UML 類圖與物件圖：帶有範例的完整指南

統一模型語言（UML） 是一種強大的工具，用於視覺化軟體系統。UML 中兩個關鍵圖表是類圖 和物件圖。儘管它們看似相似，但在軟體設計與分析中各自扮演著不同的角色。

本教程將會：

• 解釋類圖與物件圖.
• 提供現實世界的範例每種的範例。
• 展示它們在系統建模中如何相互補足。

1. UML 類圖：系統的藍圖

什麼是類圖？

一個類圖是靜態系統結構的靜態表示。它定義了：

• 類別（物件的範本）
• 屬性（類別的屬性）
• 方法（類別的功能）
• 關係（關聯、繼承、依賴）

何時使用類圖？

• 設計軟體架構。
• 記錄系統結構。
• 引導開發人員進行實作。

範例：大學系統的類圖

說明：

• 學生, 課程，以及教授都是類別。
• 每個類別都有屬性（例如：學號, 姓名).
• 每個類別都有方法（例如：註冊（）, 授課（）).

2. UML 物件圖：執行時期物件的快照

什麼是物件圖？

一個 物件圖 是一種 動態 系統在特定時刻的表示。它顯示：

• 物件 (類別的實例)
• 屬性值 (物件的目前狀態)
• 連結 (物件之間的關係)

何時使用物件圖？

• 除錯執行時問題。
• 使用實際資料驗證類別圖。
• 說明特定的系統情境。

範例：「大學系統」的物件圖

說明：

• :學生, :課程，以及 :教授 是物件（類別的實例）。
• 每個物件都有 目前的屬性值 (例如： 學號 = 101).
• 連結 顯示關係（例如：Alice註冊了「物件導向程式設計」）。

3. 類別與物件圖之間的主要差異

4. 它們如何協同運作

1. 類別圖 定義結構。
2. 物件圖 以實際資料實例化該結構。

範例：

• 一個 類別圖 定義一個 汽車 類別，包含屬性（型號, 年份).
• 一個物件圖顯示一個特定的汽車物件（型號 = "特斯拉", 年份 = 2023).

5. 實務練習

任務：建立「圖書館系統」的模型

1. 建立一個類別圖包含：

   • 書籍（屬性：書名, 作者, ISBN)
   • 會員（屬性：會員編號, 姓名)
   • 圖書館（方法：borrowBook(), returnBook())

2. 建立物件圖顯示：

   • 一個書物件（書名 = "UML指南", 作者 = "John Doe")
   • 一個會員物件（會員編號 = 1, 姓名 = "Alice")
   • 一條顯示 Alice 借閱「UML指南」的連結

結論

• 類別圖 = 藍圖（靜態結構）。
• 物件圖 = 快照（執行時期狀態）。
• 同時使用兩者以有效設計、驗證和除錯系統系統