一、前言

談到面向對象技術的分析和設計，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。因此我希望可以結合自己的經驗和實踐，寫一篇 UML 的入門文章，幫助做面向對象的程序員朋友能更好的利用它，從而順利完成自己的編程設計工作。

以下是本文大綱。

二、從一個示例開始

先舉個現實世界的例子。我們上大學的時候，作為學生，每人都有一張學生證，會歸屬到一個班級，上學時可能會用到自行車。很多同學還會考駕照，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系和能力，最后用代碼的方式來表達，產出可執行的程序。

像下圖這樣，識別出關鍵的實體和它們之間的關系。

用軟件工程的方式，解決現實中的問題，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。

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

如何讓現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，比如結構上它由詞匯和語法構成，功能上它能解決溝通問題。

你熟知的語言里比較多的應該是漢語和英語，如果從事軟件行業，C 語言和 Java 語言你應該也不會陌生。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之間溝通問題的計算機語言。

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

這么看來，UML 的目標是通過一定結構的表達，來解決現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域的問題。各個抽象角度共同組成了一個問題領域。

對于傳統模型而言，建造它是為了證明這個問題領域下某件事物能否工作。當然它有前提，即建造模型的成本遠遠低于建造實物的成本。比如造飛機或造高樓。

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域下軟件設計的最終成果。當然它也有前提，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。

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，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，就用來解決零售領域的問題。當然還可能會有些規則，比如成為注冊會員才能發生交易。

我們會發現，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站），會有特定的物（比如貨），有特定的規則（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，商家發貨，快遞公司郵寄等等。

模簡單講，就是人、事、物和規則。

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

人驅動系統，事體現過程，物記錄結果，規則是控制。

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

3.3 統一的意義在哪

統一的普遍意義是形成標準。所謂標準，就是所有人都明白的表述，所有人都遵從的格式。標準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一使用的貨幣方便了全球的經濟貿易，我們國家普及普通話方便了不同地區的交流溝通。

在軟件世界，任何一種組件化開發模式背后都有一個標準在規范和指導，比如 Java 的 JSR 標準。有了標準，編程就容易組件化，協作效率也會提升很多。對 UML 來說，這就是統一的意義。

四、為什么需要 UML

一個軟件項目要經歷業務調研、立項、需求采集、架構設計、編碼開發和測試驗證等多個環節。

每個環節可能角色并不相同，同樣的文檔同樣的話語越向后傳遞就越容易失真。因此就容易出現最終交付的產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，保證信息能被準確的傳達和準確的理解？一種好的辦法就是大家使用標準化的語言。

統一建模語言(UML)就試圖用標準化的語言來覆蓋整個軟件過程，讓不同團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。因此，UML 采用了「可視化」的圖形方式來定義語言。