看懂UML类图

朱雀 2021-10-18 09:48 367阅读 0赞

这里不会将UML的各种元素都提到，我只想讲讲类图中各个类之间的关系； 能看懂类图中各个类之间的线条、箭头代表什么意思后，也就足够应对 日常的工作和交流； 同时，我们应该能将类图所表达的含义和最终的代码对应起来； 有了这些知识，看后面章节的设计模式结构图就没有什么问题了；

## 从一个示例开始 ##

请看以下这个类图，类之间的关系是我们需要关注的：  
![UML类图][UML]

*  车的类图结构为<<abstract>>，表示车是一个抽象类；
 *  它有两个继承类：小汽车和自行车；它们之间的关系为实现关系，使用带空心箭头的虚线表示；
 *  小汽车为与SUV之间也是继承关系，它们之间的关系为泛化关系，使用带空心箭头的实线表示；
 *  小汽车与发动机之间是组合关系，使用带实心箭头的实线表示；
 *  学生与班级之间是聚合关系，使用带空心箭头的实线表示；
 *  学生与身份证之间为关联关系，使用一根实线表示；
 *  学生上学需要用到自行车，与自行车是一种依赖关系，使用带箭头的虚线表示；

下面我们将介绍这六种关系；

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## 类之间的关系 ##

### 泛化关系(generalization) ###

类的继承结构表现在UML中为：泛化(generalize)与实现(realize)：

继承关系为 is-a的关系；两个对象之间如果可以用 is-a 来表示，就是继承关系：（…是…)

eg：自行车是车、猫是动物

泛化关系用一条带空心箭头的直接表示；如下图表示（A继承自B）；  
![泛化关系][20190811110202731.jpg]  
eg：汽车在现实中有实现，可用汽车定义具体的对象；汽车与SUV之间为泛化关系；  
![\_images/uml\_generalize.jpg][images_uml_generalize.jpg]  
注：最终代码中，泛化关系表现为继承非抽象类；

### 实现关系(realize) ###

实现关系用一条带空心箭头的虚线表示；

eg：”车”为一个抽象概念，在现实中并无法直接用来定义对象；只有指明具体的子类(汽车还是自行车)，才 可以用来定义对象（”车”这个类在C++中用抽象类表示，在JAVA中有接口这个概念，更容易理解）  
![实现关系][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTI3MDc3Mzk_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
注：最终代码中，实现关系表现为继承抽象类；

### 聚合关系(aggregation) ###

聚合关系用一条带空心菱形箭头的直线表示，如下图表示A聚合到B上，或者说B由A组成；  
![聚合关系][20190811110349974.jpg]  
聚合关系用于表示实体对象之间的关系，表示整体由部分构成的语义；例如一个部门由多个员工组成；

与组合关系不同的是，整体和部分不是强依赖的，即使整体不存在了，部分仍然存在；例如， 部门撤销了，人员不会消失，他们依然存在；

### 组合关系(composition) ###

组合关系用一条带实心菱形箭头直线表示，如下图表示A组成B，或者B由A组成；  
![组合关系][2019081111041716.jpg]  
与聚合关系一样，组合关系同样表示整体由部分构成的语义；比如公司由多个部门组成；

但组合关系是一种强依赖的特殊聚合关系，如果整体不存在了，则部分也不存在了；例如， 公司不存在了，部门也将不存在了；

### 关联关系(association) ###

关联关系是用一条直线表示的；它描述不同类的对象之间的结构关系；它是一种静态关系， 通常与运行状态无关，一般由常识等因素决定的；它一般用来定义对象之间静态的、天然的结构； 所以，关联关系是一种“强关联”的关系；

比如，乘车人和车票之间就是一种关联关系；学生和学校就是一种关联关系；

关联关系默认不强调方向，表示对象间相互知道；如果特别强调方向，如下图，表示A知道B，但 B不知道A；

![关联关系][20190811110440970.jpg]  
注：在最终代码中，关联对象通常是以成员变量的形式实现的；

### 依赖关系(dependency) ###

依赖关系是用一套带箭头的虚线表示的；如下图表示A依赖于B；他描述一个对象在运行期间会用到另一个对象的关系；  
![依赖关系][20190811110510463.jpg]  
与关联关系不同的是，它是一种临时性的关系，通常在运行期间产生，并且随着运行时的变化； 依赖关系也可能发生变化；

显然，依赖也有方向，双向依赖是一种非常糟糕的结构，我们总是应该保持单向依赖，杜绝双向依赖的产生；

注：在最终代码中，依赖关系体现为类构造方法及类方法的传入参数，箭头的指向为调用关系；依赖关系除了临时知道对方外，还是“使用”对方的方法和属性；

[UML]: /images/20211018/4d9adfd1d2274723a954ae1d3f6e519f.png
[20190811110202731.jpg]: /images/20211018/8e0bd5077260417f9d5f7d4cc7c62968.png
[images_uml_generalize.jpg]: /images/20211018/e0c9976fce9b417b9cf336f9887456aa.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTI3MDc3Mzk_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20211018/28ec2d7f8ece43c391141a385f536123.png
[20190811110349974.jpg]: /images/20211018/0a23bed33d184290a1a5cee83ba23dd7.png
[2019081111041716.jpg]: /images/20211018/a7ddf90f71404a7cbe10cc3d7a0566d5.png
[20190811110440970.jpg]: /images/20211018/90ada4012a234380bdbc9621c7c028bd.png
[20190811110510463.jpg]: /images/20211018/667fda79e10842949b025512b248d822.png