使用 Rational Systems Developer 和 Rational Software Architect 进行 C++ 转换的提示和技巧，第 2 部分: 在 Rational Systems Developer 和 Rational Software Architect 中控制由 UML 模型生成的 C++ 代码

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级别： 中级

Vinod V. Uddaraju (vinod.varma@in.ibm.com), 高级软件工程师, IBM
Pratima Gangalavoi (pratima.g@in.ibm.com), 系统软件工程师, IBM

2008 年 7 月 11 日

本文是系列文章的第 2 部分，它对于当您在 IBM® Rational® Systems Developer 或者 IBM® Rational® Software Architect 中运行 UML 到 C++ 的转换时更好地控制所生成的 C++ 代码，提供了许多提示和帮助。除此之外，它还描述了如何从一个 UML 模型中生成虚拟的、内联的以及友好的函数。它还描述了如何控制用于模板类的代码生成，并且提供了使用 UML 到 C++ 转换的代码生成的许多其他方面的详细信息。

生成 C++ 虚函数

本小节将向您介绍如何从一个 UML 模型中创建 C++ 虚函数。为了在一个类中创建一个 C++ 纯虚函数，您需要在一个 UML 类的内部创建一个 UML 操作，并且确保该操作的 General Properties 中的 Abstract Qualifier 被选中。

举例来说，创建一个纯虚函数：virtual int purevirtualop(int x)=0，请执行如下这些操作：

1. 创建一个名为 purevirtualop 的 UML 操作，其返回值类型为 int，参数 x 的类型为 int。
2. 选中该操作的 Properties 标签中的 Abstract 和 Unique Qualifiers，如图 1 中所示。为纯虚函数所生成的代码如列表 1 中所示。

图 1. 为一个纯虚函数设置属性。


列表 1. 在头文件中为一个纯虚函数所生成的代码。

//@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
class Class1
{

    //Begin section for Class1
    //TODO: Add attributes that you want preserved
    //End section for Class1
    public:

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        virtual int purevirtualop(int x)=0;

};  //end class Class1  

图 2. 为一个虚函数设置属性。


列表 2. 在头文件中为一个虚函数所生成的代码。

//@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
class Class1
{

    //Begin section for Class1
    //TODO: Add attributes that you want preserved
    //End section for Class1
    public:

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        virtual int virtualop(int x);

};  //end class Class1  

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生成 C++ 内联函数

本小节向您介绍如何从一个 UML 模型中创建 C++ 内联函数。为了在一个类中创建一个 C++ 内联函数，您需要在一个 UML 类的内部创建一个 UML 操作，并且将 cpp_operation 套用在该 UML 操作上面。属性 isInline 的默认值被设置为 True。

举例来说，要创建一个虚函数：inline int inlineop(int x)，请您执行下述步骤：

1. 创建一个 UML 操作 inlineop，其返回值类型为 int，并且参数 x 的类型为 int。
2. 将 cpp_operation 套用到它的上面。
3. 按照图 3 所示的内容设置该套用的属性：

• 将 isFriend 设置为 False；
• 将 isInline 设置为 True；
• 将 isVirtual 设置为 False。

图 3. 为一个内联函数设置属性。

列表 3. 在头文件中为一个内联函数所生成的代码。

//@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
class Class1
{

    //Begin section for Class1
    //TODO: Add attributes that you want preserved
    //End section for Class1
    public:

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        inline int inlineop(int x);

};  //end class Class1

                
                
//@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
int Class1::inlineop(int x) 
{
    //TODO Auto-generated method stub
    return 0;
}

该转换还提供了另外一个选项：为一个在类声明下的头文件中的内联函数生成该函数的定义。要激活这一选项，请您执行下述步骤：

1. 将 -DINLINE_HEADER=true VM 参数添加到 eclipse.ini 文件后面。
2. 接下来，重新启动 Rational System Developer 或者 Rational Software Architect，采用 -clean 选项。
3. 另外，您也可以重新启动 Rational System Developer 或者 Rational Software Architect，在命令行中执行选项：-vmargs -DINLINE_HEADER=true。

采用这一选项为内联函数所生成的声明和定义将全部位于头文件中，如列表 5 所示。

列表 5. 使用 DINLINE_HEADER 选项为一个内联函数生成代码。

//@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
class Class1
{

    //Begin section for Class1
    //TODO: Add attributes that you want preserved
    //End section for Class1
    public:

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        inline int inlineop(int x);

};  //end class Class1

//@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
int Class1::inlineop(int x) 
{
    //TODO Auto-generated method stub
    return 0;
}

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生成 C++ 友函数

本小节将向您介绍如何从一个 UML 模型中创建 C++ 友函数。为了在一个类中创建一个 C++ 友函数，您需要在一个 UML 类的内部创建一个 UML 操作，并且将 cpp_operation 套用在该 UML 操作上面。属性 isFriend 的默认值被设置为 True。

要创建一个友函数：friend int Class2::friendop (int x)，同时该函数的友好性被定义在 Class2 中，请您执行下述步骤：

1. 创建一个 Class2::friendop 操作，其返回值类型为 int，并且参数 x 的类型为 int。
2. 将 cpp_operation 套用到它的上面。
3. 按照图 4 所示的内容设置该套用的属性：

• 将 isFriend 设置为 True；
• 将 isInline 设置为 False；
• 将 isVirtual 设置为 False。

生成的代码如列表 6 中所示。

图 4. 为一个友函数设置属性。


列表 6. 为一个友函数生成代码。

//@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
class Class1
{

    //Begin section for Class1
    //TODO: Add attributes that you want preserved
    //End section for Class1
    public:

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        friend int Class2::friendop(int x);

};  //end class Class1

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建模一个模板类

本小节讨论在一个 UML 模型中建模一个 C++ 模板类。为了建模一个 C++ 模板类，您需要首先创建一个 UML 类，然后向其中添加类型为 Class（或者任何一种 UML 基本类型）的模板参数。

要创建一个模板类，例如：template class one<class T, int X> {int op(){}};，首先创建一个 UML 类，然后添加下面两个模板参数和一个 UML 操作：

1. 如图 5 中所示的类类型（命名为 T）的模板参数，右键单击 source > Models > one 并且选择 Add UML > Template Parameter > Class。
2. 如图 6 中所示整数类型（命名为 X）的模板参数，右键单击 source > Models > one 并且选择 Add UML > Template Parameter > Integer。
3. 一个 UML 操作，并且以一个 int 作为返回值类型。

图 5. 创建一个类类型的模板参数。


图 6. 创建一个整数类型的模板参数。

                
                
//@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
template <class T, int X>
class one
{

    //Begin section for one
    //TODO: Add attributes that you want preserved
    //End section for one
    public:


        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        int  op()
        {
            //TODO Auto-generated method stub
            return 0;
        }

};  //end class one

该转换还提供了一个选项来为类类型的模板参数生成替换 class 的关键字。

1. 为了激活这一选项，您需要将 VM 参数 -DTYPENAME_TEMPLATES=true 添加到 eclipse.ini 文件后面。
2. 接下来，重新启动 Rational System Developer 或者 Rational Software Architect，并且采用 -clean 选项。
3. 另一个选项是，您可以重新启动 Rational System Developer 或者 Rational Software Architect，并且采用命令行选项 -vmargs -DTYPENAME_TEMPLATES=true。通过这一选项，关键字 typename 被生成用来类类型的每一个模板参数。采用这一选项所生成的代码如列表 8 中所示。

                
                
//@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
template <typename T, int X>
class one
{

    //Begin section for one
    //TODO: Add attributes that you want preserved
    //End section for one
    public:


        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        int  op()
        {
            //TODO Auto-generated method stub
            return 0;
        }

};  //end class one

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为头文件和实体文件创建不同的扩展

这一小节负责为生成的和一个 UML 类相对应的头文件和源文件创建不同的文件扩展名。为了为和一个 UML 类相对应的头文件和源文件创建不同的文件扩展名，请您将 cpp_properties 套用到该 UML 类上面。这一套用具有两个属性：

• headerFileExtension：这一属性被用来设置头文件的扩展名。
• bodyFileExtension：这一属性被用来设置实体文件的扩展名。

在一个扩展名为 .inc 的头文件和一个扩展名为 .in 的源文件中为一个 UML 类生成代码，请您执行如下步骤：

1. 创建一个 UML 类 class1，并且向其添加一个操作 op，其返回值类型为 int。
2. 将 cpp_properties 套用到 UML 类上面，并且设置 headerFileExtension 属性为 .inc，设置 bodyFileExtension 属性为 .in，如图 7 中所示。

图 7. 为不同的头文件和实体文件扩展设置属性。

图 8. 为头文件设置扩展。

图 9. 用于 C++ 头文件的文件联系。

图 10. 为源文件设置扩展。

图 11. 用于 C++ 源文件的文件联系。

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控制一个类内部的可见性顺序

生成代码在默认情况下是根据可见性进行排序的。默认的顺序为 private（私有的）、protected（受保护的）和 public（公共的）。这意味着类元素的所有的私有成员都将被首先转储，然后依次是被保护的成员和公共的成员。为了观察生成的代码，请您创建一个 UML 模型，然后添加一个 UML 类 A。向这个类中添加以下这些元素：

• 一个 UML 属性 a （类型为 int）和一个 UML 操作 abc （返回值类型为 void）。将这两个元素的可见性设置为 private。
• 一个 UML 属性 b （类型为 int）和一个 UML 操作 xyz （返回值类型为 int）。将这两个元素的可见性设置为 protected。
• 一个 UML 属性 c （类型为 int）和一个 UML 操作 pqr （返回值类型为 bool）。将这两个元素的可见性设置为 public。

为这一 UML 模型所生成的代码如列表 9 中所示。

                
                
//@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
class A
{

    //Begin section for A
    //TODO: Add attributes that you want preserved
    //End section for A

    private:

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        int a;

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        void abc();

    protected:

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        int b;

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        int xyz();

    public:

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        int c;

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        bool pqr();

};  //end class A

UML 到 C++ 的转换提供了一个以公共元素、被保护元素、私有元素这一顺序生成代码的选项。

1. 为了激活这一选项，请您将 -DVISIBILITY_ORDER=true VM 参数添加到 eclipse.ini 文件中。
2. 接下来，重新启动 Rational System Developer 或者 Rational Software Architect，并且采用 -clean 选项。
3. 另外，您还可以重新启动 Rational System Developer 或者 Rational Software Architect，并且采用命令行选项 -vmargs -DVISIBILITY_ORDER=true 。采用这一选项生成的代码如列表 10 中所示。

                
                
//@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
class A
{

    //Begin section for A
    //TODO: Add attributes that you want preserved
    //End section for A

    public:

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        int c;

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        bool pqr(); 
  
    protected:

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        int b;

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        int xyz();

    private:

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        int a;

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        void abc();  
 
};  //end class A

UML 到 C++ 的转换还提供一个以和它们在 UML 模型中被储存的相同顺序生成类属性和操作的选项。

1. 要选中这一选项，请您定位到 Window > Preferences > Modeling > Transformations > UML to C++ Transformation。
2. 选择 Edit Styles 页面。
3. 在这一页面中，选中 Sort By storage 选项，如图 12 中所示。采用这一选项生成的代码如列表 11 中所示。

图 12. 根据 Storage 选项设置排列顺序。

列表 11. 采用 DVISIBILITY_ORDER 选项的代码生成。

//@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
class Class1 {

    //Begin section for Class1
    //TODO: Add attributes that you want preserved
    //End section for Class1
    private:

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        int a;
    protected:

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        int b;
    public:

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        int c;
    private:

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        void abc();
    protected:

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        int xyz();
    public:

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        bool pqr();

};  //end class Class1

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将 Exclude Path 用于 Include 选项

从 UML 模型的代码中所生成的 #include 声明具有到达被包含文件的相对路径。举例来说，考虑一个具有两个类（Class1 和 Class2）之间依赖的 UML 模型，每一个都嵌套在一个不同的包中（Package1 and Package2）。在这种情况下，在 Class1.h 中所生成的代码如列表 12 中所示。请注意相对路径“../Package2/Class2.h”被生成到头文件中（Class2.h）。

                
                
#include "../Package2/Class2.h"

//@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
class Class1
{

    //Begin section for Class1
    //TODO: Add attributes that you want preserved
    //End section for Class1

};

UML 到 C++ 的转换提供了一个生成只包含相应被包含文件的文件名的 #include 声明的选项。要激活这一选项，请访问 UML 到 C++ 转换配置向导的属性页面，并且选择 Suppress path names in include directives 选项，如图 13 中所示。

在 Rational Software Architect 和 Rational System Developer 的版本 7.0.5 以及后续的版本中，提供了 Suppress path names in include directives 选项。采用这一选项所生成的代码（从上面所提到的 UML 模型中）如列表 13 中所示。请注意只有文件名 Class2.h 是被生成的。

图 13. 设置“Suppress path names in include directives option”


列表 13. 采用 DEXCLUDE_PATH_FOR_INCLUDES 选项为 #include 所生成的代码。

#include "Class2.h" //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)" class Class1 { //Begin section for Class1 //TODO: Add attributes that you want preserved //End section for Class1 };

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您所学习的内容以及下一步的展望

在本文中，您学习了如何完成以下操作：

• 生成 C++ 虚函数；
• 生成 C++ 内联函数；
• 生成 C++ 友函数；
• 建模一个模板类；
• 为头文件和实体文件创建不同的扩展；
• 控制一个类内部的可见性顺序；
• 将 Exclude Path 用于 Include 选项；

在 第 3 部分 中，您将学习如何在 UML 中建造 C++ 特定模型，进而生成代码。

参考资料

• 您可以参阅本文在 develperWorks 全球网站上的 英文原文。
  
  
• 本系列的第 1 部分，“使用 Rational Systems Developer 和 Rational Software Architect 进行 C++ 转换的提示和技巧，第 1 部分：控制由 UML 模型生成的 C++ 代码”（developerWorks，2006 年 6 月）是将 C++ 展现为服务的一个详细指南。
  
  
• 本系列的第 3 部分，“使用 Rational Systems Developer 或 Rational Software Architect 进行 C++ 转换的提示和技巧，第 3 部分：使用 UML 对 C++ 特定模型进行建模”（developerWorks，2008 年 10 月）为您提供了一些技巧可以使您更好地理解如何利用 UML 建模 C++ 特定模型。
  
  
• 通过 “使用 IBM Rational Systems Developer 和 Rational Software Architect 实现 UML 与 C++ 的转换” 了解保持 C++ 代码与 UML 模型同步的方法。
  
  
• 关于技术资源，请访问 developerWorks 的 Rational Systems Developer 产品专题。您可以得到技术文档、指南、培训、下载，产品信息以及更多内容。
  
  
• 时刻关注最新的技术事件和网络广播。
  
  
• 订阅 developerWorks Rational 专区时事通讯。 与 developerWorks Rational 专区的内容保持一致。每两周，您将收到关于 Rational 软件交付平台的最新技术资源和最佳实践的更新。
  
  
• 订阅 Rational Edge 中文版，阅读关于有效软件开发背后的概念的文章。
  
  
• 浏览 技术书店，获得关于这些和其它技术主题的书籍。
  
  
• 如何使用 C/C++ Development Toolkit (CDT)：使用 Eclipse 平台进行 C/C++ 开发。
  
  
• 在 developerWorks 的 Architecture 架构专区，获得您需要在架构方面改善技能所需的资源。
  
  

• 下载 IBM Rational 软件试用版本。
  
  
• 下载 IBM 产品评估版本，并着手熟悉来自于 DB2®、Lotus®、Rational®、Tivoli®，以及 WebSphere® 的应用程序开发工具和中间件产品。

• 查看 作者在建模方面的博客。
  
  
• 查看 developerWorks 博客，并加入到 developerWorks 社区 中。
  
  
• 查看 Rational Software Architect、Rational Data Architect、Rational Software Modeler、Rational Systems Developer、Rational Application Developer，以及 Rational Web Developer 论坛：询问有关Rational Systems Developer 和 C++ 转换方面的问题。
  
  

作者简介

		Vinod Varma 在过去的三年中一直从事于 IBM Rational 建模工具的开发工作。他担当过许多不同的建模工具的工作，如 Rational Rose，Rational Software Architect，以及 Rational System Developer。

		Pratima Gangalavoi 是工作在 Rational Software Architect 和 Rational Systems Developer 上的一名系统软件工程师，在 IBM Rational Software Bangalore 实验室工作。她主要工作于这些工具的 C++ 转换。

对本文的评价

太差！ (1) 需提高 (2) 一般；尚可 (3) 好文章 (4) 真棒！(5) 建议？

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