UML类图总结

UML类图总结

UML(Unified Modeling Language)是一种统一建模语言

UML为面向对象开发系统的产品进行说明、可视化、和编制文档的一种标准语言。

UML的九种图:

1. 类图:最常用,描述子系统或模块的内部结构

2. 序列图/时序图:单个场景下,子系统间或对象间的交互操作

3. 活动图:流程图与序列图的结合,可以在序列图的基础上表达更多业务逻辑,比序列图更能表达细节

4. 状态图:多场景、多种操作下,系统或对象的状态变化

5. 通信图:序列图的变种,形式更自由,不能体现子系统的生命周期

6. 包图:大型系统实际代码中,各子系统间、应用分层间的依赖关系

7. 组件图:实际模块或逻辑分层间,接口的依赖关系

8. 部署图:各子系统所使用的软件环境,部署的软件包信息

9. 用例图:描述需求的场景或粗略用例

其他杂图:个人认为,只有能把问题从某个角度描述清楚,便于大家理解,图怎么画都行

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UML类图最常用,作用是描述程序中类的信息及各个类之间的关系。

所有的面向对象(Object Oriented)语言都离不开类的概念,理解了程序中类的设计也就理解了程序的一半。但类的具体描述方式在各个类中都不一样,UML类图的提出是为了能够脱离语言的限制,抽象地描述各个类的信息及各个类之间的关系。这是UML类图的作用。

一、类的基本表示方式

在UML类图中,每一个矩形代表一个类。我们举一个简单的例子:

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这是一个代表车辆的类。

一般的类图分为三个部分。部分类图有五个部分。

第一部分为类名

如果类名用正体书写则说明这是可以实例化的普通类。如果类名用斜体书写,则说明这是抽象类。如果类名有下划线修饰则说明这是静态类。

第二部分为类内的属性

格式为修饰符 属性名 :属性类型。修饰符为“+”说明该属性为public型,“#”说明该属性为protected型,“-”说明该属性为private型。

第三部分为类内的方法

格式为修饰符 方法名 (参数名1:参数类型1,……):方法返回值类型。修饰符为“+”说明该方法为public型,“#”说明该方法为protected型,“-”说明该方法为private型。如果方法名有下划线修饰则说明这是静态方法。

如果类图中需要描述类的性质,则放在第四部分描述。如果类内有内部类,则放在第五部分描述。

如果类图描述的是一个接口,在接口名的上方需要加上《interface》的修饰符。同时该类图仅有两个部分,接口名和接口的方法。

对于任何一张类图,只要对照上面的说明就可以解读出含义。

二、类之间关系的表示方式:

类之间的关系有继承关系,实现关系,依赖关系,关联关系,聚合关系,组合关系。

1.继承关系

继承关系使用如下箭头:

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由子类指向父类。

2.实现关系

实现关系使用如下箭头:

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由实现类指向接口。这种关系对应implement关键字,在UML类图中用带空心三角形的虚线表示。如下图中,Car类与Ship类都实现了Vehicle接口。

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3.依赖关系

依赖关系使用如下箭头:

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由使用者指向被使用者。

如果A指向B,则说明A中使用了B,使用方式包括A类中有B类实例化对象的局部变量。A类中有方法把B类实例化对象当做了参数,A类中有方法调用了B类中的静态方法。

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从上图我们可以看到,Driver的drive方法只有传入了一个Car对象才能发挥作用,因此我们说Driver类依赖于Car类。

4.关联关系

关联关系使用如下箭头:

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由拥有者指向被拥有者。

如果A指向B,则说明A类中有B类的成员变量。

比如说老师教学生,一个老师可以有多个学生,那么学生可以作为老师的一个属性(成员变量),当一次考试成绩出来了,老师要调用学生类中的方法去设置学生成绩,这样的一种在现实生活中的较为明显的关系就是关联;
而依赖关系更多的是强调一个客观主体和一个工具的关系。比如老师类要进试题数据库添加试题,就要去调用DBFactory工具类去连接数据库,而这种关系只是很偶然的,这种关系就是依赖关系。

5.聚合关系

聚合关系使用如下箭头:

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由整体指向部分。

如果A指向B,则说明A类中有B类的成员变量,但是与关联关系不同,A类和B类有逻辑关系。A类是整体,B类是部分。A类由B类构成,同时B类即便不在A类中也可以单独存在。

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上图中的Car类与Engine类就是聚合关系(Car类中包含一个Engine类型的成员变量)。

由上图我们可以看到,UML中聚合关系用带空心菱形和箭头的直线表示。聚合关系强调是“整体”包含“部分”,但是“部分”可以脱离“整体”而单独存在。比如上图中汽车包含了发动机,而发动机脱离了汽车也能单独存在。

6.组合关系

组合关系使用如下箭头:

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由整体指向部分。

如果A指向B,则说明A类中有B类的成员变量,但是与关联关系不同,A类和B类有逻辑关系。A类是整体,B类是部分。A类由B类构成。但与聚合关系不同,如果B类不在A类中就无法单独存在。

两个类之间究竟是聚合还是组合完全由类的设计决定。

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组合关系与聚合关系见得最大不同在于:这里的“部分”脱离了“整体”便不复存在,所以“部分”不能脱离“整体”。比如下图:

显然,嘴是头的一部分且不能脱离了头而单独存在。在UML类图中,组合关系用一个带实心菱形和箭头的直线表示。

另外:

关联关系又可进一步分为单向关联双向关联和自关联

(1)单向关联

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我们可以看到,在UML类图中单向关联用一个带箭头的直线表示。

上图表示每个顾客都有一个地址,这通过让Customer类持有一个类型为Address的成员变量类实现

(2)双向关联

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从上图中我们很容易看出,所谓的双向关联就是双方各自持有对方类型的成员变量。

在UML类图中,双向关联用一个不带箭头的直线表示。上图中在Customer类中维护一个Product[]数组,表示一个顾客购买了那些产品;在Product类中维护一个Customer类型的成员变量表示这个产品被哪个顾客所购买。

(3)自关联

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自关联在UML类图中用一个带有箭头且指向自身的直线表示。

上图的意思就是Node类包含类型为Node的成员变量,也就是“自己包含自己”。

参考 :