Uml For Ai
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AI时代，重拾UML
曾经，IBM的Rational Rose作为UML的标准软件风靡一时。UML（统一建模语言）也一度是程序员必备技能。但随着技术的发展和迭代，敏捷开发等新的工程方法的普及，UML逐渐失去了它的重要性，甚至现在开发者们已经很少提及。日常还在使用的也只剩下时序图、类图少数几种。新的编程语言并不完全遵循曾经Java或者C#的面向对象范式（虽然艾伦·凯最初的OO范式也并不是后来流行的那个样子），取而代之的是更灵活的高级编程语言比如js，go，rust等等。在这诸多因素的推动下，UML不断边缘化。
今天重提UML并不是为了怀旧。近一年来，Vibe Coding蓬勃发展，Claude Code, Codex, Cursor, Anti Gravitity以及Trae、千问等等一众AI编程助手层出不穷，不断更新。这给了很多非程序员带来了便利，不懂技术也可以写代码开发应用了。但也正是因为不懂代码，纯靠AI写出来的东西更像是玩具，冗余代码众多、稳定性差，容错率低，非功能需求几乎不考虑，成了名副其实的“氛围编程”。即使是程序员使用AI编程，往往生成的代码前后逻辑混乱，结构也杂乱不堪难以维护。有人开始回到了原来的工程方法，先写详细的文档，再让AI根据文档生成代码。这样能够从一定程度上解决问题，却依然不能稳定处理。
这时候，回头看看UML，似乎能够更好地在程序员和AI之间沟通。借由Mermaid这样的工具，把画好的UML图可以转化为预定义的IDL代码，我们首先画好项目的设计图，根据需求，决定图表的数量和类型，比如一个小的项目只需要类图、对象图、时序图，之后只要把Meraid代码和需求交给AI，然后就能得到清晰的代码框架，这个时候在继续根据具体的功能补全各个函数和方法，生成代码的准确性和稳定性就会大大提高。
下面看一个小demo，写一个 pdf 转 png 的小工具，我们先看 Mermaid 的几张图:
下面是 Mermaid 的代码：
- 类图：
classDiagram
class App {
-config: Config
-converter: Converter
+Run() error
}
class Config {
+InputPath: string
+OutputDir: string
+DPI: int
+Format: string
+Parse(args []string) error
}
class Converter {
-renderer: Renderer
-fileManager: FileManager
+Convert(config Config) error
}
class Renderer {
<<interface>>
+Render(pdfPath string, dpi int) ([]Image, error)
}
class PDFiumRenderer {
+Render(pdfPath string, dpi int) ([]Image, error)
}
class PopplerRenderer {
+Render(pdfPath string, dpi int) ([]Image, error)
}
class FileManager {
+SaveImages(images []Image, outputDir string, format string) error
+EnsureDir(path string) error
}
class Image {
+PageNumber: int
+Data: []byte
}
App --> Config
App --> Converter
Converter --> Renderer
Converter --> FileManager
Renderer <|.. PDFiumRenderer
Renderer <|.. PopplerRenderer
Converter --> Image
- 对象图
objectDiagram
object app {
config = config1
converter = converter1
}
object config1 {
InputPath = "test.pdf"
OutputDir = "./output"
DPI = 300
Format = "png"
}
object converter1 {
renderer = pdfiumRenderer1
fileManager = fileManager1
}
object pdfiumRenderer1 {
type = "PDFiumRenderer"
}
object fileManager1 {
type = "FileManager"
}
app --> config1
app --> converter1
converter1 --> pdfiumRenderer1
converter1 --> fileManager1
- 顺序图：
sequenceDiagram
participant User
participant App
participant Converter
participant Renderer
participant FileManager
User->>App: Run(args)
App->>App: Parse Config
App->>Converter: Convert(config)
Converter->>Renderer: Render(pdfPath, dpi)
Renderer-->>Converter: []Image
Converter->>FileManager: EnsureDir(outputDir)
Converter->>FileManager: SaveImages(images, format)
FileManager-->>Converter: success
Converter-->>App: success
App-->>User: Done
接下来用 AI 一次生成的 Python 代码：
import os
import argparse
from abc import ABC, abstractmethod
from dataclasses import dataclass
from typing import List
from PIL import Image
import pypdfium2 as pdfium
# =========================
# Domain Model
# =========================
@dataclass
class Config:
input_path: str
output_dir: str
dpi: int = 300
format: str = "png"
@staticmethod
def parse():
parser = argparse.ArgumentParser(description="PDF to Image Converter")
parser.add_argument("input", help="Input PDF file path")
parser.add_argument("-o", "--output", default="./output", help="Output directory")
parser.add_argument("--dpi", type=int, default=300, help="Render DPI")
parser.add_argument("--format", default="png", help="Output format (png/jpg)")
args = parser.parse_args()
return Config(
input_path=args.input,
output_dir=args.output,
dpi=args.dpi,
format=args.format.lower()
)
@dataclass
class ImageData:
page_number: int
image: Image.Image
# =========================
# Renderer Interface
# =========================
class Renderer(ABC):
@abstractmethod
def render(self, pdf_path: str, dpi: int) -> List[ImageData]:
pass
class PDFiumRenderer(Renderer):
def render(self, pdf_path: str, dpi: int) -> List[ImageData]:
pdf = pdfium.PdfDocument(pdf_path)
scale = dpi / 72.0
images = []
for i in range(len(pdf)):
page = pdf[i]
bitmap = page.render(scale=scale)
pil_image = bitmap.to_pil()
images.append(ImageData(page_number=i + 1, image=pil_image))
return images
# =========================
# File Manager
# =========================
class FileManager:
def ensure_dir(self, path: str):
os.makedirs(path, exist_ok=True)
def save_images(self, images: List[ImageData], output_dir: str, fmt: str):
for img_data in images:
filename = os.path.join(
output_dir,
f"page_{img_data.page_number}.{fmt}"
)
img_data.image.save(filename, fmt.upper())
# =========================
# Converter
# =========================
class Converter:
def __init__(self, renderer: Renderer, file_manager: FileManager):
self.renderer = renderer
self.file_manager = file_manager
def convert(self, config: Config):
if not os.path.exists(config.input_path):
raise FileNotFoundError(f"Input file not found: {config.input_path}")
self.file_manager.ensure_dir(config.output_dir)
images = self.renderer.render(config.input_path, config.dpi)
self.file_manager.save_images(
images,
config.output_dir,
config.format
)
# =========================
# Application
# =========================
class App:
def __init__(self):
self.config = Config.parse()
self.converter = Converter(
renderer=PDFiumRenderer(),
file_manager=FileManager()
)
def run(self):
try:
self.converter.convert(self.config)
print("Conversion completed successfully.")
except Exception as e:
print(f"Error: {e}")
# =========================
# Entry
# =========================
if __name__ == "__main__":
app = App()
app.run()
以上程序安装好第三方库之后一次跑通。
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