基于UML的设计模式实验室指南

统一建模语言和设计模式实验室 统一建模语言（UML）是一种标准化的建模语言，用于描述软件系统的结构、行为和架构。它提供了一种通用的语言来描述软件系统的设计、分析和实现。UML 由 Grady Booch、Jim Rumbaugh 和 Ivar Jacobson 等人在 1990年代初期开发。 UML 的主要组成部分包括： 1. 用例图（Use Case Diagram）：用于描述系统的功能需求和用户交互。 2. 类图（Class Diagram）：用于描述系统的静态结构，包括类、接口、继承关系等。 3. 顺序图（Sequence Diagram）：用于描述系统的交互行为和顺序。 4. 状态机图（State Machine Diagram）：用于描述系统的状态变化和转换。 5. 活动图（Activity Diagram）：用于描述系统的业务流程和控制流。 设计模式（Design Patterns）是一种通用的解决方案，用于解决软件设计中的常见问题。它们提供了一种可重用的解决方案，帮助开发人员快速设计和实现软件系统。 常见的设计模式包括： 1. 工厂模式（Factory Pattern）：用于创建对象的实例，而不需要指定具体的类别。 2. 单例模式（Singleton Pattern）：用于确保某个类只有一个实例。 3. 观察者模式（Observer Pattern）：用于在对象之间建立一对多的依赖关系。 4. 策略模式（Strategy Pattern）：用于定义一系列算法，客户可以根据需要选择合适的算法。 5. 模板方法模式（Template Method Pattern）：用于定义算法的框架，子类可以根据需要实现具体的步骤。 在实验室中，学生将通过完成 12 个实验，学习 UML 和设计模式的应用。这些实验包括： 1. 创建 ATM 应用程序的 UML 图。 2. 创建图书馆管理系统的 UML 图。 3. 创建在线书店的 UML 图。 4. 创建铁路预订系统的 UML 图。 通过这些实验，学生将掌握 UML 和设计模式的应用，提高软件设计和实现的能力。