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本系列的更多信息: 使用 Rational Systems Developer 或 Rational Software Architect 进行 C++ 转换的提示和技巧

本文内容包括：
	利用维数可变的 C++ 建模数组
	建模构造函数、分析构造函数，以及拷贝构造函数
	建模 Assignment Operator
	建模抽象的属性
	为 C++ 建模继承
	为 C++ 建模联合体
	利用 UML 建模的抽象类
	利用 C++ 为属性建模默认值
	添加自定义的 ifndef 部分到 C++ 文件中
	您已经学到的内容
	参考资料
	作者简介
	对本文的评价

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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

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英文原文

级别：中级

Vinod V. Uddaraju, 高级软件工程师, IBM
Pratima Gangalavoi, 系统软件工程师, IBM

2008 年 10 月 24 日

这篇文章（这个系列的第 3 部分）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，从而当您在 IBM®Rational®Software Architect 或者 IBM ®Rational® Systems Developer 中为 C++ 转换运行 UML 时产生代码。

这篇文章将向您显示如何建模数组、联合体、抽象类，为属性建模默认值等等。它还为您提供一些关于如何利用 Rational Software Architect 特性来进一步制定由 C++ 转换产生代码的技巧。

利用维数可变的 C++ 建模数组

这个部分讨论了利用 C++ 建模数组的问题，并且它的维数可以像变量一样被指定。要创建一个类型为 a[m] 的一维数组（这里的 m 是一个已经被定义和初始化的整数变量），可以在 UML 模型中在这个数组变量 a 上运行 cpp_type 原型。接下来，将这个原型的数组维度属性设置为 [m]，如图 1所示。要完成这个操作，可以按照下面这些步骤进行：

选择要被建模成为一个数组的 UML 类属性。
由于这个属性在 Project Explorer 中仍然被选择，可以切换到 Properties 视图，然后点击 Stereotypes 页签。
点击 Apply Stereotypes 按钮并选择 cpp_type 模型。
选择这个模型中具体指定的arrayDimensions属性，然后指定这个数组的维度，如图 1所示。

图 1. 为这个数组确定维度

产生的相关代码显示在列表 1中。

列表 1. 在 Class1 中为这个数组属性产生代码

				#ifndef CLASS1_H
#define CLASS1_H
//Begin section for file Class1.h
//TODO: Add definitions that you want preserved
//End section for file Class1.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

    private:

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

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

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

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

};  //end class Class1

#endif

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建模构造函数、分析构造函数，以及拷贝构造函数

这个部分讨论了为一个 C++ 类建模构造函数，分析构造函数，以及拷贝构造函数。要为一个叫作 Class1 的 C++ 类产生这些，可以按照一下步骤进行：

创建一个叫作 Class1 的 UML 类。
切换到 UML 的 Properties 页签到达 C++ Transformation 配置向导，然后选择 Constructor，Destructor，以及 Copy Constructor 选项，如图 2所示。

图 2. 建模构造函数、分析构造函数，以及拷贝构造函数

产生的相关代码显示在列表 2中。

列表 2. 由构造函数、分析构造函数，以及拷贝构造函数产生的代码

				
#ifndef CLASS1_H
#define CLASS1_H
//Begin section for file Class1.h
//TODO: Add definitions that you want preserved
//End section for file Class1.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
    public:

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

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        Class1(Class1 & arg);

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

};  //end class Class1

#endif

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建模 Assignment Operator

这部分讨论的是为 C++ 类建模一个赋值操作符。要为一个叫作 Class1 的 C++ 类产生任务分配器，可以按照一下这些步骤进行：

创建一个名为 Class1 的 UML 类
切换到 Transformation Configuration 向导的 Properties 页签，并选择 Assignment 选项。

图 3. 为属性建模赋值操作符
same tab with different options chosen

产生的相关代码显示在列表 3中。

列表 3. 生成的代码带有激活的赋值操作符

				
Source File:

#ifndef CLASS1_H
#define CLASS1_H
//Begin section for file Class1.h
//TODO: Add definitions that you want preserved
//End section for file Class1.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
    public:

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        void operator =(const Class1 & arg);

};  //end class Class1

#endif

Body File:

#include "Class1.h" 
//Begin section for file Class1.cpp
//TODO: Add definitions that you want preserved
//End section for file Class1.cpp


//@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
void Class1::operator =(const Class1 & arg) 
{
    //TODO Auto-generated method stub
}

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建模抽象的属性

这个部分讨论的是在 C++ 类中为一个属性建模抽象的属性。要在一个名为 Class1 的 C++ 类中为一个 C++ 属性产生这些，可以按照以下步骤进行：

创建一个名为 Class1 的 UML 类。
添加一个名称为属性1的 UML 属性，并将它的类型设定为 Integer。
然后在 Transformation Configuration 向导的 Properties 页签中选择 Getters and setters 选项。
这个转换配置为您提供了更深一层的选项，从而使这些抽象的属性 Inline 或者 By reference，通过选择Getters and setters 下转换配置中的属性来进行，如图 4所示。

图 4. 为属性建模抽象的属性

产生的相关代码显示在列表 4 （Inline）和列表 5中（仅供参考）。

列表 4. 产生的代码有 Getters and setters 和 Inline 选项

				
#ifndef CLASS1_H
#define CLASS1_H
//Begin section for file Class1.h
//TODO: Add definitions that you want preserved
//End section for file Class1.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

    private:

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        int attribute1;
    public:

        //get attribute1
        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        inline int get_attribute1();

        //set attribute1
        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        inline void set_attribute1(int attribute1);

};  //end class Class1

#endif

列表 5. 产生的代码有带有 By 参数选项的 Getters and setters

				
#ifndef CLASS1_H
#define CLASS1_H
//Begin section for file Class1.h
//TODO: Add definitions that you want preserved
//End section for file Class1.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

    private:

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        int attribute1;
    public:

        //get attribute1
        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        int & get_attribute1();

        //set attribute1
        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        void set_attribute1(int & attribute1);

};  //end class Class1

#endif

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为 C++ 建模继承

继承在面向对象编程中是一个重要的特性，UML 为它的建模提供了方法。要建模继承，可以利用由 UML 建模面板提供的一般化关系，它是从继承类到基础类而绘制出来的。例如，仔细考虑建模一个拥有多个继承特征的模型。在图 5所示的模型中，来自常见类的 UML 类 DerivedClass1 叫作 BaseClass。

图 5. 为 C++ 建模继承特性

产生的相关代码显示在列表 6中。

列表 6. 为一个称作 DerivedClass1 的类而产生的代码

				
#ifndef DERIVEDCLASS1_H
#define DERIVEDCLASS1_H
//Begin section for file DerivedClass1.h
//TODO: Add definitions that you want preserved
//End section for file DerivedClass1.h

#include "BaseClass.h"
//@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
class DerivedClass1 : BaseClass
{
 
};

#endif

C++ 转换还提供了一个构架，它可以运用在一般称作cpp_generalization的情况下。这个建模下有它自己的属性，它们可以使您为继承特性设置 access specifier，如图 6所示。

图 6. 应用这个 cpp_generalization 原型

产生的相关代码显示在列表 7中。

列表 7. 为带有 cpp_generalization 原型的 DerivedClass1 类产生的代码

				
#ifndef DERIVEDCLASS1_H
#define DERIVEDCLASS1_H
//Begin section for file DerivedClass1.h
//TODO: Add definitions that you want preserved
//End section for file DerivedClass1.h

#include "BaseClass.h"
//@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
class DerivedClass1 : public BaseClass
{
 
};

#endif

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为 C++ 建模联合体

这部分帮助您理解如何利用 UML 来建模联合体。C++ 转换允许您通过提供一个cpp_union构件来建模，您必须首先对包含这个联合体的 UML 模型运用这个 CPP 转换文件。要建模这个联合体，可以添加一个 UML 类到这个模型，并添加这个 cpp_union 到它，如图 7所示。.

图 7. 为 C++ 建模联合体
原型标签

这个构架包括一个叫作 isAnonymousUnion 的构架（如图 7所示）。当您制定一个匿名的的联合体时，这个属性可以被设定为True。这个匿名联合体必须用元素嵌套，并且在这个模型的顶部并不存在。

产生的相关代码显示在列表 8中。

列表 8. 为联合体 Union1 产生的代码

				
#ifndef UNION1_H
#define UNION1_H
//Begin section for file Union1.h
//TODO: Add definitions that you want preserved
//End section for file Union1.h

//The top level union.
//@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
union Union1
{

    //Begin section for Union1
    //TODO: Add attributes that you want preserved
    //End section for Union1

    public:
        //The anonymous union nested under Union1.
        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        union 
        {

            //Begin section for Union1::UnionNested
            //TODO: Add attributes that you want preserved
            //End section for Union1::UnionNested

        };  //end union 

    private:

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        int attribute1;
    
};  //end union Union1

#endif

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利用 UML 建模的抽象类

抽象，正如您所知道的那样，是一个非常重要的 Object Oriented 概念，而且 Rational Software Architect 和 Rational System Developer 中的 C++ 转换允许您用这两种方法进行建模。第一种方法是利用 UML 模型元素， Interface。UML to C++ 转换的 UML 将它看作一个抽象类，并且产生反映相同特性的代码。例如，仔细考虑下面的模型：

创建一个拥有 Car and Trucke 类的 UML 模型。
这些类都是 工具 类型的例子。添加一个名为 Vehicle 的工具到这个 UML 模型中。
在这个建模面板中，选择 Interface Realization 并实现从类到接口的转变。
这个模型看起来应该如图 8所示。

图 8. 利用 C++ 建模接口

这个模型元素 Vehicle 的代码显示在列表 9中。尽管这些接口的定义与那些类定义十分相似，但是这些接口下面的操作通常是抽象的。您可以通过实现接口和类执行来执行这些抽象操作。在这些产生的代码中，这些类可以延伸这个接口所提供的操作。例如，在以上的模型中，这个 car 或者 truck 类可以重载 getNumberOfTyres() 和 getVehicleNumber() 操作的默认行为，从而为他们的例子定义具体的行为。

列表 9. 为接口 Vehicle 产生的代码

				
#ifndef VEHICLE_H
#define VEHICLE_H
//Begin section for file Vehicle.h
//TODO: Add definitions that you want preserved
//End section for file Vehicle.h

class Vehicle
{

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

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

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

#endif

第二种建模抽象类模型的方法是拥有一个 UML 类（例如，Class1）。在这个类的 UML Properties 页签中，选择 Abstract 按钮从而制定这个抽象类概要，如图 9所示。

图 9. C++ 的抽象类实例

您应该在这些案例中使用抽象类，这些案例中只包含一定数量的需要在来自它的实例中被执行，然而您可以利用所有的方法都需要通过实例来实现的接口来完成，因此接口仅仅向世人表明这个对象的抽象看起来将是什么样子的。

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利用 C++ 为属性建模默认值

当您在一个类中拥有一定的属性，您应该能够利用一些初始值来初始化这些属性。这不仅仅是一种您可以完成它的方法。您还可以根据后面例子的帮助来进一步理解它。首先，建模一个拥有 Integer 类型数组属性的模型，它的维度是 [3][4]。这个属性的默认值在这个模型中已经设定，如图 10所示。

图 10. 利用 C++ 为属性创建默认值

要建模一个模型，可以按照以下这些步骤进行：

创建一个拥有 Class1 类的 UML 模型。
添加一个 Integer 类型的属性（attribute1）到这个类中。
在 Properties 页签中为这个属性设定默认值，如图 10所示。
在这个模型中转换配置就像一个源，可以激活 Properties 页签中的 Constructor 选项。
然后这个属性在构造函数中被初始化，如列表 10所示。

列表 10. 为初始化一个属性的默认值的构造函数而产生的代码

				
#include "Class1.h" 
//Begin section for file Class1.cpp
//TODO: Add definitions that you want preserved
//End section for file Class1.cpp


//@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
Class1::Class1() : 
attribute1(10) {
    //TODO Auto-generated method stub
}

第二种创建模型的方法如下所示：

创建一个拥有 Class1 类的 UML 模型。
添加一个 Integer 类型的属性（attribute1）到这个类，并为这个属性在Properties页签上设定它的默认值，如图 10所示。
在这个属性的 Properties 页签上，选择 Static 复选框，从而确保这个属性是静态的。
这些属性然后在主体文件中被初始化，并且静态属性也会被初始化。

列表 11. 为静态属性初始化一个属性的默认值而产生的代码

				
Source File:

#ifndef CLASS1_H
#define CLASS1_H
//Begin section for file Class1.h
//TODO: Add definitions that you want preserved
//End section for file Class1.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

    private:

        //@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
        static int attribute1[3][4];

};  //end class Class1

#endif

Body File:

#include "Class1.h" 
//Begin section for file Class1.cpp
//TODO: Add definitions that you want preserved
//End section for file Class1.cpp

int Class1::attribute1[3][4] = {{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};

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添加自定义的 ifndef 部分到 C++ 文件中

Rational Software Architect 为您提供灵活性从而可以添加更多的用户区域。例如，您可以为添加到这个代码的数据段提供一个页签，从而以代码的形式添加更多的 ifndef 部分。您可以通过操作 Windows Preferences 页签来实现它，如图 11 所示。

图 11. 在 C++ 中自定义 ifndef 部分的例子

产生的相关代码显示在列表 12中。

列表 12. 为自定义 ifndef 部分生成的代码

				
//the customized ifndef section added
#ifndef OLD_CPP 
using namespace KernelServices; 
using namespace SystemServices; 
#endif 



#include "Class1.h" 
//Begin section for file Class1.cpp
//TODO: Add definitions that you want preserved
//End section for file Class1.cpp


//@generated "UML to C++ (com.ibm.xtools.transform.uml2.cpp.CPPTransformation)"
bool Class1::Operation1()  {
    //TODO Auto-generated method stub
    return 0;
}

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您已经学到的内容

在这篇文章中，您已经学习了如何利用 Rational Software Architect 和 Rational Systems Developer 中的特性处理下面这些操作：

使用可变维度建模 C++ 中的数组
建模构造函数，析构函数，以及拷贝函数
建模赋值操作符
建模 getter 和 setter
建模 C++ 的继承
建模 C++ 的联合体
建模 UML 中的抽象类
建模 C++ 中属性的默认值
添加自定义的 ifndef 语句段到 C++ 文件中

参考资料

学习

您可以参阅本文在 developerWorks 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 2 部分，“使用 Rational Systems Developer 或 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”（developerWorks，2008 年 1 月）提供了一些技巧，当您在 IBM® Rational® Software Architect 或 IBM® Rational® Systems Developer 中执行从 UML 到 C++ 的转换时，帮助您对转换的 C++ 代码实现更好的控制。
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、指南文章、培训、下载，产品信息以及更多内容。
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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

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