Java UML类图实现

前言

类图是最常用的UML图，他可以清楚地表示程序中类的基本结构，类与类之间的结构关系，掌握UML类图对于了解系统的总体结构和设计模式有着重大的作用。下面我会介绍类图的基本知识以及类图在Java中的基本实现形式。

类（Class）

面向对象编程中，类是对象的骨架，它了包含3个组成部分。第一个是Java中定义的类名。第二个是属性（attributes）。第三个是该类提供的方法。
对于标准的UML类图，他的第一行表示类的名称，第二行是类的属性，也就是它的成员变量，第三行表示类的方法。当然，他们都是有可见范围的。在UML类图中，加号（+）表示具有公共可见性（public）。减号（-）表示私有可见性（private）。#号表示受保护的可见性（protected）。省略这些修饰符表示具有package（包）级别的可见性。如果属性或操作具有下划线，表明它是静态的。在操作中，可同时列出它接受的参数，以及返回类型，如图：

对应的Java代码如下：

public class Animal {

 public String name;
    private int age;
 protected String trueName;
 String sex;

  public String getName() {
      return name;
  }

  private void setName(String name) {
     this.name = name;
 }

}

接口（Interface）

接口是一系列操作的集合，它指定了一个类所提供的服务。它直接对应于Java中的一个接口类型。接口既可用下图的那个图标来表示，也可由附加了<<interface>>的一个标准类来表示。通常，根据接口在类图上的样子，就能知道与其他类的关系。

对应的Java代码如下：

public interface CollegePerson {

 public void getSchedule();


}

关系

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后面的例子将针对某个具体目的来独立地展示各种关系。虽然语法无误，但这些例子可进一步精炼，在它们的有效范围内包括更多的语义。

依赖（Dependency）

实体之间一个“使用”关系暗示一个实体的规范发生变化后，可能影响依赖于它的其他实例。更具体地说，它可转换为对不在实例作用域内的一个类或对象的任何类型的引用。其中包括一个局部变量，对通过方法调用而获得的一个对象的引用（如下例所示），或者对一个类的静态方法的引用（同时不存在那个类的一个实例）。也可利用“依赖”来表示包和包之间的关系。由于包中含有类，所以你可根据那些包中的各个类之间的关系，表示出包和包的关系。

对应Java代码如下：（后面使用了模版方法模式，所以这句话不需要再写了）

public class Animal {

 public void drink(Water water){
      System.out.println("drink water");
  }

}

public class Water {

}

关联（Association）

实体之间的一个结构化关系表明对象是相互连接的。箭头是可选的，它用于指定导航能力。如果没有箭头，暗示是一种双向的导航能力。在Java中，关联转换为一个实例作用域的变量，就像图E的“Java”区域所展示的代码那样。可为一个关联附加其他修饰符。多重性（Multiplicity）修饰符暗示着实例之间的关系。在示范代码中，Employee可以有0个或更多的TimeCard对象。但是，每个TimeCard只从属于单独一个Employee。

public class TimeCard {

}

public class Employee {

 private TimeCard timeCard;

 //...

}

聚合（Aggregation）

聚合是关联的一种形式，代表两个类之间的整体/局部关系。聚合暗示着整体在概念上处于比局部更高的一个级别，而关联暗示两个类在概念上位于相同的级别。聚合也转换成Java中的一个实例作用域变量。

public class People {

 private Person p;

}

public class Person{

}

合成（Composition）

合成是聚合的一种特殊形式，暗示“局部”在“整体”内部的生存期职责。合成也是非共享的。所以，虽然局部不一定要随整体的销毁而被销毁，但整体要么负责保持局部的存活状态，要么负责将其销毁。局部不可与其他整体共享。但是，整体可将所有权转交给另一个对象，后者随即将承担生存期职责。

public class People {

 private Person p;

 private Person p2;

}

泛化（Generalization）

泛化表示一个更泛化的元素和一个更具体的元素之间的关系。泛化是用于对继承进行建模的UML元素。在Java中，用 extends 关键字来直接表示这种关系。

public class Animal {

 public void drink(Water water){
      System.out.println("drink water");
  }

}

public class Cat extends Animal{

    @Override
 public void drink(Water water) {
     super.drink(water);
    }
}

实现（Realization）

实例关系指定两个实体之间的一个合同。换言之，一个实体定义一个合同，而另一个实体保证履行该合同。对Java应用程序进行建模时，实现关系可直接用implements关键字来表示。

public interface Animal {

 public void drink();
}

public class Cat implements Animal{

 @Override
 public void drink() {

 }

}

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