UML类图详解及类图设计

      UML中定义了用例图、类图、时序图、协作图等九种。设计模式中经常会用到的是类图。类是面向对象系统组织结构的核心,类可以说是对一组具有相同属性、操作、关系和语义的对象的抽象。在UML中,类使用带有分隔线的矩形表示,它包含名称部分(Name)、属性部分(Attribute)和操作部分(Operation)。

其中属性的表现形式是[可见性] 属性名:类型 [=默认值]。操作的表现形式是:[可见性] 名称(参数列表)[:返回类型]

详细见下图。

1.类图基础属性

+表示public
-表示private  
#表示protected
~表示default,也就是包权限  
_下划线表示static  
斜体表示抽象

2.类之间关系

在UML类图中,常见的有以下几种关系: 
泛化(Generalization):带空心三角箭头的实线来表示,箭头由子类指向父类
实现(Realization):带空心的三角箭头的虚线来表示,箭头从实现类指向接口
关联(Association):分为双向关联和单向关联,其中,双向关联可以用带两个箭头或者没有箭头的实线来表示,单向关联用带一个箭头的实线来表示,箭头从使用类指向被关联的类,还可以再关联线的两端标注角色名,补充说明它们的角色。
聚合(Aggregation),用带空心菱形的实线表示,菱形指向整体
组合(Composition):用带实心菱形的实线来表示,菱形指向整体。
依赖(Dependency):使用带箭头的虚线表示,箭头从使用类指向被依赖的类
下图为类之间的关系在UML中的图形表达式:

2.1泛化

泛化(Generalization)表示类与类之间的继承关系,接口与接口之间的继承关系,或类对接口的实现关系
(1)继承
介绍:
继承表示是一个类(称为子类、子接口)继承另外的一个类(称为父类、父接口)的功能,并可以增加它自己的新功能的能力。
表示方法:
继承使用空心三角形+实线表示。
示例:
鸟类继承抽象类动物
(2)实现
实现表示一个class类实现interface接口(可以是多个)的功能。
表示方法:
使用空心三角形+虚线表示
比如:大雁需要飞行,就要实现飞()接口
 

2.2依赖

对于两个相对独立的对象,当一个对象负责构造另一个对象的实例,或者依赖另一个对象的服务时,这两个对象之间主要体现为依赖关系。
表示方法:
依赖关系用虚线箭头表示。
示例:
动物依赖氧气和水。调用新陈代谢方法需要氧气类与水类的实例作为参数
 

2.3关联

对于两个相对独立的对象,当一个对象的实例与另一个对象的一些特定实例存在固定的对应关系时,这两个对象之间为关联关系。
表示方法:
关联关系用实线箭头表示。
示例:
企鹅需要‘知道’气候的变化,需要‘了解’气候规律。当一个类‘知道’另一个类时,可以用关联。

2.4聚合

表示一种弱的‘拥有’关系,即has-a的关系,体现的是A对象可以包含B对象,但B对象不是A对象的一部分。 两个对象具有各自的生命周期。
表示方法:
聚合关系用空心的菱形+实线箭头表示。
示例:
每一只大雁都属于一个大雁群,一个大雁群可以有多只大雁。当大雁死去后大雁群并不会消失,两个对象生命周期不同。

2.5组合

介绍:
组合是一种强的‘拥有’关系,是一种contains-a的关系,体现了严格的部分和整体关系,部分和整体的生命周期一样。
表示方法:
组合关系用实心的菱形+实线箭头表示,还可以使用连线两端的数字表示某一端有几个实例。
示例:
鸟和翅膀就是组合关系,因为它们是部分和整体的关系,并且翅膀和鸟的生命周期是相同的。
 

3、推荐绘制UML工具

 
UMLet(非常好用,上手及其简单)
 
应用实例:采用UMLet画出类以及类之间的关系图,图以鲁迅先生的介绍为例介绍类图的画法。
参考:
http://www.pianshen.com/article/1059678851/   UML类图介绍以及关系详解
  https://www.awaimai.com/patterns/uml  UML类图详解

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