类图的介绍
类图是显示一组类、接口以及它们之间关系的图.
类图包含的元素
基本元素: 类(Class), 接口(interface)
元素之间的关系:泛化(Generalization), 实现(Realization),关联(Association),聚合(Aggregation),组合(Composition),依赖(Dependency)。
类(Class)
类是一组拥有相同的属性、操作、方法、关系和行为的对象地描述符。
在UML中,类表达成一个有三个分隔区的矩形。其中顶端显示类名,中间显示类的属性,尾端显示类的操作。
参数列表:是一些按照顺序排列的属性定义了操作的输入。例如:oper(arg1:int, arg2:double=3.2)
接口(interface)
接口代表了一份契约,实现该接口的类元必须履行它,在UML中接口由一个带名称的小圆圈表示;也可以表示为带有<>构造型的类。
泛化关系(Generalization)
泛化是继承关系的一种,子类继承父类的所有行为和属性,子类可以新增新的功能,uml中使用带空心三角箭头的实线标示,由子类指向父类。
关联关系(Association)
使类可以感知到其他类的行为和属性,关联分为双向关联和单向关联,如下:企鹅类和气候类是关联关系,是属于同一层次的对象。
聚合关系(Aggregation)
聚合是关联关系的一种,聚合主要描述整体与部分直接的关系,聚合有分为基本聚合和组合聚合,
1.基本聚合:对应基本聚合来说部分类的生命周期独立于 整体类 的生命周期,uml中使用一条从整体类到部分类的实线,并在整体类的关联末端画一个未填充棱形标示:
一个汽车有4个轮子组成,轮子的生命周期不依赖与车的,因为车轮可以独立于车独立存在。
2. 组合聚合:组合聚合是聚合的一种情况,不同在于部分类的生命周期依赖整体类,uml中使用一条从整体类到部分类的实线,并在整体类的关联末端画一个填充棱形标示:
一个公司有至少一个部门组成,部门要依赖于公司的存在而存在,不会存在一个部门而它不属于某一个公司。
关联和聚合的区别
关联关系所涉及的两个对象是处于同一个层次上的。比如人和自行车就是一种关联关系,而不是聚合关系,因为人不是由自行车组成的。
聚合关系涉及的两个对象处于不平等的层次上,一个代表整体,一个代表部分。比如:电脑和它的显示器、键盘、主板以及内存就是聚集关系,因为主板是电脑的组成部分。
组合关系:代表整体的对象负责部分对象的生命周期。公司不存在了,部门也没有意义了。再比如:人和五脏六腑,和四肢的关系
实现关系(Realization)
实现是接口和类的关系,指类实现接口中定义的方法。uml中用带空心三角箭头的虚线,箭头指向接口类
依赖关系(Dependency)
即一个类的实现需要其他类的协助,代码表现为方法参数,局部变量,静态方法,uml中使用一条箭头的虚线,从依赖方指向被依赖的类。
关系的强弱顺序:泛化= 实现> 组合> 聚合> 关联> 依赖
类图关系综合例子
1、企鹅与气候是关联关系
2、鸭与唐老鸭是继承关系
3、大雁与飞翔是实现的关系
4、雁群与大雁是聚合关系
5、动物与氧气,水是依赖关系
6、鸟与翅膀是组成关系
类图多重性的说明
多重性是用来说明两个类之间的数量关系,表示为一个整数范围n…m,整数n定义所链接的最少对象的数目,m为最多对象数目(但不确定最大数时,可以*号表示)。
如何阅读类图
类图的阅读还是遵循先整体,后部分的原则。
先理清楚类和接口,掌握类图的整体结构
看看类的内部结构以及类之间存在的关系
结合多重性来理解类图的结构特点以及各个属性和方法的含义。
如何进行类图建模呢?
李小平是一个爱书之人,家里各类书籍已过千册,而平时又时常有朋友外借,因此需要一个个人图书管理系统。该系统应该能够将书籍的基本信息按计算机类、非计算机类分别建档,实现按书名、作者、类别、出版社等关键字的组合查询功能。在使用该系统录入新书籍时系统会自动按规则生成书号,可以修改信息,但一经创建就不允许删除。该系统还应该能够对书籍的外借情况进行记录,可对外借情况列表打印。另外,还希望能够对书籍的购买金额、册数按特定时间周期进行统计。
1. 提取类&职责分析
书籍类(Book):从需求描述中,可找到书名,类别,作者,出版社,书号;
借阅记录类(BorrowRecord):借阅人(朋友),借阅时间,借阅的图书ID,归还时间
图书类别类(BookCategory): 枚举类
操作书籍接口(BookService):新增,修改,查询,统计(按照特定时限统计册数与金额)
借阅记录操作接口(BorrowService): 主要职责就是添加记录(借出),修改记录(归还)以及打印借阅记录
2. 限定与修改
导航性:Book与BookService之间,BorrowRecord与BorrowService之间是依赖关系,而Book和BorrowRecord之间则是双向关联,也无需添加
约束:Book对象创建后就不能被删除只能修改,因此在Book类边上加上用自由文本写的约束
限定符:一本书只有一册,因此能够被借一次,因此对于一本书而言只能有一个有效的RecordId与其对应