注： 交互片段是UML2.0提出的新概念
8、 在UML1.0中用迭代标记和监护条件来表示,Chd.Wang，E-Mail：C,15,顺序图中的循环和分支,用例“将订单生成送货单”顺序图的含义 根据order对象中各个产品所属的供应商，把产品拆分成多个deliverorder对象，每个deliverorder对象都是与一个特定供应商相关联，由每个供应商进行送货 信息流程 1. 在dispatchForm(分发窗体)中，对已支付Order实例(对象aOrder)分发时，就调用其dispatch()方法aOrder.dispatch() ; 2. Order实例(对象aOrder)的dispatch()方法，依次调用包含的所有OrderIte
9、m对象的getPeddleryId()方法，获取供应商ID(PeddleryId)oneOrderItem.getPeddleryId() ; lastOrderItem.getPeddleryId() ;,Chd.Wang，E-Mail：C,16,顺序图中的循环和分支,用例“将订单生成送货单”顺序图的含义 根据order对象中各个产品所属的供应商，把产品拆分成多个deliverorder对象，每个deliverorder对象都是与一个特定供应商相关联，由每个供应商进行送货 信息流程 3. 每一个OrderItem对象都通过其对应Product对象的getPeddleryId()方法获取供应商
10、ID (PeddleryId)oneProduct.getPeddleryId() ; lastProduct.getPeddleryId() ; 4. 当Order实例(对象aOrder) 得到返回PeddleryId后，判断是否已经有相对应的DeliverOrder对象， 存在，将Product对象添加到DeliverOrder对象 不存在，创建一个新的DeliverOrder对象，并添加Product对象,Chd.Wang，E-Mail：C,17,顺序图示例,饮料自动销售系统 正常场景 顾客从钱币口投入钱币，然后选择想要的饮料 钱币到达钱币记录仪，记录仪更新存储 记录仪通知分配器分发饮料
11、 异常场景 1）饮料已售完 2）饮料没有售完，但机器没有合适的零钱,Chd.Wang，E-Mail：C,18,顺序图示例,正常场景,Chd.Wang，E-Mail：C,19,顺序图示例,异常场景1,Chd.Wang，E-Mail：C,20,顺序图示例,异常场景2,Chd.Wang，E-Mail：C,21,协作图,也称通信图 描述对象之间的消息交互，强调对象在交互中承担角色 语义上与顺序图是完全等价的，可以相互转换 协作图的组成元素 对象 消息 链接 示例,Chd.Wang，E-Mail：C,22,协作图,作用 描述、强调交互发生时，每个对象承担的职责 显示对象相互协作时充当的角色 强调交互的时
12、间和序列，选择顺序图建模 强调交互的上下文相关，选择协作图建模 阐明对象之间交互的角色，以实现特定用例或用例中特定部分的行为，便于确定类的职责和接口,Chd.Wang，E-Mail：C,23,协作图的表示,对象 对象的概念与顺序图相同 协作图无法表示对象创建和撤销，对象在图中位置任意 链 表示对象之间的语义关系，是关联的一个实例 消息 消息类型与顺序图相同 消息必须编号，目的是强调交互的时间顺序 编号方法与顺序图相同 顺序编号 层次编号,Chd.Wang，E-Mail：C,24,协作图的表示,迭代标记和监护条件 迭代标记 格式：*迭代表达式 表示循环，迭代表达式说明循环规则 注：UML2.0的
13、顺序图以交互片段替代迭代标记，但在协作图中，仍然使用迭代标记 监护条件 格式：条件表达式 表示分支，条件表达式值为true时，消息发送 使用限制：通常只列出主要监护条件，否则影响协作图阅读,Chd.Wang，E-Mail：C,25,协作图示例,用例“将订单生成送货单”协作图 用例“注册课程”协作图,Chd.Wang，E-Mail：C,26,协作图示例,用例“图书管理员登录系统”协作图信息流程 1. 角色Librarian向Login发送User Login信息，要求登录系统 2. 登录界面Login向Maintenance发送input Maintenance信息，执行维护 3. 登录界面Lo
14、gin向Query发送input Query消息,执行查询 4. 登录界面Login向Operation发送input Operation信息，执行输入,Chd.Wang，E-Mail：C,27,绘制交互图,步骤 1）找出交互对象及其关系（仅对于协作图而言） 2）确定对象之间交互的消息格式和流程 用同步调用、异步消息、返回消息来表示 3）利用交互片段或迭代标志、监护条件表示循环和分支 4）通过一些构造型来完善整个交互图 注： RUP方法中，以用例为材料来构造交互图 候选对象来自用例描述 交互消息取自事件流 分析模型中的交互图是对用例功能的实现,Chd.Wang，E-Mail：C,28,绘制交互
15、图,用例“新增书籍信息”描述与事件流,Chd.Wang，E-Mail：C,29,绘制交互图,寻找分析类 分析阶段寻找3种分析类(边界类、控制类和实体类) 1）寻找边界对象：以参与者“图书管理员”为线索 图书管理员向系统发出“新增书籍信息”请求 主窗口、“新增书籍信息”按钮 系统要求选择新增书籍是计算机类还是非计算机类 “书籍类别”列表框 选择类别后，根据书号规则自动生成书号，管理员输入信息，并提交 “新书信息录入”窗口、“提交”按钮 由“参与者和边界对象”绘制初步的分析图,Chd.Wang，E-Mail：C,30,绘制交互图,寻找分析类 分析阶段寻找3种分析类(边界类、控制类和实体类) 1）寻
16、找边界对象：以参与者“图书管理员”为线索,Chd.Wang，E-Mail：C,31,绘制交互图,寻找分析类 分析阶段寻找3种分析类(边界类、控制类和实体类) 2）寻找控制对象和实体对象 实体对象来源于领域中的类图，描述业务领域的名词和名词短语 书籍、计算机书籍、非计算机书籍、书籍列表 控制对象来源于事件流 按钮事件处理器、书名重复性检查、创建书籍、加入书籍列表、获得书籍类别、生成书号 基于所有对象，绘制完整的分析图,Chd.Wang，E-Mail：C,32,绘制交互图,寻找分析类 分析阶段寻找3种分析类(边界类、控制类和实体类) 2）寻找控制对象和实体对象,Chd.Wang，E-Mail：C,
17、33,绘制交互图,基于分析图，构建交互模型 步骤 自左至右，依次将参与者、边界对象、实体对象放在顶部（分析阶段可以不考虑控制类） 根据事件流描述，结合分析图，得到消息流 绘制顺序图 绘制协作图（可以由顺序图自动转化）,Chd.Wang，E-Mail：C,34,绘制交互图,顺序图,Chd.Wang，E-Mail：C,35,绘制交互图,协作图,Chd.Wang，E-Mail：C,36,顺序图与协作图的关系,都表示了对象之间的交互，语义上等价，但侧重点不同 顺序图描述了对象交互的时间顺序，但没有明确地表达对象之间的关系，也没有表明对象在交互中承担的角色 协作图描述了交互中对象承担角色(关系)，但对象
18、在交互中的时间顺序必须靠消息的顺序号获得 顺序图可以表示出对象的激活状态和去激活状态，也可以表示出对象的创建和销毁的相对时间；协作图则没有这些功能,Chd.Wang，E-Mail：C,37,习题 9.1,参考答案 (a)顺序图(b)协作图比较 交互简单，没有太大的区别； 若有区别也许是：协作图中，transfer对象到account对象之间，链接表达的消息传递更加明确,Chd.Wang，E-Mail：C,38,习题 9.2,参考答案 P150图9.7顺序图,Chd.Wang，E-Mail：C,39,习题 9.3,参考答案 P154图9.14协作图,Chd.Wang，E-Mail：C,40,习题
19、 9.4,参考答案 P155图9.17协作图 本题情况下，协作图似乎是清楚的，图中的组合链接表示返回的是行集元素；序列图不显示链接，这些信息是看不见的,Chd.Wang，E-Mail：C,41,习题 9.5,参考答案 P252图14.22观察者设计模式 顺序图，通过交互的主体与观察员之间的递归调用，使消息次序更清晰； 协作图，明确的链接和消息的编号，也具有较好的可理解性。,Chd.Wang，E-Mail：C,42,习题 9.6,(a),Chd.Wang，E-Mail：C,43,习题 9.6,(b),Chd.Wang，E-Mail：C,44,习题 9.6,(c),Chd.Wang，E-Mail：C,45,习题 9.6,(d),Chd.Wang，E-Mail：C,46,习题 9.7,Chd.Wang，E-Mail：C,47,习题 9.7,参考答案,
