软考高级：UML定时图概念和例题

作者：明明如月学长， CSDN 博客专家，大厂高级 Java 工程师，《性能优化方法论》作者、《解锁大厂思维：剖析《阿里巴巴Java开发手册》》、《再学经典：《Effective Java》独家解析》专栏作者。

UML 定时图讲解

UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）是一种用于软件系统分析和设计的标准语言。它提供了一系列图表来帮助软件开发人员表达设计思想，促进系统设计的理解和沟通。UML 定时图（Timing Diagram）是UML 2.0中新增加的一种图，主要用于展示系统内部或多个系统之间在时间序列上的对象状态变化及事件的互动。

定时图的基本组成

UML 定时图主要由以下几个基本组件构成：

• 时间轴（Time Axis）：展示时间的流逝，通常是水平方向。
• 生命线（Lifeline）：代表系统中的一个元素，如一个对象或组件，在定时图中通常是垂直方向展示。
• 状态（State）：展示生命线上对象在特定时间段的状态。
• 时间约束（Time Constraint）：指定状态持续时间或事件发生的具体时间。

通过这些组件的组合，定时图能够清晰地描述系统行为随时间变化的情况，特别是对并发系统和实时系统的分析和设计特别有用。

示例

假设有一个简单的温控系统，其工作过程如下：启动后，系统先进行自检（Self-check），自检通过后进入待机状态（Standby）。当检测到室内温度超过设定值时，系统进入制冷状态（Cooling），温度下降到设定值以下后，系统再次回到待机状态。整个过程可以用定时图表示如下：

以上表格简单描述了系统状态随时间变化的过程。在实际的UML定时图中，这些状态变化会通过生命线上的不同段落来表示，每个状态区间用不同的颜色或标签标记，时间约束则直接注明在状态开始或结束的位置。

UML 定时图出题

2.1 选择题

1. UML定时图主要用于表示什么？ A. 类之间的关系 B. 对象状态随时间的变化 C. 系统的物理部署 D. 用例的实现细节
2. 在UML定时图中，时间轴通常是如何表示的？ A. 垂直方向 B. 水平方向 C. 对角线方向 D. 无固定方向
3. 生命线在UML定时图中代表什么？ A. 事件 B. 操作 C. 对象或组件 D. 用例
4. 下列哪个不是UML定时图的基本组成部分？ A. 时间轴 B. 状态 C. 消息序列 D. 时间约束
5. UML定时图适用于分析哪种类型的系统？ A. 顺序系统 B. 并发系统 C. 静态系统 D. 数据库系统
6. 时间约束在UML定时图中的作用是什么？ A. 表示状态的变化 B. 指定状态持续时间或事件发生的具体时间 C. 描述类之间的关系 D. 定义操作的执行顺序
7. 在UML定时图中，状态是如何表示的？ A. 用箭头表示 B. 用不同的颜色或标签标记在生命线上 C. 用虚线表示 D. 用圆圈表示
8. 哪一项不是使用UML定时图的目的？ A. 分析系统行为随时间的变化 B. 展示系统的物理结构 C. 描述对象或组件的生命周期 D. 分析并发系统和实时系统
9. UML定时图可以用于分析哪些方面的设计？ A. 用户界面设计 B. 数据库设计 C. 并发控制和时间依赖的行为 D. 软件架构
10. 定时图中的生命线结束表示什么？ A. 对象被销毁 B. 系统崩溃 C. 对象状态不再改变 D. 对象完成了其生命周期内的所有行为

2.2 答案和解析

1. 答案：B。UML定时图主要用于表示对象状态随时间的变化。
2. 答案：B。在UML定时图中，时间轴通常是水平方向表示。
3. 答案：C。生命线在UML定时图中代表系统中的一个对象或组件。
4. 答案：C。消息序列不是UML定时图的基本组成部分，而是序列图的组成部分。
5. 答案：B。UML定时图特别适用于分析并发系统和实时系统。
6. 答案：B。时间约束用于指定状态持续时间或事件发生的具体时间。
7. 答案：B。在UML定时图中，状态通常用不同的颜色或标签标记在生命线上表示。
8. 答案：B。使用UML定时图的目的不包括展示系统的物理结构。
9. 答案：C。UML定时图可以用于分析并发控制和时间依赖的行为设计。
10. 答案：D。生命线结束表示对象完成了其生命周期内的所有行为。