『UML类图入门与实战』一文读懂并灵活运用UML类图的实用方法-程序员宅基地

技术标签： uml  # 『架构设计图』  软件工程  类图  

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读完这篇文章里你能收获到

  • 快速看懂UML类图
  • 了解类图中各个对象的表示方式
  • 学会6种类图中的关系画法
  • 提供各个关系的实际示例
  • 博主实际项目中所画的类图供参考

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文章目录

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UML类图模板.png

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一、类图概述

类图(Class diagram)是显示了模型的静态结构，特别是模型中存在的类、类的内部结构以及它们与其他类的关系等。类图不显示暂时性的信息。类图是面向对象建模的主要组成部分

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二、类图的作用

  • 在软件工程中，类图是一种静态的结构图，描述了系统的类的集合，类的属性和类之间的关系，可以简化了人们对系统的理解
  • 类图是系统分析和设计阶段的重要产物，是系统编码和测试的重要模型

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三、 类图中的对象

1 具体类的表示方式

  • 类使用包含类名、属性(field) 和方法(method) 且带有分割线的矩形来表示
  • 属性/方法名称前加的加号和减号表示了这个属性/方法的可见性
UML类图中表示可见性的符号有三种：
+：表示public 
-：表示private 
#：表示protected

属性的完整表示方式是： 可见性 名称 ：类型 [ = 缺省值]
方法的完整表示方式是： 可见性 名称(参数列表) [ ： 返回类型]

注意：
1、中括号中的内容表示是可选的
2、也有将类型放在变量名前面，返回值类型放在方法名前面

image.png

2 抽象类的表示方式

抽象类在UML类图中同样用矩形框表示，但是抽象类的类名以及抽象方法的名字都用斜体字表示

image.png

3 接口的表示方式

接口在类图中也是用矩形框表示，但是与类的表示法不同的是，接口在类图中的第一层顶端用构造型 <>表示，下面是接口的名字，第二层是方法

image.png

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四、类图中的关系

1 关联关系

概念

  • 关联关系（Association）是指对象和对象之间的连接，它使一个对象知道另一个对象的属性和方法
  • 如果一个对象的类代码中，包含有另一个对象的引用，那么这两个对象之间就是关联关系
  • 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

表示方式

  • 双向关联关系用带双箭头的实线或者无箭头的实线双线表示
  • 单向关联用一个带箭头的实线表示，箭头指向被关联的对象，这就是导航性（Navigatity）
  • 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
1..*：表示1到多个

单向关联

  • 在UML类图中单向关联用一个带箭头的实线表示
  • 下图表示一个员工可以有多个地址

在这里插入图片描述

双向关联

  • 在UML类图中，双向关联用一个不带箭头的直线表示
  • 所谓的双向关联就是双方各自持有对方类型的成员变量
  • 下图表示一个老师可以有多个学生，一个学生也可以有多个老师

image.png

2 聚合关系

概念

  • 聚合（Aggregation）是关联关系的一种特例，它体现的是整体与部分的拥有关系，即 “has a” 的关系
  • 此时整体与部分之间是可分离的，它们可以具有各自的生命周期，部分可以属于多个整体对象，也可以为多个整体对象共享，所以聚合关系也常称为共享关系
  • 聚合关系也是通过成员对象来实现的，其中成员对象是整体对象的一部分，但是成员对象可以脱离整体对象而独立存在。

表达方式

  • 在UML图中，聚合关系用空心菱形加实线箭头表示，空心菱形在整体一方，箭头指向部分一方
  • 下图所示是大学和教师的关系图：

学校与老师的关系，学校包含老师，但如果学校停办了，老师依然存在。

image.png

3 组合关系

概念

  • 组合（Composition）也是关联关系的一种特例，它同样体现整体与部分间的包含关系，即 “contains a” 的关系
  • 但此时整体与部分是不可分的，部分也不能给其它整体共享，作为整体的对象负责部分的对象的生命周期。
  • 这种关系比聚合更强，也称为强聚合
  • 如果A组合B，则A需要知道B的生存周期，即可能A负责生成或者释放B，或者A通过某种途径知道B的生成和释放
  • 在组合关系中，整体对象可以控制部分对象的生命周期，一旦整体对象不存在，部分对象也将不存在，部分对象不能脱离整体对象而存在

表达方式

  • 在UML图中，组合关系用实心菱形加实线箭头表示，实心菱形在整体一方，箭头指向部分一方

例如，头和嘴的关系，没有了头，嘴也就不存在了

image.png

4 依赖关系

概念

  • 依赖（Dependency）关系是一种弱关联关系
  • 如果对象A用到对象B，但是和B的关系不是太明显的时候，就可以把这种关系看作是依赖关系
  • 如果对象A依赖于对象B，则 A “use a” B

表达方式

  • 在UML类图中，依赖关系用一个带虚线的箭头表示，由使用方指向被使用方，表示使用方对象持有被使用方对象的引用

下图所示是司机和汽车的关系图，司机驾驶汽车：

image.png

5 泛化(继承)关系

概念

  • 泛化关系（Generalization）是指对象与对象之间的继承关系
  • 如果对象A和对象B之间的“is a”关系成立，那么二者之间就存在继承关系，对象B是父对象，对象A是子对象
  • 泛化(继承)关系是对象之间耦合度最大的一种关系，表示一般与特殊的关系，是父类与子类之间的关系，是一种继承关系

表达方式

  • 在UML类图中，泛化关系用空心三角和实线组成的箭头表示，从子类指向父类

例如，Student 类和 Teacher 类都是 Person 类的子类，其类图如下图所示：

image.png

6 实现关系

概念

  • 实现关系是指接口及其实现类之间的关系

表达方式

  • 在UML类图中，实现关系用空心三角和虚线组成的箭头来表示，从实现类指向接口

image.png
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五、实际项目中的类图

在这里插入图片描述

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