2 UML类图讲解- 自上而下
2.1 依赖关系(Dependency)
依赖关系是一种使用关系,特定事物的改变有可能会影响到使用该事物的其他事物,在需要表示
一个事物使用另一个事物时使用依赖关系。大多数情况下,依赖关系体现在某个类的方法使用另一个类的对象作为参数。
在UML中,依赖关系用带箭头的虚线表示,由依赖的一方指向被依赖的一方。
在系统实施阶段,依赖关系通常通过三种方式来实现
- 第一种也是最常用的一种方式是如图所示的将一个类的对象作为另一个类中方法的参数
- 第二种方式是在一个类的方法中将另一个类的对象作为其局部变量
2.2 继承关系(Generalization)
用于描述父类与子类之间的关系,父类又称作基类或超类,子类又称作派生类。在UML中,泛化关系用带空心三角形的直线来表示。在代码实现时,我们使用面向对象的继承机制来实现泛化关系,在Java语言中使用extends关键字
- 第三种方式是在一个类的方法中调用另一个类的静态方法
2.3 组合关系(Composition)
表示类之间整体和部分的关系,但是在组合关系中整体对象可以控制成员对象的生命周期。
一旦整体对象不存在,成员对象也将不复存在,成员对象与整体对象同生共死。
UML 图示
组合关系用带实心菱形的直线 :
代码实现组合关系时,一般在整体类的构造器中直接实例化成员类,比如:
- LinkedHashMap 组合 HashMap
- Set 组合 Map(HashSet 内部的 HashMap)
- DelayQueue 组合 PriorityQueue
2.4 关联关系(Association)
类与类之间最常用的一种关系,它是一种结构化关系,用于表示一类对象与另一类对象之间有联系
如汽车和轮胎、师傅和徒弟、班级和学生等等。
在UML类图中,用实线连接有关联关系的对象所对应的类
在使用Java实现关联关系时,通常将一个类的对象作为另一个类的成员变量
在使用类图表示关联关系时可以在关联线上标注角色名,一般使用一个表示两者之间关系的动词或者名词表示角色名(有时该名词为实例对象名),关系的两端代表两种不同的角色,因此在一个关联关系中可以包含两个角色名,角色名不是必须的,可以根据需要增加,其目的是使类之间的关系更加明确。
如在一个登录界面类LoginForm中包含一个JButton类型的注册按钮loginButton,它们之间可以表示为关联关系,代码实现时可以在LoginForm中定义一个名为loginButton的属性对象,其类型为JButton
在UML中,关联关系通常又包含如下几种形式:
2.4.1 双向关联
默认情况下,关联是双向的
例如:顾客(Customer)购买商品(Product)并拥有商品,反之,卖出的商品总有某个顾客与之相关联。因此,Customer类和Product类之间具有双向关联关系
public class Customer { private Product[] products; …… } public class Product { private Customer customer; …… }
2.4.2 单向关联
类的关联关系也可以是单向的,单向关联用带箭头的实线表示
例如:顾客(Customer)拥有地址(Address),则Customer类与Address类具有单向关联关系,如下:
- 单向关联实例
public class Customer { private Address address; …… } public class Address { …… }
2.4.3 自关联
在系统中可能会存在一些类的属性对象类型为该类本身,这种特殊的关联关系称为自关联
例如:一个节点类(Node)的成员又是节点Node类型的对象
- 自关联实例
public class Node { private Node subNode; …… }
2.4.4 多重性关联
多重性关联关系又称为重数性(Multiplicity)关联关系,表示两个关联对象在数量上的对应关系
在UML中,对象之间的多重性可以直接在关联直线上用一个数字或一个数字范围表示。
对象之间可以存在多种多重性关联关系
例如:一个界面(Form)可以拥有零个或多个按钮(Button),但是一个按钮只能属于一个界面,因此,一个Form类的对象可以与零个或多个Button类的对象相关联,但一个Button类的对象只能与一个Form类的对象关联,如图5所示:
public class Form { private Button[] buttons; //定义一个集合对象 …… } public class Button { …… }
2.5 聚合关系(Aggregation)
表示整体与部分的关系 - has-a。
成员对象是整体对象的一部分,但是成员对象可以脱离整体对象独立存在。
聚合关系用带空心菱形的直线表示
在代码实现聚合关系时,成员对象通常作为构造方法、Setter方法或业务方法的参数注入到整体对象中。
2.6 接口与实现关系
在很多面向对象语言中都引入了接口的概念,如Java,在接口中,通常没有属性,而且所有的操作都是抽象的,只有操作的声明,没有操作的实现
UML中用与类的表示法类似的方式表示接口
接口之间也可以有与类之间关系类似的继承关系和依赖关系,但是接口和类之间还存在一种实现(Realization)关系,在这种关系中,类实现了接口,类中的操作实现了接口中所声明的操作。在UML中,类与接口之间的实现关系用带空心三角形的虚线来表示
实现关系在编程实现时,不同的面向对象语言也提供了不同的语法,如在Java语言中使用implements关键字。
UML 2.0的13种图形中,类图是使用频率最高的UML图之一。Martin Fowler在其著作《UML Distilled: A Brief Guide to the Standard Object Modeling Language, Third Edition》(《UML精粹:标准对象建模语言简明指南(第3版)》)中有这么一段:“If someone were to come up to you in a dark alley and say, ‘Psst, wanna see a UML diagram?’ that diagram would probably be a class diagram. The majority of UML diagrams I see are class diagrams.”(“如果有人在黑暗的小巷中向你走来并对你说:‘嘿,想不想看一张UML图?’那么这张图很有可能就是一张类图,我所见过的大部分的UML图都是类图”),由此可见类图的重要性。
类图用于描述系统中所包含的类以及它们之间的相互关系,帮助人们简化对系统的理解,它是系统分析和设计阶段的重要产物,也是系统编码和测试的重要模型依据。













