UML類別圖：基本概念篇

上一篇簡略介紹軟體開發流程，正確商業軟體先使用使用者案例圖定義產品走向，然後底下工程師根據軟體需求進入軟體開發流程，然而團隊成員的能力參差不齊，因此＂如何讓所有成員如何都能進入狀況？＂成為軟體開發重大議題，而類別圖就是其中關鍵因子。

為何需要畫類別圖(Class Diagram)?

之前有提過是否畫類別圖是一個爭議性問題，他主要有以下的問題：

• 沒有足夠時間更新文件－－－(等bug解完再說)
• 很難精準描述高手的程式碼 　i.e.template進階用法－－(好強～！E04看不懂)
• 幫新鮮人惡補物件導向和UML，甚至Design Pattern －－－－(身兼老師 = =)
• 爛程式碼和架構  i.e.類別過於冗長和兼任多個角色 －－－(不知道什麼是Clean Code嗎)

的確，畫類別圖對工程師是一大挑戰，然而它能有效率地分割功能給底下的工程師，並且降低工作之間的相依性，使得每一個工程師開發時程能獨立運作。有一天，我與面試主管討論此問題，他說：『對他而言，用UML畫系統架構圖能幫助自己溝通，並且規劃好的架構後清楚地分割任務給底下工程師，時間久了難免文件失去存在意義。』當下，我深深反省並重新思考如何正確使用它幫助團隊？

例子1：在大型商業軟體下，如何讓新人有能力維護系統？

最沒效率方法是叫新人看哪一段程式碼，而是簡略描述系統架構後，縮小範圍到改的類別進行詳細描述。然而，當你要改類別過於龐大時，千萬不要詳細劃出全部，而是列出有關的類別成員即可，一方面新人根據關鍵字抓出大略修改方向，另一方面新人也能慢慢消化與吸收剛剛講解。

例子2：如何讓團隊開發速度加快？

開發每個功能必須先規劃好軟體架構，並且根據PM的需求畫出介面雛形，在實作前確認工作走向是正確的。最重要的是不要因趕專案時程，沒有留下任何文件，不但延長開發時程(i.e. 新人適應期)，而且促使了團隊內的衝突增加。文件的存在目的是減少被打擾的時間，工程師最忌諱打斷自己開發思緒，甚至新人問題抓不到重點，然而有時必須檢討有沒有給新人足夠資源? 　

目的

類別圖主要定義此類別角色和責任，不但降低系統重複功能，而且告知他人如何使用此類別．

符號說明

圖一．類別的構成(source: IBM developerWorks)

• 描述類別成員時，不像程式語言在前面宣告資料型別，而是在後面加上冒號和資料型別，以下為類別圖表示方式: (橘色代表可選擇不加)
• 資料成員(attribute or data member ) 

name:type = default value

• 成員函數(operation or member function)

function(parameter list) : return type of value

• 若我們在類別中定義靜態不能改變常數變數，我們需要此資料成員後面加上{frozen}，代表此成員是不可變動。
• 『static const double pi=3.14;』→『db: double=3.14 {frozen}』


• 處理的定義符( access specifiers)在UML所代表的符號
• private:：『-』
• public：『+』
• protected：『#』
• package：『~』

• 關係
• Containment 
• 通常用來描述鏈結串列，二元樹，關係陣列 
• Association (knows a)
• 兩個類別彼此都有著直接的關係 
• Dependency(is a)
• class A uses a class B→類別A使用類別B
• Aggregation (has a)
• class A has a class B→類別A資料成員包含類別B 
• Composition (own a)
• class A own a class B→類別A擁有類別B 
• Inheritance  (is extended by)
• class A is extended by class B→類別B在類別Ａ基礎下進行功能擴展

• 多重性(Multiplicity)
• 主要描述類別擁有實體數目

indicator 指示符	意思
0....1	零或一個
1	一個
0....*	零或多個
1....*	一或多個
*	多個

範例

1. 資料庫存取範例

圖一. 類別示意圖

1. 連結串列範例



圖二.  類別示意圖

延伸閱讀

[1]IBM developerWorks, UML basics: The class diagram
    http://www.ibm.com/developerworks/rational/library/content/RationalEdge/sep04/bell/
[2]UML Class Diagram
    http://www.tutorialspoint.com/uml/uml_class_diagram.htm