【面向对象分析UML建模工具全部文章】

• UML建模工具(1)——用例图
• UML建模工具(2)——活动图
• UML建模工具(3)——类图
• UML建模工具(4)——顺序图
• UML建模工具(5)——通信图
• UML建模工具(6)——状态图

UML建模工具——类图

图：巴尔的摩（Baltimore）

Guderian出品

本文部分内容（已用上标[1]标注）演绎自：https://design-patterns.readthedocs.io/zh_CN/latest/read_uml.html © Copyright 2014, Colin http://blog.me115.com

用例图和活动图用于需求分析，当需求明确之后，则需要用类图进行设计。

回顾

什么是类（Class）？

具有相同属性、方法的一组对象的描述符

什么是对象（Object）？

对象是类的实例

什么是类图（Class diagram）？

把类相关的元素画在一起，即为类图

（玄之又玄，众妙之门）

完整的类图例子 ¹

• 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；

类图中的元素

• 类
• 接口
• 协作
• 类之间的关系

关系类型	说明	表示符号
依赖（Dependency）	独立事物发生变化会影响依赖事物
关联（Association）	整体与部分关系
泛化（Generalization）	特殊/一般关系
实现（Realization）	实现表示一个class类实现interface接口（可以是多个）的功能
聚合（Aggregation）	A has B，B是A的一部分，但A不控制B的生命周期
组合（Composition）	A has B，B是A的一部分，且A控制B的生命周期

依赖（Dependency） ¹

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；

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；

关联（Association） ¹

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；

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；

泛化（Generalization） ¹

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）；

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；

注：最终代码中，泛化关系表现为继承非抽象类；

实现（Realization） ¹

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）

注：最终代码中，实现关系表现为继承抽象类；

聚合（Aggregation） ¹

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（Composition） ¹

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；

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；

关联关系的修饰

名称及其方向

角色及可见性

在关联的每一端，表明相连的类在该关联关系中的作用

多重性（Multiplicity）

修饰（Adornment）	语义（Semantics）
0..1	0or1
1	Exactly 1
0..*	0 or more
1..*	1 or more
m..n	m to n
m..n, p..q	m to n or p to q
*	0 or more

名词说明：

• Fighter Jet：战斗机
• Pilot：飞行员
• Missile：导弹
• Engine：发动机

在图中：

1. 一架战斗机有一个飞行员
2. 一架战斗机能携带零或多枚导弹
3. 一架战斗机有两台发动机

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¹. Reference and lots of thanks：https://design-patterns.readthedocs.io/zh_CN/latest/read_uml.html ↩