级别： 中级 Rajeshwari Rajendra, 软件工程师, IBM India
2008 年 10 月 13 日 本文面向于 Microsoft® .NET 应用程序开发人员。 它详细说明了如何使用 IBM® Rational® Modeling Extension for Microsoft .NET 所扩展的 Rational 建模工具中的建模功能来建模 .NET C# 应用程序。 此扩展可以与 IBM® Rational® Software Modeler，IBM® Rational® Systems Developer 和 IBM® Rational® Software Architect 一起使用。 本文假定，您熟悉使用 Rational 建模工具的基本 UML 建模概念。
IBM®Rational®Modeling Extension for Microsoft®.NET 是对 Rational 建模工具的扩展，以帮助 .NET 应用程序开发员设计他们的应用方案。 在写这篇文章时，Rational Modeling Extension for Microsoft .NET 支持 C# 应用程序的建模。这篇文章的前两部分解释了C# 应用程序建模的基本概念。本文，是此系列的第三篇文章，将描叙如何使用 Rational Modeling Extension for Microsoft .NET 建模如下 C# 概念的步骤。
本篇文章将讨论映射模型的使用方法，控制代码自动产生到除默认文件之外的其它文件。
简介
本篇文章包括了 C# 应用程序开发员的高级建模概念。 文章假设的前提是，您已熟知基本 C# 建模概念，这在本系列其他文章中已有所涉及，也就是使用 Rational Modeling Extension for Microsoft .NET 建模 C# 应用程序的第一及第二部分，参见参考资源。以下所有章节都要求您已经建立一个模型并引进一个 C# 配置，如第一部分中所说明的。
建模 C# 数组
C# 数组可以是单维的、多维的，甚至多重数组。 当您建立一个数组类型时，数组的大小并不确定。为建立一个数组模型，在 UML 属性及 UML 方式参数中使用 <<CSharp Array>> 模板。一旦应用了该模板，您就可以确定 rank_specification 原型属性的值，这将决定建立的数组是单维的，还是多维的，或者是多重数组。
为了更好的理解，建立一个名为 ArraysExample 的 UML 类型，该类型有三个属性以代表单维、多维及多重数组。按照以下步骤以完成该项。
- 建立一个 UML 类，并将其命名 ArrayExample。确定 C# 配置被应用于 UML 模型中。
- 创建一个 UML 属性，并将其命名 singleDimArray。将它的 Type 设置为 C#
<Primitive Type>。
int 及其 Default Value 为 new int[5]。
- 应用<<CSharp Array>>模板，并设定该模板的属性 rank_specification 为
[ ]。
- 类似的，建立一个名为 multiDimArray 的 UML 属性，并使其 Default Value 为
new int [ 6, 4]，设置模板属性 rank_specifications 为 [ , ]。
- 以同样的方式，建立一个名为 jaggedArray的 UML 属性，并使其 Default Value 为
new int[3][ ]，设置模板属性 rank_specifications 为 [ ] [ ]，如图 1 所示。
图1. 使用 <<CSharp Array>> 原型建模 C# 数组
建模 C# 指针
在 C# 中, 指针可被应用于非安全环境。非安全环境，可以通过使用 unsafe 修饰符得以标记，在建立一个类型或成员时。为了建立 UML 中不安全内容的模型，设置 unsafe 模板属性为 true 模板属性 unsafe在可应用于UML类型、内表、属性及操作的模板中是可利用的。例如，为了在不安全的内容中使用指针，您可以设置在<<CSharp Class>>, <<CSharp Interface>>, <<CSharp Method>>, <<CSharp Field>>, <<CSharp Indexer>> 中的修饰符 Unsafe 为 true。
例如，您可以为一个二进制树建立类型 Node 两个指针指向左右子节点。根据以下步骤以完成该项。
- 建立一个 UML 类型并将其命名为Node。您需要用到修饰符
unsafe，应用 <<CSharp Class>> 模版并设定 unsafe 模版属性值为 true。
- 现在为一个类填加一个属性并将其命名为 left，设其值 Type 为 Node。应用模版<<CSharp Pointer>>并设其属性值 indirection_specification 为
*。
- 以相同的方式，添加另一个属性值并将其命名为 right。您已建立了两类型型的指针
Node *，如图 2 所示。
图2. 使用 <<CSharp Pointer>> 模板建立 C# 指针模型
C# 建模局部类型
在 C# 中，给出类型、内表及跨越不同文档结构的部分定义是可能的。基本上，局部类型的概念允许您（作为应用程序开发员）定义跨越多个文档的一个类型的莫个部分，通过在每个定义中使用关键字，partial通过使用局部类型的概念，开发员在不同文档的某个对象上封装不同的属性（数据或行为）。最后得到的实际类型是所有不同定义的组合。您可以参考 C# 语言教程以获得关于局部类型的更多信息。
本篇文章将向您展示怎样在 Rational Modeling Extension for Microsoft .NET 中定义局部类型。在定义局部类型的开始，在要求的栏目中创建相应的 UML 类型（类型或内表）。您可以在 UML 类型中使用 <<CSharp Struct>> 模板，如果您定义一个 partial struct。该 UML 类型和其相关的 C# 结构有着相同的名字，但是没有任何的属性和操作。
基本上，该类型有空定义。为了对局部类型进行个人定义，您可以创建和定义数目一样多的 UML 类型，并给它们起一些任意但有意义的名字。其名字与它们各自的代表分部定义的 UML 类型无关。这些类型中每一个都包括属性、操作及与代表它们的分部定义的相关内容。最后，您需要创建一个UML dependency ，与 <<CSharp Partial>> 一样的关系模板, 从其各自定义开始到一个空定义的 UML 类型（类型的名字与 C# 局部类型相同，但是其定义是空的）。
为了更好地理解这个概念，从两个视角建立一个 ATM 机器的模型（一个视角是用户的，另一个是银行的），将此两种视角建立为两种分类定义的模型
如果您是从用户的视角出发来定义这个 ATM 机器，您或许会考虑到诸如以下的操作。
而另一方面，如果您是从银行的视角出发来定义这个 ATM 机器，您或许会考虑到诸如以下的操作：
- 验证卡的有效性
- 验证 PIN 密码有效性
- 减少用户帐户上的存款额
两种视角都定义了 ATM 机器，但是是从两个不同的角度。因此，该ATM机器总体上拥有从两个视角出发所有的操作功能。现在，您可以看一下，建立 ATM 机器分部定义的模型需要哪些步骤。
- 建立一个 UML 类型，并将其命名为 ATM_Machine。
- 建立一个 UML 类型，并将其命名为 ATM_UserPerspective。下一步，建立该属性与属性 ATM_Machine 的从属关系。 同时，对该从属关系应用模板 <<CSharp Partial>>。 这意味着 ATM_UserPerspective 是类 ATM_Machine 部分定义中的一个。
- 添加诸如 insertCard(String cardNumber), enterPIN(int PIN), enterAmount(long amount), disburseCash( ), ATM_UserPerspective 之类的 UML 操作。
- 添加另一个 UML 类型并将其命名为 ATM_BankPerspective，将其也与类 ATM_Machine 建立 UML 从属关系。 对此从属关系应用模板 <<CSharp Partial>> ，这意味着 ATM_BankPerspective 是类 ATM_Machine 的另一个分部定义中的一个。如图 3 所示。
- 现在添加诸如 validateCard( ), checkAccountBalance( ), reduceBalance(String accountNumber, long amount) 以及 ATM_BankPerspective 之类的 UML 操作。
注意：当您对一个模型限制分部类型运行 UML 至 C# 转变时,每一个分部定义将将产生 在一个文档中，并且文档的名字与分部定义的名字相同。但是该文档的实际类型将有与其相关分部类型的名字（即 UML 从属关系终止处空 UML 类型的名字）带有关键字partial。为了在不同文档中重新指导个人定义的代码生成, 可使用映射模型（详述见以下章节）。
图3.使用 <<CSharp Partial>>模板建立 C# 局部类型的模型
建立 C# 模型的通用类型
在 C# 中，您（作为一名开发员）可以定义类型、内表、结构、代表及方法的通用类型。本篇文章将结合实例讨论怎样去建立这些模型。但是，在您进行之前，您需要明白 C# 通用类型申明及通用类型实例的两个方面。
一个通用类型的申明仅仅定义了类型、代表或一种方法的模板。 通用类型的使用需要通过向通用类型（或模板）参数赋值来提供实例
为了理解这个概念，考虑一个例子。试着建立一个拥有一定数量书架的简单图书馆系统的模型，每一个书架拥有一些按其名字排序的书籍。list 和 sorted lists可被用作储存一些信息，您可以把它们建立为通用类型的模型并用作储存相关信息（书籍）。为了建立该模型，您将定义一个通用类型表并将它用作定义一个排序表。该排序后的表将用作储存关于书籍的相关信息。
在以上例子中出现的代码将在表1中显示出来。
表1.使用通用类型建立图书馆系统模型的范例代码
using System;
public class List<T>
{
public bool isEmpty()
{
return true;
}
public int getSize()
{
return 0;
}
public T get(int index)
{
return null;
}
}
public class SortedList<X> : List<X>
{
public void sort(bool ascendingOrder)
{
}
}
public class Book
{
}
public class Shelf
{
SortedList<Book> sortedBooks;
}
public class Library
{
List<Shelf> shelves;
}
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您创建一个图书馆系统的模型（表1）所需采取的步骤如下所示。
- 建立一个类型并将其命名为List。在此类上右击并添加一个名为T的模板参数。添加诸如
isEmpty():bool ,getSize():int之类的操作。
- 您也需要创建一个用到该模板参数的方法。添加一个名为
get()的方法。在此方法中，使其返回类型为模板参数 T（如图 4 所示），然后输入参数名字 index，其类型为 int
。
您也可以使用模板参数 T 来定义一个属性类型，用同样的方式它也可以用作定义该种方式的回转类型。
图4.选择作为方法返回类型的模板参数
- 同样的，建立另一个类型并将其命名为 SortedList，然后添加一个模板参数 X。因为您需要 SortedList 扩展为List，并且使用 List 您需要建立一个类 List 的例子，建立一个占位符类。
该占位符类可以通过将模板参数 T 与模板参数 X 绑定来实例化。为了完成该项，创建一个名为 ListBase 的类型并添加 一个从 ListBase 到 List 的 binding 关系 ，并将参数 T 与 X 相绑定，如图表 5 所示。
图5.绑定模板参数
- 对 SortedList 添加一个诸如
sort(ascendingOrder:bool) 的方法，对 SortedList 建立对 ListBase 的生成关系，如图 6 所示。
使用绑定关系将通用类型实例化
- 建立一个 UML 类型并将其命名为 Shelf 和 Book。
- 现在，建立一个书架分类书籍收集模型, 建立一个绑定类型 SortedBooksList，通过设置 Book 的 X 值，将其与 SortedList 联系起来。建立一个从 Shelf 到 SortedBooksList 的单向联系，并给其起一个以 sortedBooks 结尾的名字。这代表了属性声明
SortedList<Book>sortedBooks;，参见列表 1。
- 建立一个绑定类型模板并将其命名为 ShelvesList 通过设定参数值 T 为 Shelf经其与类 List 联系起来。 这代表
List<Shelf>
。
- 最后，建立一个Library类型，使其与 ShelvesList 联系起来，将此联系起一个以 shelves结尾的名字。这代表了属性声明
List<Shelf>shelves; 在表 1 中的 Library 类中。
上一个例子包括了通用类型的申明及实例化。通过对 UML 操作中添加模板参数，相似的可以建立通用类型的模型
映射模型
在调试 C# 程序时可使用映射模型。当您想要控制您源代码的物理结构时，它是很实用的 ，使用映射模型可能与默认方式不同。 例如，默认方式下 UML 到 C# 在一篇文档中以同样的名字产生一个类型。但是如果您想在同一篇文档中存在两个或更多的类型，您就需要使用映射模式以显示源文件的等级及内容。
另外，当您使用局部类型时，应用映射模式基于您的需要，可以指导局部类型的每个定义成为一篇文档。基本上，映射模式仅仅是一种获取源代码物理组织结构信息的另一种 UML 模型，该模型包含一些包、资源，及从应用程序逻辑设计模型获得的 UML 模型的公告
映射模型的 UML 包代表一个文件系统的文件夹，而 UML 包中的 UML 资源代表了这些文件夹中的源文件。该资源应该给源文件以.cs结尾的扩展名，每个资源拥有一个或多个公告，这取决于包含在那个文件夹中类型的数量。
例如，在上面章节讨论过的图书馆系统中，假设您想做以下调试：
- 名为 LibrarySystem.cs 的单个文件中的类 Library，Shelf 和 Book
- 名为 Library 的文件夹中的 LibrarySystem.cs 文件
- 所有的通用类型（List, SortedList）产生于名为 LibraryGenerics.cs 的文件中。
- 该文件位于文件层 library/generics/collections 下
为了完成本项，建立以下映射模型：
- 在模型中建立一个名为 Library 的 UML 包。这代表了文件夹 library 位于 C# 根项目之下。
- 建立一个名为 LibrarySystem.cs 的标志，在包library之下。这代表了文件 LibrarySystem.cs 在文件夹 library 之下。
- 在应用程序的逻辑设计模型中，对创建先于 UML 类 Library、Shelf 和 Book 的标志，创建三个声明关系。
- 建立一个 UML 包并将其命名为 generics 在包
library 之下。 这意味着文件夹 library/generics 在 C# 项目之下。
- 建立一个 UML 包并将其命名为 collections 在包
generics 之下。 这代表了文件夹 library/generics/collections 在 C# 项目之下。
- 在包
collections 下建立一个标志并将其命名为 LibraryGenerics.cs。
- 在逻辑设计模型中，在以上标志和类 List 和 SortedList 之间创建两个声明关系。
您可以在转变调试编辑器中指定模型为映射模型。在代码生成过程中它将用于 UML 到 C# 的转变，以决定源代码的目录结构，而且，当 C# 到 UML 转变运行时，该模型也将被优化。
您学到了什么
本篇文章讨论了高级 C# 建模的话题。它概括了 C# 指针和数组类型的概念。在阅读了本篇文章后，您应该学会建立分部及通用类型的模型，和使用映射模型来设计源代码的文件系统概览。
参考资料 学习
获得产品和技术
讨论
关于作者  | 
| | Rajeshwari Rajendra 是 IBM 印度软件实验室的一名软件工程师，工作于 Rational Systems Developer 团队。 她专长于 XML 查询技术，例如 XPath 和 XQuery，以及 UML 建模和转换（特别是 C# 和 C++）。 她拥有印度班加罗尔大学的硕士学位（MCA）。 |
对本文的评价
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