类图
UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）中的类图（Class Diagram）是一种静态结构图，它用于展示系统中的类（class）、接口（interface）、协作（collaboration）以及它们之间的静态结构和关系。
画类图的好处
类图是面向对象设计中的重要工具，它的主要优点包括：
- 提供系统的视觉表示：类图提供了系统的静态视图，可以清晰地展示系统中的类以及它们之间的关系。这对于理解和解释系统的结构和行为非常有帮助。
- 促进团队之间的沟通：类图是一种通用的语言，可以被所有的开发人员理解。通过类图，团队成员可以更好地理解系统的设计，并在设计的基础上进行讨论和改进。
- 帮助发现设计问题：通过创建类图，我们可以在早期发现设计上的问题，比如类之间的耦合过度，或者职责分配不清等问题。这可以在实际编码之前就避免这些问题，提高开发效率。
- 文档化系统：类图可以作为系统的一部分文档，为未来的维护和开发提供参考。通过查看类图，新的开发人员可以更快地理解系统的结构和行为。
- 辅助软件开发工具：许多现代的软件开发工具，如IDE，都支持从类图生成代码，或者从代码生成类图。这可以帮助开发人员更快地进行开发，并保持代码和设计的一致性。
在学习设计模式的过程中，一定要自己画类图，这样可以更好地理解设计模式的实现原理，并且在实际开发中能够更好地应用设计模式。
类图三元素
- 类（Class）：类是类图的主要元素，通常用一个矩形表示。矩形分为三个部分：上部是类名，中部是属性，下部是方法。
- 接口（Interface）：接口在类图中以一个带有《接口名》标签的矩形表示，或者用一个带有接口名的圆柱表示。
- 关系：类图中的关系包括关联（Association）、聚合（Aggregation）、组合（Composition）、继承（Inheritance）、实现（Implementation）和依赖（Dependency）。
六种关系
解释
- 关联（Association）：关联是类与类之间的一种链接，表示一个类知道另一个类的属性和方法。关联可以是单向的，也可以是双向的。关联在类图中以实线和箭头表示。
- 聚合（Aggregation）：聚合是一种特殊的关联，表示"整体和部分"的关系，部分可以脱离整体而独立存在。聚合在类图中以空心菱形和实线表示。
- 组合（Composition）：组合也是一种特殊的关联，表示"整体和部分"的关系，但部分不能脱离整体而独立存在。组合在类图中以实心菱形和实线表示。
- 继承（Inheritance）：继承表示一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法。继承在类图中以空心三角形和实线表示。
- 实现（Implementation）：实现表示一个类实现一个接口的方法。实现在类图中以空心三角形和虚线表示。
- 依赖（Dependency）：依赖表示一个类的实例在方法内部使用到另一个类的实例。依赖在类图中以虚线和箭头表示。
单个说明
1. 关联（Association）：
代码
class Car {
private Engine engine;
public void start() {
engine.start();
}
}
class Engine {
public void start() {
// 启动发动机
}
}
类图
在这个例子中，Car类与Engine类之间存在关联关系。Car类包含一个Engine类型的成员变量engine，并且在start方法中使用了engine的start方法。
注意： 在这个例子中，Engine类是一个独立的类，它与Car类没有直接的关联关系。
2. 聚合（Aggregation）：
代码
class School {
private List<Student> students;
public void addStudent(Student student) {
students.add(student);
}
}
class Student {
// 学生的属性和方法
}
类图
在这个例子中，School类与Student类之间存在聚合关系。School类包含一个List<Student>类型的成员变量students，并且提供了一个addStudent方法用于添加学生。
注意： 在这个例子中，Student类是一个独立的类，它与School类没有直接的关联关系。
3. 组合（Composition）：
代码
class House {
private List<Room> rooms;
public House(List<Room> rooms) {
this.rooms = rooms;
}
}
class Room {
// 房间的属性和方法
}
类图
在这个例子中，House类与Room类之间存在组合关系。House类包含一个List<Room>类型的成员变量rooms，并且在构造函数中初始化rooms。
注意： 在这个例子中，Room类是一个独立的类，它与House类没有直接的关联关系。
4. 继承（Inheritance）：
代码
class Animal {
public void eat() {
// 动物吃东西
}
}
class Dog extends Animal {
public void bark() {
// 狗叫
}
}
类图
在这个例子中，Dog类继承自Animal类，因此Dog类具有Animal类的eat方法。
注意： 在这个例子中，Dog类继承自Animal类，因此Dog类具有Animal类的eat方法。
5. 实现（Implementation）：
代码
interface Drawable {
public void draw();
}
class Circle implements Drawable {
public void draw() {
// 绘制圆形
}
}
类图
在这个例子中，Circle类实现了Drawable接口，因此Circle类必须实现draw方法。
注意： 在这个例子中，Circle类实现了Drawable接口，因此Circle类必须实现draw方法。
6. 依赖（Dependency）：
代码
class Car {
private Engine engine;
public void start() {
engine.start();
}
}
class Engine {
public void start() {
// 启动发动机
}
}
类图
在这个例子中，Car类与Engine类之间存在依赖关系。Car类包含一个Engine类型的成员变量engine，并且在start方法中使用了engine的start方法。
注意： 在这个例子中，Engine类是一个独立的类，它与Car类没有直接的关联关系。
汇总说明
代码
c++
// B.h
class B {
public:
B() { std::cout << "B created" << std::endl; }
~B() { std::cout << "B destroyed" << std::endl; }
void display() { std::cout << "Displaying B" << std::endl; }
};
// C.h
class C {
public:
C() { std::cout << "C created" << std::endl; }
~C() { std::cout << "C destroyed" << std::endl; }
void display() { std::cout << "Displaying C" << std::endl; }
};
// D.h
#include "A.h"
class D {
A* a_;
public:
D(A* a) : a_(a) { std::cout << "D created" << std::endl; }
~D() { std::cout << "D destroyed" << std::endl; }
void display() { std::cout << "Displaying D" << std::endl; }
};
// E.h
class F {
public:
virtual void display() { std::cout << "Displaying F" << std::endl; }
};
class E : public F {
public:
void display() override { std::cout << "Displaying E" << std::endl; }
};
// I.h
class I {
public:
virtual void method() = 0;
};
// Implementation.h
#include "I.h"
class Implementation : public I {
public:
void method() override { std::cout << "Implementation of method" << std::endl; }
};
// A.h
#include "B.h"
#include "C.h"
#include "D.h"
class A {
private:
B* bPtr; // 关联：A不拥有B
C* cPtr; // 聚合：A拥有C
D* dPtr; // 组合：A拥有D
public:
A() : dPtr(new D(this)) {
cPtr = new C(); // A创建C，显示A拥有C
bPtr = new B(); // A创建B，但A不拥有B
}
~A() {
delete cPtr; // A销毁时，销毁C，因为A拥有C
delete dPtr; // A销毁时，销毁D，因为A拥有D
// 不销毁bPtr，因为A不拥有B
}
void display() {
std::cout << "Displaying A" << std::endl;
bPtr->display(); // 使用关联对象B
cPtr->display(); // 使用聚合对象C
dPtr->display(); // 使用组合对象D
}
};
// main.cpp
#include "A.h"
int main() {
A a;
a.display();
return 0;
}
c#
// B.cs
public class B {
public B() { Console.WriteLine("B created"); }
public ~B() { Console.WriteLine("B destroyed"); }
public void Display() { Console.WriteLine("Displaying B"); }
}
// C.cs
public class C {
public C() { Console.WriteLine("C created"); }
public ~C() { Console.WriteLine("C destroyed"); }
public void Display() { Console.WriteLine("Displaying C"); }
}
// D.cs
public class D {
private A a_;
public D(A a) {
a_ = a;
Console.WriteLine("D created");
}
public ~D() { Console.WriteLine("D destroyed"); }
public void Display() { Console.WriteLine("Displaying D"); }
}
// E.cs
public class F {
public virtual void Display() { Console.WriteLine("Displaying F"); }
}
public class E : F {
public override void Display() { Console.WriteLine("Displaying E"); }
}
// I.cs
public interface I {
void Method();
}
// Implementation.cs
public class Implementation : I {
public void Method() { Console.WriteLine("Implementation of method"); }
}
// A.cs
public class A {
private B bPtr; // 关联：A不拥有B
private C cPtr; // 聚合：A拥有C
private D dPtr; // 组合：A拥有D
public A() {
dPtr = new D(this);
cPtr = new C();
bPtr = new B();
}
~A() {
cPtr = null;
dPtr = null;
// 不销毁bPtr，因为A不拥有B
}
public void Display() {
Console.WriteLine("Displaying A");
bPtr.Display(); // 使用关联对象B
cPtr.Display(); // 使用聚合对象C
dPtr.Display(); // 使用组合对象D
}
}
// Program.cs
using System;
class Program {
static void Main() {
A a = new A();
a.Display();
}
}
类图
在上面的示例中：
A类与B类之间有一个使用关系（uses），表示A类使用了B类的对象。A类与C类之间有一个聚合关系（aggregates），表示A类聚合了C类的对象，但C类的对象可以独立于A类存在。A类与D类之间有一个组合关系（composes），表示A类组合了D类的对象，D类的对象的生命周期依赖于A类。A类与E类之间有一个使用关系（uses），表示A类使用了E类的对象。E类继承自F类（extends），表示E类继承了F类的属性和方法。Implementation类实现了I接口（implements），表示Implementation类实现了I接口中定义的方法。
画类图工具推荐
其一：在线工具(processon)
登陆软件后自己创建文件即可开始画图，非会员创建文件有数量限制，但对于类图绘制来说，一个文件就可以，效果如下：
其二：markdown画图
在支持mermaid的markdown编辑器中即可实现类图的绘制，代码及效果如下：
classDiagram
Factory --|> ProductA: createProduct("A")
Factory --|> ProductB: createProduct("B")
class Factory{
+createProduct(type: String): Product
}
class ProductA{
+operation(): void
}
class ProductB{
+operation(): void
}
ProductA --|> Product
ProductB --|> Product
class Product{
+operation(): void
}
