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使用PlantUML做软件设计

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Plantuml 是什么？

首先得说一下UML，统一建模语言（英语：Unified Modeling Language，缩写 UML）是非专利的第三代和规约语言。

UML涵盖了很多类型的图，主要都是应用于软件开发行业。

在UML系统开发中有三个主要的模型：

  • 功能模型：从用户的角度展示系统的功能，包括用例图。

  • 对象模型：采用对象，属性，操作，关联等概念展示系统的结构和基础，包括类别图、对象图。

  • 动态模型：展现系统的内部行为。包括序列图，活动图，状态图。

而PlantUML是一个开源项目，除了支持快速绘制上面这些类型的图表之外，还支持很多图表，具体查看官方网站。

PlantUML通过编写文本的方式来定义UML图表，有点类似markdown，然后生成图表

示例：

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@startuml
' Split into 4 pages
page 2x2
skinparam pageMargin 10
skinparam pageExternalColor gray
skinparam pageBorderColor black

class BaseClass

namespace net.dummy #DDDDDD {
	.BaseClass <|-- Person
	Meeting o-- Person

	.BaseClass <|- Meeting

}

namespace net.foo {
  net.dummy.Person  <|- Person
  .BaseClass <|-- Person

  net.dummy.Meeting o-- Person
}

BaseClass <|-- net.unused.Person
@enduml

输出效果

环境搭建

我们需要一个编辑器/IDE来编辑和预览UML图表，这里使用vscode

安装PlantUML插件

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配置插件渲染方式

渲染方式有两种

  • local 本地的Java渲染服务，需要Java运行环境及Graphviz
  • PlantUMLServer 远程渲染服务器

方便起见，我们直接用官方的服务器
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验证

  1. 新建 test.puml

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    @startuml
    ' Split into 4 pages
    class BaseClass

    @enduml

  2. 预览图表
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PlantUML基础语法

由于PlantUML支持的图表类型比较多，每种图表的语法还不太一致，这里只简单介绍通用的语法，具体的图表还是建议查看官方文档。

也建议大家，在使用过程中记录适合自己的每种图表的模板，作图效率大大提高。

注意：语句类型是和图关联的，也就是说某些语句只能在某个图表用，而且PlantUML会根据你用到的语句猜测你是什么图表，然后进行渲染。

图表块

以@startuml和@enduml标记一个图表，还可以在开始处记录图表的名称（这里是hello-world）

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@startuml hello-world
You -> World: Hello
@enduml

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注释和标记

  • 单行注释：单引号 ' 在行首
  • 多行注释：以/' 开始， 以 /' 结束
  • 图表标记：note left|right|top|bottom of XXX
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@startuml hello-world
' You -> World: Hello 单行注释

/'
you can not 多行注释
see me
'/

You <-> World: Hello
note left of You: yoyoyo
' 标记
@enduml

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对象和关系

对象： 图表中的方块，一般出现才关系的两端，有些需要额外定义（如接口，类）
关系：一般用形如箭头的字符来表示对象之间的关系，字符不同样式不同

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@startuml hello-world1
You -> World: Hello
You <- World: also Hello
You <-> World: Hololo
You <--> World: Hololo
@enduml

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一些例子

时序图

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@startuml
participant 用户
用户 -> 店长: 询问：iphone11 有吗？
activate 店长

note left of 用户: 我很暴躁
note left of 店长: 巧了，我也是

店长 -> 服务员: 命令：去查下库存
activate 服务员
服务员 -> 库存系统: 查询库存
activate 库存系统
return 库存量
deactivate 库存系统
alt "库存量 > 0"
	服务员 -> 店长: 通知：货多得很
else
	服务员 -> 店长: 通知：没货了
end
deactivate 服务员

alt "库存量 <= 0"
	店长 -> 用户: 不凑巧，买完了
    用户 -> 店长: 没货还挂着商品，耍人吗???
    用户 -> 店长: 愉快地打了一架
end
店长 -> 用户: Done
@enduml

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类图

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@startuml
class Head
class Body

class Animal {
    head
    body
    eye_num = 2
    hand_num = 0
    leg_num = 4
    tail_num = 1

    run()
    shout()
}

class Cat

class Fish {
    hand_num = 0
    leg_num = 0
    tail_num = 1

    swim()
}


class FishShoal {
    shoal_size
    fish_type
    fish_array

    migrate()
}
note left of FishShoal: 鱼群

class Human {
    hand_num = 2
    leg_num = 2
    tail_num = 0

    speak()
    work()
}

class Sutdent {
    study()
}

class School {
    location
    level
    student_num
    student_array
}

' 组合
Animal *-- Head
Animal *-- Body

' 继承、扩展
Animal <|-- Cat
Animal <|-- Fish
Animal <|-- Human
Human <|-- Sutdent

' 聚合
School o-- Sutdent: contains >
FishShoal o-- Fish: contains >
@enduml

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参考资源