UML对象图

UML对象图

一、对象图核心概念

对象图（Object Diagram）描述的是系统在某一时刻对象（实例）的状态快照。它关注的是实际对象之间的实例关系，而不是类与类之间的静态结构。主要特点有：

1. ​对象（Object）
   对象图显示的是类的对象(类的实例化实体)的具体状态，包括对象名、所属类以及部分属性值。从而可以直观看到系统在运行时各种对象之间的关系。

2. 瞬时快照
   对象图像是一张“照片”，展示了在某一具体时刻各对象如何交互、彼此关联，适用于分析系统运行中的状态和数据实例。

3. 关系展示（Link）
   对象之间可能有连接（例如关联、依赖等关系），这些连接反映了各种对象实例之间的协作或数据传递过程。

通俗理解：
想象你在开学第一天拍了一张班级合照，对象图就像这张照片，它显示了班级中每个同学（对象）的身份（所属类）、姓名（对象名称）和部分特征（属性值），以及大家站在一起的相互关系（关联）。这和 UML 的类图不同，类图描述的是同学们应具备的通用属性和方法，而对象图则展示了实际那一刻各个同学的样子和关系。

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二、示例

我们以电商订单为例，展示一个简单对象图的快照。在此示例中，我们假设系统中已经存在以下实例对象：

• 一个用户对象（u1 : User，姓名为 Alice）
• 一个订单对象（o1 : Order，总额 100）
• 一个支付对象（p1 : Payment，状态为 completed）

下面利用节点标签描述对象名称、所属类和属性值，以展示对象之间的关系：

说明：

• 箭头表示对象之间的交互：如用户 u1 （Alice）下单生成订单 o1，订单 o1 调用了支付 p1。

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三、设计题目

下面给出三个难度层级的设计题目，要求你针对对象图的视角绘制系统在某一时刻的状态快照：

1. Easy 难度：图书馆管理系统对象图

需求描述：
设计一个图书馆系统的对象图。假设系统中存在以下实例：

• 一个读者对象（例如，r1 : Reader，姓名为 Bob）
• 一本图书对象（例如，b1 : Book，标题为 “UML基础”）
• 一本借阅记录对象（例如，lr1 : LoanRecord，记录借出日期和到期日期）

要求：

• 读者对象与借阅记录对象之间存在关联（表示该读者借阅了这本书）；
• 借阅记录对象关联图书对象。
• 用 Mermaid 语法绘制该对象图，并标明对象间的关系。

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2. Medium 难度：电商订单流程对象图

需求描述：
设计一个网购订单系统的对象图快照。系统当前有：

• 一个用户对象（例如，u1 : User，姓名为 Carol）
• 一个购物车对象（例如，cart1 : ShoppingCart），其中包含多个商品；
• 一个订单对象（例如，o1 : Order，订单总额 250）；
• 一个支付对象（例如，p1 : Payment，支付状态为 pending）

要求：

• 用户对象通过购物车提交订单；
• 订单对象与支付对象存在关联。
• 用 Mermaid 语法绘制对象图，展示各对象的属性和相互关联。

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3. Hard 难度：实时协作平台对象图

需求描述：
设计一个用于支持在线多人编辑平台的对象图，展示系统在某一时刻的内部状态快照。系统包含以下实例：

• 一个用户对象（例如，u1 : User，姓名为 David），以及多个在线用户对象；
• 一个文档对象（例如，d1 : Document，版本号 5.2）；
• 一个协作会话对象（例如，s1 : Session，状态为 Active），记录当前协作会话信息；
• 一个消息对象（例如，m1 : Message，内容为“编辑保存成功”）

要求：

• 用户对象与协作会话对象之间有关联（表示用户正在参与协作）；
• 协作会话对象与文档对象之间有关联；
• 消息对象与协作会话对象有关联，表示通过该会话发送编辑消息。
• 使用 Mermaid 语法绘制对象图，注意对象的名称、所属类以及部分关键属性，并清楚标明各对象之间的关系。

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三、设计题目参考答案

1. Easy 难度：图书馆管理系统对象图

下面对象图示例，满足图书馆管理系统的需求。

说明：

• r1 表示读者对象，属性 name = Bob。
• lr1 表示借阅记录对象，包含借出日期和到期日期（此处示例日期为 2023-08-15 和 2023-09-15，可根据需要修改）。
• b1 表示图书对象，属性 title = UML基础。
• 箭头显示了对象之间的关联关系，表示读者借阅了图书，具体记录在借阅记录中。

2. Medium 难度：电商订单流程对象图

下面展示电商订单流程对象图的快照。

说明

• u1 : User 对象表示用户，其姓名为 Carol。
• cart1 : ShoppingCart 对象表示购物车，其中包含多个商品（这里用 [item1, item2, ...] 作为示例数据）。
• o1 : Order 对象表示订单，其订单总额为 250。
• p1 : Payment 对象表示支付，其状态为 pending（待支付）。
• 箭头显示对象间的关系：
  • 用户通过购物车提交订单；
  • 购物车生成订单；
  • 订单与支付对象建立关联。

3. Hard 难度：实时协作平台对象图

下面展示在线多人编辑平台在某一时刻的内部状态快照。该图除了包含一个示例用户 u1 : User（David）外，还增加了多个在线用户对象，清晰展示了对象间的关联关系：

说明

• 用户对象

  • u1 表示用户 David，
  • u2 表示在线用户 Alice，
  • u3 表示在线用户 Bob。
    他们都通过箭头表示正在参与相同的协作会话 s1。

• 文档对象 d1

  • 表示当前编辑的文档，版本号为 5.2。

• 协作会话对象 s1

  • 状态为 Active，记录当前正在进行的团队协作信息，并与文档 d1 关联，反映该会话对应于哪个文档。

• 消息对象 m1

  • 内容为 “编辑保存成功”，通过箭头与协作会话 s1 关联，表示相关编辑消息通过该会话被发送出去。

小结

对象图提供了系统在某一具体时刻的状态快照，有助于了解实际对象的属性和它们之间的联系。