UML 类图：准则
在 Visual Studio 旗舰版中，可以使用 UML 类图来描述与实现无关的数据类型以及这些数据类型之间的关系。 该关系图主要用来描述类的逻辑方面，而不是它们的实现。 有关视频演示，请参见 Modeling the Business Domain by using Class Diagrams（使用类图对业务域进行建模）。
若要创建 UML 类图，请在**“体系结构”菜单上，单击“新建关系图”**。
提示
本主题针对 UML 类图。 还可以创建另一种类图，它用于可视化程序代码。 有关更多信息，请参见 Designing and Viewing Classes and Types（设计和查看类与类型）。
主题内容
使用 UML 类图
绘制类图的基本步骤
使用类、接口和枚举
特性和操作
绘制和使用关联
继承
模板类型
使用包定义命名空间
使用 UML 类图
UML 类图有多种用途：
可提供对系统中所使用类型以及系统组件间所传递类型的与实现无关的描述。
例如，“订餐”类型可在业务层以 .NET 代码实现，在组件间的接口中以 XML 实现，在数据库中以 SQL 实现，在用户界面中以 HTML 实现。 尽管这些实现在细节上有所不同，但“订餐”类型和其他类型（如“菜单”和“付款”）之间的关系始终相同。 通过 UML 类图就可将这些关系与实现分开讨论。
可阐明应用程序及其用户之间沟通所用词汇的词汇表，并描述用户需求。 有关更多信息，请参见用户需求建模。
例如，考虑餐馆应用程序的用户情景、用例或其他需求描述。 在此描述中，您将发现如“菜单”、“订单”、“餐饮”、“价格”、“付款”等词汇。 您可绘制定义这些词汇间关系的 UML 类图。 这可降低需求描述、用户界面和帮助文档中出现不一致的风险。
与其他关系图的关系
UML 类图通常与其他建模图一起绘制来描述这些关系图所使用的类型。 在任何情况下，类型的物理表示形式都不在任何关系图中表示。
如果已绘制： |
使用 UML 类图来描述： |
|---|---|
活动图 |
通过对象节点传递的数据的类型。 输入和输出插针的类型以及活动参数节点的类型。 有关更多信息，请参见 UML 活动图：准则。 |
序列图 |
消息的参数和返回值的类型。 生命线的类型。 生命线的类应包含它可接收的所有消息的操作。 有关更多信息，请参见 UML 序列图：准则。 |
组件图 |
组件接口，列出它们的操作。 还可以将一个完整的组件描述为一个类。 有关更多信息，请参见 UML 组件图：准则。 |
用例图 |
用例的目标和步骤说明中提到的类型。 有关更多信息，请参见 UML 用例图：准则。 |
绘制类图的基本步骤
有关 UML 类图中的元素的参考信息，请参见 UML 类图：参考。
提示
创建任何建模图的详细步骤在如何：编辑 UML 模型和关系图中进行介绍。
创建 UML 类图
在**“体系结构”菜单上，单击“新建关系图”**。
在**“模板”下单击“UML 类图”**。
命名该关系图。
在**“添加到建模项目”中，从您的解决方案中选择一个现有建模项目，或者选择“创建新的建模项目”，然后单击“确定”**。
此时将显示一个新的类图，同时显示**“UML 类图”**工具箱。 该工具箱中包含所需的元素和关系。
绘制 UML 类图
若要创建类型，请在工具箱上单击**“类”、“接口”或“枚举”**工具，然后单击关系图的空白部分。
若要向类型添加特性或操作，或向枚举添加文本，请单击类型中的**“特性”、“操作”或“文本”**标题，然后按 Enter。
您可以写入签名，如 f(x:Boolean):Integer。 有关更多信息，请参见特性和操作。
若要快速添加多个项，请在每一项的最后按两次 Enter。 可以使用箭头键在列表中上下移动。
若要展开或折叠某个类型，请单击该类型左上角的 V 形图标。 还可以展开以及折叠类或接口的**“特性”和“操作”**部分。
若要绘制类型之间的关联、继承或依赖项链接，请单击相应关系工具，再单击源类型，然后单击目标类型。
若要在包中创建类型，请使用**“包”**工具创建一个包，然后在该包中创建新的类型和包。 还可以使用复制命令复制类型，然后将它们粘贴到包中。
每个关系图都是模型中的视图，可在同一项目中的其他关系图之间共享。 若要查看完整模型的树视图，请单击**“视图”，指向“其他窗口”，然后单击“UML 模型资源管理器”**。
使用类、接口和枚举
在工具箱上有三种标准分类器可供使用。 在本文档中将这些分类器类型称为“类型”。
.png "一个类、一个枚举和一个接口")
在大多数情况下，使用**“类”**(1) 来表示数据或对象类型。
如果在上下文中必须区分纯接口与具有内部实现的具体类，则使用**“接口”**(2)。 这一区别在关系图用于描述软件实现时非常有用。 但当对被动数据进行建模或者定义用于描述用户需求的概念时，这一区别用处不大。
“枚举”(3) 用来表示包含有限数目文本值的类型，例如 Stop 和 Go。
向枚举添加文本值。 为每个文本值指定一个单独的名称。
还可根据需要为每个文本值提供一个数值。 在枚举中右击文本，再单击**“属性”，然后在“属性”窗口的“值”**字段中键入一个数值。
为每个类型指定一个唯一的名称。
从其他关系图获取类型
可以使来自其他关系图的类型显示在 UML 类图中。
其他关系图类型 |
如何从其他关系图获取类型 |
|---|---|
UML 类图 |
可以使一个类显示在多个 UML 类图中。 在一个关系图中创建一个类后，将该类从“UML 模型资源管理器”拖至其他关系图中。 如果您希望每个关系图针对一组特定关系，这将非常有用。 例如，您可以在一个关系图中显示“订餐”和餐馆“菜单”之间的关联，在另一个关系图中显示“订餐”和“付款”之间的关联。 |
组件图 |
如果已在组件图中定义组件，则可将组件从“UML 模型资源管理器”拖至类图中。 它将显示为类。 有关更多信息，请参见UML 组件图：准则。 |
UML 序列图 |
可基于序列图中的生命线创建类和接口，然后将类从“UML 模型资源管理器”拖至 UML 类图中。 序列图中的每个生命线表示对象、组件或参与者的一个实例。 若要基于生命线创建类，请右击生命线，然后单击“创建类”或“创建接口”。 有关更多信息，请参见 UML 序列图：准则。 |
特性和操作
特性 (4) 是类型的每个实例可具有的命名值。 访问特性不会更改实例的状态。
操作 (5) 是类型的实例可执行的方法或函数。 它可返回一个值。 如果操作的**“isQuery”**属性为 True，则不会更改实例的状态。
若要向某个类型添加特性或操作，请右击该类型，指向**“添加”，然后选择“特性”或“操作”**。
若要查看特性或操作的属性，请右击该特性或操作，然后单击**“属性”。 这些属性将显示在“属性”**窗口中。
若要查看操作的参数的属性，请单击**“Parameters”属性中的“[…]”**。 此时将显示一个新的属性对话框。
有关可以设置的所有属性的详细信息，请参见以下主题：
特性和操作的类型
特性或操作的每个类型以及每个参数类型都可为以下值之一：
（无）- 通过省略冒号 (:) 及其后类型而不在签名中指定类型。
标准基元类型之一：“Boolean”、“Integer”和“String”。
模型中定义的类型。
模板类型的参数化值，写入 Template<Parameter>。 请参见模板类型。
还可以写入尚未在模型中定义的类型的名称。 此名称将在 UML 模型资源管理器中的**“未指定的类型”**下方列出。
提示
如果您随后在模型中定义一个具有此名称的类或接口，则以前的特性和操作仍将引用“未指定的类型”中的元素。 如果您希望将其更改为引用新类，则必须访问每个特性或操作，并通过从下拉菜单中选择新类来重新设置类型。
多个类型
可以设置任何特性、操作或参数类型的重数。
允许的值如下所示：
重数 |
特性、参数或返回值包括： |
|---|---|
[1] |
给定类型的一个值。 这是默认值。 |
[0..1] |
“Null”或给定类型的一个值。 |
[*] |
一个集合，其中包含任意数目的给定类型实例。 |
[1..*] |
一个集合，其中包含至少一个给定类型实例。 |
[n..m] |
一个集合，其中包含数目介于 n 和 m 之间的给定类型实例。 |
如果重数大于 1，还可以设置以下属性：
是有序的 - 如果为 True，则集合具有定义的顺序。
是唯一的 - 如果为 True，则集合中没有重复值。
可见性
“可见性”指示是否可在类定义之外访问特性或操作。 允许的值如下所示：
名称 |
缩写形式 |
含义 |
|---|---|---|
Public |
+ |
可从所有其他类型访问。 |
Private |
- |
只能由此类型的内部定义访问。 |
Package |
~ |
只能在包含此类型的包以及显式导入此类型的所有包中访问。 请参见定义命名空间和包。 |
Protected |
# |
只能由此类型以及从其继承的类型访问。 请参见继承。 |
设置特性或操作的签名
特性或操作的签名是一个包含其可见性、名称、参数（用于操作）和类型的属性集合。
可在关系图中直接写入签名。 单击特性或操作以将其选中，然后再次单击它。
请按以下格式写入签名：
visibility attribute-name : Type
- 或 -
visibility operation-name (parameter1 : Type1, ...) : Type
例如：
+ AddItem (item : MenuItem, quantity : Integer) : Boolean
使用可见性的缩写形式。 默认值为 + (public)。
每个类型都可为模型中已定义的类型、诸如 Integer 或 String 之类的标准类型或者尚未定义的新类型的名称。
提示
如果在参数列表中写入名称而不带类型，则该名称指示参数的名称而不是参数的类型。 在下例中，MenuItem 和 Integer 成为没有指定类型的两个参数的名称：
AddItem(MenuItem, Integer) /* parameter names, not types! */
若要在签名中设置类型的重数，请将重数写入方括号，放在类型名称之后，例如：
+ AddItems (items : MenuItem [1..*])
+ MenuContent : MenuItem [*]
如果特性或操作是静态的，则其名称将在签名中显示为带有下划线。 如果特性或操作是抽象的，则其名称将显示为斜体。
但是，只能在**“属性”窗口中设置“Is Static”和“Is Abstract”**属性。
完全签名
编辑特性或操作的签名时，可能会在行尾所有参数之后出现某些附加属性。 它们显示在一对大括号 {…} 内。 可以编辑或添加这些属性。 例如：
+ AddItems (items: MenuItem [1..*] {unique, ordered})
+ GetItems (filter: String) : MenuItem [*] {ordered, query}
这些属性如下所示：
签名中 |
属性 |
含义 |
|---|---|---|
unique |
Is Unique |
集合中没有重复值。 适用于重数大于 1 的类型。 |
ordered |
Is Ordered |
该集合是一个序列。 如果为 False，则没有明确的第一项。 适用于重数大于 1 的类型。 |
query |
Is Query |
此操作不会更改其实例的状态。 仅应用于操作。 |
/ |
Is Derived |
该特性是从其他特性或关联计算得出的。 “/”显示在特性名称的前面。 例如： |
通常，完全签名仅在您对其进行编辑时才显示在关系图上。 完成编辑后，会隐藏附加属性。 如果希望始终显示完全签名，请右击类型，然后单击**“显示完全签名”**。
绘制和使用关联
关联用于表示两个元素间任何类型的链接，而与该链接在软件中的实现方式无关。 例如，可以使用关联来表示 C# 中的指针、数据库中的关系或 XML 文件中从一部分到另一部分的交叉引用。 它还可以表示现实世界中对象间的关联，如地球和太阳。 关联并不定义链接的表示方式，而仅表示存在信息交流。
关联的属性
创建关联后可设置其属性。 右击关联，然后单击**“属性”**。
每个角色（即关联的每一端）除了具有关联的共有属性之外还具有自己的一些属性。 若要查看这些属性，请展开**“第一个角色”和“第二个角色”**属性。
每个角色的某些属性会直接显示在关系图上。 具体如下：
角色名称。 它显示在关系图中相应的关联端处。 在关系图或**“属性”**窗口中可以设置该名称。
重数。默认值为**“1”**。 它也显示在关系图中相应关联端附近。
聚合。 它在连接线一端以菱形显示。 可以使用聚合来指示实例属于聚合角色自身还是包含另一角色的实例。
是可导航的。 如果只对一个角色为 True，则箭头将朝向可导航方向。 可用于指示软件中链接和数据库关系的可导航性。
有关这些属性以及其他属性的所有详细信息，请参见 UML 类图中关联的属性。
可导航性
在绘制关联时，其一端为箭头，表明关联可沿该方向导航。 这在类图表示软件类且关联表示指针或引用的情况下很有用。 但当您使用类图表示实体和关系或业务概念时，它与可导航性不太相关。 在此情况下，您可能更愿意绘制不带箭头的关联。 可通过将关联两端的**“可导航”**属性设置为 True 来做到这一点。 为了使此过程更加简单，您可以下载代码示例 UML Domain Modeling（UML 域建模）。
特性和关联
关联是特性的图形化显示形式。 例如，您可以在“餐馆”与“菜单”之间绘制一个关联，而不是创建具有 Menu 类型特性的 Restaurant 类。
每个特性名称成为一个角色名称。 它显示在关联中与所属类型相对的一端。 例如，参见图示中的 myMenu。
通常，最好只对不会在关系图中绘制的类型（如基元类型）使用特性。
.png "等效关联和特性")
继承
使用**“继承”**工具创建以下关系：
专用类型和通用类型之间的“泛化”关系
- 或 -
类和接口之间实现的“实现”关系。
不能在继承关系中创建循环。
泛化
泛化意味着专用类型或派生类型继承通用类型或基类型的特性、操作和关联。
通用类型显示在关系的箭头端。
继承的操作和特性通常不在专用类型中显示。 但是可将继承的操作添加到专用类型的操作列表中。 这对希望在专用类型中重写某些操作的属性或希望指示实现代码应这样做时是非常有用的。
在专用类型中重写操作的定义
单击泛化关系。
它将会突出显示，并且它附近会出现一个操作标记。
单击该操作标记，然后单击**“重写操作”**。
此时将显示**“重写操作”**对话框。
选择要在专用类型中显示的操作，然后单击**“确定”**。
您选中的操作将出现在专用类型中。
实现
实现意味着类将实现由接口指定的特性和操作。 接口位于连接线的箭头端。
创建实现连接线时，会自动在实现类中复制接口的操作。 如果向接口添加新操作，则会在该接口的实现类中复制这些操作。
创建实现关系后，可以将该关系转换为棒糖形表示法。 右击该关系，然后选择**“显示为棒糖形”**。
这样就可以显示类所实现的接口，而不干扰具有实现链接的类图。 还可以显示在其他关系图中实现的接口和类。
.png "与连接器和棒糖形一起显示的实现")
模板类型
您可以定义一个可由其他类型或值参数化的泛型类型或模板类型。
例如，您可以创建由键类型和值类型参数化的泛型字典：
.png "具有两个参数的 Template 类")
创建模板类型
创建一个类或接口。 这将成为您的模板类型。 对它进行相应命名，例如，命名为 Dictionary。
右击该新类型，然后单击**“属性”**。
在**“属性”窗口中，单击“模板参数”字段中的“[…]”**。
此时将显示**“模板参数集合编辑器”**对话框。
单击**“添加”**。
将名称属性设置为模板类型的参数名称，例如 Key。
设置**“参数种类”。 默认种类为“类”**。
如果希望参数只接受特定基类的派生类，请将**“Constrained Value”**设置为您希望的基类。
可以根据需要添加多个参数，然后单击“确定”。
与对待其他类一样将特性和操作添加到模板类型中。
可在特性和操作的定义中使用种类为**“类”、“接口”或“枚举”**的参数。 例如，通过使用参数类 Key 和 Value，可以在 Dictionary 中定义此操作：
Get(k : Key) : Value
可以将种类为**“Integer”**的参数用作重数中的绑定。 例如，参数最大整数值可用于将特性的重数定义为 [0..max]。
创建模板类型后，可以使用它们来定义模板绑定：
.png "来自词典模板的类绑定")
使用模板类型
创建一个新类型，例如 AddressTable。
右击该新类型，然后单击**“属性”**。
在**“Template Binding”**属性中，从下拉列表中选择模板类型，例如 Dictionary。
展开**“Template Binding”**属性。
该模板类型的每个参数将显示一行。
将每个参数都设置为合适的值。 例如，将 Key 参数设置为名为 Name 的类。
包
可以在 UML 类图中查看包。 包是其他模型元素的容器。 可以在包中创建任何元素。 在关系图中，当您移动包时，包内的元素也将随之移动。
可以使用折叠/展开控件隐藏或显示包的内容。
有关更多信息，请参见定义包和命名空间。
请参见
参考
概念
其他资源
Video: Modeling the Business Domain by using Class Diagrams（视频：使用类图对业务域进行建模）
Video: Revealing Responsibilities by using Class Diagrams（视频：使用类图显示责任）