设计模式的基础——类图以及类与类之间的关系

矫情吗；* 2024-02-18 15:37 38阅读 0赞

*  用uml表示一个类
 *  类与类之间的关系
    
     *  依赖Dependency
     *  关联Association
        
         *  单向关联
         *  双向关联
     *  聚合Aggregation
     *  组合Composition
     *  泛化Generalization
     *  实现Implementation

学习设计模式，必须学习看uml图，在这个uml中最终要的就是他们之间关系，同时理解他们为什么会是这样的关系。下面我们来学习一下设计模式中经常使用的这种标准化语言。

## 用uml表示一个类 ##

在UML中，类使用包含类名、属性和操作且带有分隔线的长方形来表示，如定义一个people类，它包含属性name、age和sex，以及操作study()，在UML类图中该类如图1所示：

![这里写图片描述][SouthEast]  
　　类图一般是三行的结构：  
　　　1、类名称：每个类都必须有一个名字，类名是一个字符串  
　　　2、属性：格式(可见性 名称：类型\[=缺省值\])  
　　　3、方法：格式(可见性 名称(参数列表)\[返回类型\])

关于属性表示方式为：可见性 名称:类型 \[ = 缺省值 \]

其中：

“可见性”表示该属性对于类外的元素而言是否可见，包括公有(public)、私有(private)和受保护(protected)三种，在类图中分别用符号+、-和\#表示。  
　　“名称”表示属性名，用一个字符串表示。  
　　“类型”表示属性的数据类型，可以是基本数据类型，也可以是用户自定义类型。  
　　“缺省值”是一个可选项，即属性的初始值。

关于UML规定方法的表示方式为：可见性 名称(参数列表) \[ : 返回类型\]

其中：

“可见性”的定义与属性的可见性定义相同。  
　　“名称”即方法名，用一个字符串表示。  
　　“参数列表”表示方法的参数，其语法与属 性的定义相似，参数 个数是任意的，多个参数之间用逗号“，”隔开。  
　　“返回类型”是一个可选项，表示方法的返回值类型，依赖于具体的编程语言，可以是基本数据类型，也可以是用户自定义类型，还可以是空类型(void)，如 果是构造方法，则无返回类型。

## 类与类之间的关系 ##

类与类之间主要有6种关系，包括依赖，关联，聚合，组合，继承，实现。他们的耦合度是逐渐增强的。

### 依赖(Dependency) ###

依赖主要体现了一种使用关系，两个相对独立的对象，当一个对象负责构造另一个对象的实例，或者依赖另一个对象的服务时，主要体现为依赖关系。换句话说就是：如果A的对象要完成某一操作，必须使用B的对象的某些操作来帮忙。在代码中的体现就是:B作为A的某个方法的方法参数存在。

![这里写图片描述][SouthEast 1]

在uml图中，依赖使用“虚线+箭头”表示，箭头指向被依赖的类。  
　　代码实现：

public class Student //学生类
    {  
        public void ChooseCourse(Course course)
        {  
            System.out.println("选的课程是：" + course.name);  
          }  
    
    
    }  
     public   class Course   //课程类
        {
            private string _Course;
            public string  course
            {
                get { return _Course; }
                set { _Course = value; }
            }
        }

### 关联(Association) ###

关联主要体现的是一种对应关系，两个相对独立的对象，当一个对象的实例与另一个对象的实例存在固定的对应关系时，这两个对象之间为关联关系。通常是将一个类的对象作为另一个类的成员变量。  
关联又分为两类：单项关联和双向关联。  
注：关联使用“实线+箭头”表示。

#### 单向关联： ####

人与地址之间可以用单向关联表示。

![这里写图片描述][SouthEast 2]

代码实现：

Public Class people
    {
        
        Private Address address;
        ……
    }
    
    Pubic Class Address
    {
        
       ……
    }

#### 双向关联： ####

人和车之间可以双向关联表示。人拥有车，车属于某人。

![这里写图片描述][SouthEast 3]

代码实现：

Public  Class People
    {
        
        Private Car car;
        …….
    }
    
    Public Class Car
    {
        
        Private People people;
        ……..
    }

### 聚合(Aggregation) ###

聚合是关联关系的一种，表现了一种弱的“拥有”关系，关联关系的对象之间是相互独立的，但是聚合关系的对象之间存在着一种包容关系，体现的是A对象可以包容B对象，但是B对象不是A对象的一部分。他们之间是“整体-个体”的关系。我们经常会在构造方法、设置参数等情景下使用。  
聚合使用“空心菱形+实线+箭头”表示。

![这里写图片描述][SouthEast 4]

Public class Car
    {
        
        Private Engine Engine;
        Private Wheel wheel;
    
        //构造方法
        Public Car (Engine engine, Wheel wheel)
        {
            This .engine=engine;
            This .wheel=wheel;
        }
    
        //设置参数
        Public void SetEngine(Engine engine)
        {
            This .engine=engine;
        }
    
    
    }
    
    Public class Engine
    {
        }
    
    Public class Wheel
    {
        }

### 组合(Composition) ###

组合是一种强的“拥有”关系，组合中的类之间是“整体-部分”的关系，“整体”负责“部分”的生命周期，“部分”和“整体”的生命周期是一样的，“部分”单独存在是没有任何意义的。通常在整体类的构造方法中直接实例化成员类。

组合使用“实心菱形+实线+箭头”表示。

![这里写图片描述][SouthEast 5]

Public class Bird
    {
        
        Private Foot foot;
        Private Head head;
    
        Public Bird()
        {
            foot=new Foot();
            head=new Head();
        }
    }
    
    
    Public class Foot
    {
        }
    Public class Head
    {
        }

### 泛化(Generalization) ###

泛化表示的是类与类之间或者接口与接口之间的父子关系。在我们实际编程中等同于继承。  
泛化使用“实线+空心箭头”表示

![这里写图片描述][SouthEast 6]

Public class Bird :Animal
    {}
    
    Public class Animal
    {}

### 实现(Implementation) ###

实现表示的是一个类实现一个或者多个接口  
　　实现使用“虚线+空心箭头”表示

![这里写图片描述][SouthEast 7]

Public class Bird implementation:Animal
    {
    }
    Public class Animal
    {}

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[SouthEast 1]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/b8f456babfc545bdbd9360b6692f5a0e.png
[SouthEast 2]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/5cea447ab7b841d694a013b6d7b45543.png
[SouthEast 3]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/359ca5544b7d480cb8c2ede7d2c1f203.png
[SouthEast 4]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/b69a38bdbdba4754b79ea4bb93a5c4fd.png
[SouthEast 5]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/833a2a53e44042e3a94298fba2106441.png
[SouthEast 6]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/ba0f35ed5d7f412d81544f3d391a2fbb.png
[SouthEast 7]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/41b8e363771c43e798d4444b22c40ee3.png