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# 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:

_images/uml_class_struct.jpg

  • 车的类图结构为<>,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;


# 类之间的关系

# 泛化/继承关系(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);

_images/uml_generalization.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

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)

_images/uml_realize.jpg

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;

_images/uml_aggregation.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;

_images/uml_composition.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;

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;

_images/uml_association.jpg

关联关系有单向关联和双向关联。如果两个对象都知道(即可以调用)对方的公共属性和操作,那么二者就是双向关联。如果只有一个对象知道(即可以调用)另一个对象的公共属性和操作,那么就是单向关联。大多数关联都是单向关联,单向关联关系更容易建立和维护,有助于寻找可重用的类。

一个对象可以持有其它对象的数组或者集合。在UML中,通过放置多重性(multipicity)表达式在关联线的末端来表示。多重性表达式可以是一个数字、一段范围或者是它们的组合。多重性允许的表达式示例如下:

  • 数字:精确的数量
  • 或者0..:表示0到多个
  • 0..1:表示0或者1个,在Java中经常用一个空引用来实现
  • 1..*:表示1到多个

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;

_images/uml_dependency.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;

# 参考

文章大部分内容摘录自: 看懂UML类图和时序图 (opens new window)

【未经作者允许禁止转载】 Last Updated: 2/4/2024, 6:06:40 AM