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本章学习要点：
• 了解OCL的概念 • 理解OCL的结构 • 掌握OCL语法 • 掌握三种固化类型 • 掌握OCL数据类型和运算符 • 掌握let和def的功能和作用 • 理解集合类型 • 掌握并应用对集合操作 • 熟悉OCL标准库
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13.1 OCL概述
•
UML图（例如类图）通常不够精细，无法提供与规范有
• OCL要求清楚地区分OCL抽象语法和其他自抽象语 法派生的所有具体语法。抽象语法还支持其他约束 语言的发展。正如基于MOF（Meta Object Facility ，元对象设施标准）的UML基础结构元模型支持各 种专业领域的建模，例如软件建模的UML语言，数 据仓库领域建模的CWM语言等。
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13.2.2 具体语法
关的所有相关部分。这其中就缺少描述模型中关于对象的附
加约束。这些约束常常用自然语言描述。而实践表明，这样
做经常造成歧义。为了写出无歧义的约束，已经开发出几种
所谓的“形式语言”。传统上的形式语言，缺点是仅适合于
有相当数学背景的人员，而普通商务或系统建模者则难以使
用。
•
OCL的出现解决了这一问题，它是一种保留了易读易写
第13章 对象约束语言
对象约束语言（Object Constraint Language ），简称OCL，是一种指示用户建模系统中的限制 方式。它是UML可选的附加内容，可以用来更好地 定义对象的行为，并为任何类元指定约束。
在对象约束语言中，对象代表了系统的组件， 它定义了完善的项目，约束代表限制，而语言并非 是指一种正式的计算机语言。OCL是一种形式语言 ，可以应用于任何实现方式的非正规语言。对象约 束语言对UML中图形或其他组件都没有控制权，它 只是在使用时返回值。OCL并不能修改对象的状态 ，而是用来指示对状态的修改何时发生。
st)?")" • ifExpression:="if" expression "then" expression "else"
expression "endif"
7
13.4 OCL语法
OCL指定了每一个约束都必须有 一个上下文。上下文（context）指定了 哪一个项目被约束。OCL是一个类型化 的语言，因此数据类型扮演了重要角色 ，如高级语言C++、Java一样，也有多 种数据类型。
• pre-condition
• post-condition
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13.3.2 数据类型、运算符和操作
• 对象约束语言是类型化语言，具有四种数据类型分别是： • 整数（Integer） 可以是任何不带小数部分的值，如0，-1
，1等。 • 实数（Real） 可以是任何数字，可以带有小数。如，3.0
• 与面向规则的语法相反，具体语法（即模型层语法）描述代表现实 世界中一些实体的类，它应用抽象语法的规则来创建可以在运行时 段计算的表达式。OCL表达式与类元相关联，应用于该类元自身或 者某个属性、操作或参数。不论哪种情况，约束都是根据其位移（ replacement）、上下文类元（contextual classifier）和OCL表达式 的自身实例（self instance）来定义。
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13.2.1 抽象语法
• 抽象语法指的是OCL语言定义的概念层，在该层中 抽象语法解释了类、操作等内容的元模型。例如， 类被定义为“具有相同的特征、约束和语义说明的 一组对象”，并在该层将类解释为可与任何数目的 特性（或属性）、操作、关系甚至嵌入类相关联。 抽象语法只是定义了相类似的元模型，并没有创建 一个具体的模型或对象。
特点的形式语言。OCL不仅用来写约束，还能够用来对UML
图中的任何元素写表达式。每个OCL表达式都能指出系统中
的一个值或者对象。OCL表达式能够求出一个系统中的任何
值或者值的集合，因此它具有了和SQL同样的能力，由此也
可得知OCL既是约束语言，同时也是查询语言。
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13.2 OCL结构
• OCL在两个层次上共同定义对象 约束语言，一个是抽象语法（元模型 ），另一个是具体语法。元模型定义 OCL概念和应用该概念的规则，具体 语法则真正用于在UML模型中指定约 束和进行查询。
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13.3.1 固化类型
• 一个约束就是对一个（或部分）面向对象 模型或者系统的一个或者一些值的限制。 UML类图中的所有值都可以使用OCL来约 束。约束的应用类似于表达式，在OCL中 编写的约束上下文可以是一个类或一个操 作。其中需要指定约束的固化类型，而约 束的固化类型可以由以下三项组成：
• invariant
• PrimaryExpression:=literalCollection | literal • | pathName time Expression ? FeatureCallparameters? • |"("expression")" | ifExpression • Literal:=<string>|<number>|"#"<name> • timeExpression:="@"<name> • featureCallparameters:="("(declarator)?(actualParameterLi
• 自身实例 自身实例是对计算该表达式对象的引用，它总是上下文类 元的一个实例。也就是说，OCL表达式对该上下文类元每个实例的 计算结果可能不同。因此，OCL可以用于计算测试数据。使用如下所示
的方法为表定义主键。
6
13.3 OCL表达式
• OCL表达式用于一个OCL类型的求值，它的语法用扩展的巴 斯科范式（EBNF）定义。在EBNF中，“|”表示选择，“？ ”表示可选项，“*”表示零次或多次，“+”表示一次或多 次。OCL基本表达式的语法用EBNF定义如下：
• 位移 表示UML模型中使用OCL表达式所处的位置，即作为依附于某 个类元的不变式、依附于某个操作的前置条件或依附于某个参数的 默认值。
• 上下文类元 定义在其中计算表达式的名字空间。如，前置条件的上 下文类元是在其中定义该前置条件的操作所归属的那个类。也就是 说该类中所有模型元素（属性、关联和操作）都可以在OCL表达式 中被引用。
本章学习要点：
• 了解OCL的概念 • 理解OCL的结构 • 掌握OCL语法 • 掌握三种固化类型 • 掌握OCL数据类型和运算符 • 掌握let和def的功能和作用 • 理解集合类型 • 掌握并应用对集合操作 • 熟悉OCL标准库
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13.1 OCL概述
•
UML图（例如类图）通常不够精细，无法提供与规范有
• OCL要求清楚地区分OCL抽象语法和其他自抽象语 法派生的所有具体语法。抽象语法还支持其他约束 语言的发展。正如基于MOF（Meta Object Facility ，元对象设施标准）的UML基础结构元模型支持各 种专业领域的建模，例如软件建模的UML语言，数 据仓库领域建模的CWM语言等。
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13.2.2 具体语法
关的所有相关部分。这其中就缺少描述模型中关于对象的附
加约束。这些约束常常用自然语言描述。而实践表明，这样
做经常造成歧义。为了写出无歧义的约束，已经开发出几种
所谓的“形式语言”。传统上的形式语言，缺点是仅适合于
有相当数学背景的人员，而普通商务或系统建模者则难以使
用。
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OCL的出现解决了这一问题，它是一种保留了易读易写
第13章 对象约束语言
对象约束语言（Object Constraint Language ），简称OCL，是一种指示用户建模系统中的限制 方式。它是UML可选的附加内容，可以用来更好地 定义对象的行为，并为任何类元指定约束。
在对象约束语言中，对象代表了系统的组件， 它定义了完善的项目，约束代表限制，而语言并非 是指一种正式的计算机语言。OCL是一种形式语言 ，可以应用于任何实现方式的非正规语言。对象约 束语言对UML中图形或其他组件都没有控制权，它 只是在使用时返回值。OCL并不能修改对象的状态 ，而是用来指示对状态的修改何时发生。
st)?")" • ifExpression:="if" expression "then" expression "else"
expression "endif"
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13.4 OCL语法
OCL指定了每一个约束都必须有 一个上下文。上下文（context）指定了 哪一个项目被约束。OCL是一个类型化 的语言，因此数据类型扮演了重要角色 ，如高级语言C++、Java一样，也有多 种数据类型。
• pre-condition
• post-condition
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13.3.2 数据类型、运算符和操作
• 对象约束语言是类型化语言，具有四种数据类型分别是： • 整数（Integer） 可以是任何不带小数部分的值，如0，-1
，1等。 • 实数（Real） 可以是任何数字，可以带有小数。如，3.0
• 与面向规则的语法相反，具体语法（即模型层语法）描述代表现实 世界中一些实体的类，它应用抽象语法的规则来创建可以在运行时 段计算的表达式。OCL表达式与类元相关联，应用于该类元自身或 者某个属性、操作或参数。不论哪种情况，约束都是根据其位移（ replacement）、上下文类元（contextual classifier）和OCL表达式 的自身实例（self instance）来定义。
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13.2.1 抽象语法
• 抽象语法指的是OCL语言定义的概念层，在该层中 抽象语法解释了类、操作等内容的元模型。例如， 类被定义为“具有相同的特征、约束和语义说明的 一组对象”，并在该层将类解释为可与任何数目的 特性（或属性）、操作、关系甚至嵌入类相关联。 抽象语法只是定义了相类似的元模型，并没有创建 一个具体的模型或对象。
特点的形式语言。OCL不仅用来写约束，还能够用来对UML
图中的任何元素写表达式。每个OCL表达式都能指出系统中
的一个值或者对象。OCL表达式能够求出一个系统中的任何
值或者值的集合，因此它具有了和SQL同样的能力，由此也
可得知OCL既是约束语言，同时也是查询语言。
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13.2 OCL结构
• OCL在两个层次上共同定义对象 约束语言，一个是抽象语法（元模型 ），另一个是具体语法。元模型定义 OCL概念和应用该概念的规则，具体 语法则真正用于在UML模型中指定约 束和进行查询。
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13.3.1 固化类型
• 一个约束就是对一个（或部分）面向对象 模型或者系统的一个或者一些值的限制。 UML类图中的所有值都可以使用OCL来约 束。约束的应用类似于表达式，在OCL中 编写的约束上下文可以是一个类或一个操 作。其中需要指定约束的固化类型，而约 束的固化类型可以由以下三项组成：
• invariant
• PrimaryExpression:=literalCollection | literal • | pathName time Expression ? FeatureCallparameters? • |"("expression")" | ifExpression • Literal:=<string>|<number>|"#"<name> • timeExpression:="@"<name> • featureCallparameters:="("(declarator)?(actualParameterLi
• 自身实例 自身实例是对计算该表达式对象的引用，它总是上下文类 元的一个实例。也就是说，OCL表达式对该上下文类元每个实例的 计算结果可能不同。因此，OCL可以用于计算测试数据。使用如下所示
的方法为表定义主键。
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13.3 OCL表达式
• OCL表达式用于一个OCL类型的求值，它的语法用扩展的巴 斯科范式（EBNF）定义。在EBNF中，“|”表示选择，“？ ”表示可选项，“*”表示零次或多次，“+”表示一次或多 次。OCL基本表达式的语法用EBNF定义如下：
• 位移 表示UML模型中使用OCL表达式所处的位置，即作为依附于某 个类元的不变式、依附于某个操作的前置条件或依附于某个参数的 默认值。
• 上下文类元 定义在其中计算表达式的名字空间。如，前置条件的上 下文类元是在其中定义该前置条件的操作所归属的那个类。也就是 说该类中所有模型元素（属性、关联和操作）都可以在OCL表达式 中被引用。