UML类设计总结

 

 类图一般在详细设计过程中出现，主要用来描述系统中各个模块中类之间的关系，包括类或者类与接口的继承关系，类之间的依赖、聚合等关系。它还描述每一个类的详细信息，包括变量，和方法。通过类图，就能实际的把系统中的各个类，即对象描述清楚，下一步就是按照这个详细的设计编码了。如果，你把软件当作房子，那么类图就是最后的施工图了。

当然，实际中，大多的企业只是写些设计文档，没人去画那个类图，都是直接编码了，更多的是直接编程序，最后补设计。。。或者干脆没有设计。。

在UML的静态机制中类图是一个重点，它不但是设计人员关心的核心，更是实现人员关注的核心。建模工具也主要根据类图来产生代码。类图在UML的9个图中占据了一个相当重要的地位。James Rumbaugh对类的定义是：类是具有相似结构、行为和关系的一组对象的描述符。类是面向对象系统中最重要的构造块。类图显示了一组类、接口、协作以及他们之间的关系。在UML中问题域最终要被逐步转化，通过类来建模，通过编程语言构建这些类从而实现系统。类加上他们之间的关系就构成了类图，类图中还可以包含接口、包等元素，也可以包括对象、链等实例。

在UML类图中，常见的有以下几种关系: 泛化（Generalization）,  实现（Realization），关联（Association)，聚合（Aggregation），组合(Composition)，依赖(Dependency)。
此外，下面图中属性和操作之前可附加一个可见性修饰符。
加号（+）表示具有公共可见性；
减号（-）表示私有可见性；
#号表示受保护的可见性；
~ 前缀表示package 包的，只对同一包声明的其他类可见。

 

1. 泛化（Generalization）

【泛化关系】：泛化是一种继承关系，用来表示类与类、类与抽象类、抽象类与抽象类、接口与接口之间的关系。表示一般与特殊的关系，它指定了子类如何特化父类的所有特征和行为。例如：老虎是动物的一种，即有老虎的特性也有动物的共性。

【箭头指向】：用空心三角形+实线表示，箭头指向父类。

    

 

2. 实现（Realization）

【实现关系】：实现用来表示类与接口、抽象类与接口之间的关系。是一种类与接口的关系，表示类是接口所有特征和行为的实现.

【箭头指向】：用空心三角形+虚线表示，箭头指向接口。

 

 

3. 关联（Association)

【关联关系】：是一种拥有的关系，它使一个类知道另一个类的属性和方法。关联可以是双向的，也可以是单向的；关联关系可以进一步划分为聚合及组合关系。

如：老师与学生，丈夫与妻子关联可以是双向的，也可以是单向的。双向的关联可以有两个箭头或者没有箭头，单向的关联有一个箭头。

【代码体现】：成员变量

【箭头及指向】：用实线普通箭头表示，双向的关联可以有两个箭头或者没有箭头，单向的关联有一个箭头。

 

 

        上图中，老师与学生是双向关联，老师有多名学生，学生也可能有多名老师。但学生与某课程间的关系为单向关联，一名学生可能要上多门课程，课程是个抽象的东西他不拥有学生。还比如，荷花受季节影响，箭头指向季节 

        下图为自身关联： 

4. 聚合（Aggregation）

【聚合关系】：是整体与部分的关系。是一种弱的关联关系，体现为A可以包含B，但B不一定是A的一部分；部分可以离开整体而单独存在。

如车和轮胎是整体和部分的关系，轮胎离开车仍然可以存在。

聚合关系是关联关系的一种，是强的关联关系；关联和聚合在语法上无法区分，必须考察具体的逻辑关系。

【代码体现】：成员变量

【箭头及指向】：用空心的菱形+实线箭头表示，菱形指向整体。

  

 

 5. 组合(Composition)

【组合关系】：组合用来表示整体与部分的关系，是一种强的关联关系，体现了严格的整体和部分的关系，整体和部分的生命周期一样，部分不能离开整体而单独存在。

如公司和部门是整体和部分的关系，没有公司就不存在部门。

组合关系是关联关系的一种，是比聚合关系还要强的关系，它要求普通的聚合关系中代表整体的对象负责代表部分的对象的生命周期。

【代码体现】：成员变量

【箭头及指向】：用实心的菱形+实线箭头表示，菱形指向整体。

 

6. 依赖(Dependency)

【依赖关系】：依赖用来表示两者之间的依从、使用关系。即一个类的实现需要另一个类的协助，所以要尽量不使用双向的互相依赖。

　　比如，陆生植物依赖土壤，而水生植物依赖水，当然了，陆生植物也依赖水，这里只是为了更直观地体现陆生和水生的本质区别。

【代码表现】：局部变量、方法的参数或者对静态方法的调用

【箭头及指向】：用虚线箭头表示，箭头指向被依赖的对象。

 

 

总结

各种关系的强弱顺序：

        泛化 = 实现 > 组合 > 聚合 > 关联 > 依赖 

        下面这张UML图，比较形象地展示了各种类图关系：

 

 

 

参考文章

UML类图几种关系的总结

C#设计模式总结

UML类图

详解八大UML类图符号的表示法

UML类图，百度百科，2018.6.22