UML_03_类图

一、前言

类图是UML结构图,在类和接口的层次上显示设计系统的结构,显示它们的特性、约束和关系等,是定义其它图的基础。

二、类图

如上图,在类图中表示方法如下:

  • 斜体 :抽象类、抽象方法
  • 下划线 :静态方法、静态属性
  • 访问控制:+ # ~ - 依次表示 public、protected、default、private

三、关系

在uml类图中,类之间关系有如下:

  • 泛化(Generalization)
  • 实现(Realization)
  • 关联(Association)
  • 聚合(Aggregation)
  • 组合(Composition)
  • 依赖(Dependency)

1.泛化:

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或者重写父类功能。

  • 表示

uml中使用带空心三角箭头的实线表示 【箭头指向】:箭头指向父类

  • 示例

2.实现

实现是接口和类的关系,是指类实现了接口中定义的接口

  • 表示

uml中用带空心三角箭头的虚线表示 【箭头指向】:箭头指向接口类

  • 示例

3.关联

在建模过程中必然存在类之间的联系,使类可以感知其他类的行为和属性,关联分为双向和单向关联

3.1 双向关联(标准)

对于双向关联来说被关联的两个类可以感知对方的存在

如图在线每端放置一个角色和多重值, 对于Route来说,我们应该看在bike端的角色和多重值。对于Route来说,每个骑行路线对应0个或者多个自行车,0个是因为可能先制定了骑行路线但是还没有找到自行车,多个是因为可以有多个人骑行同一个路线。 对于bike来说我们应该看route端的角色和多重值,对于一个bike来说每个自行车对于0个或者多个骑行路线,0个是因为虽然有一个自行车但是我可以不骑行,不指定骑行路线那,多个是因为我一个自行车可以指定多个骑行路线。

上面多重值为0…*,其实还有其他多重值如下表:

表示

含义

n

只能n个

0…n

0到n个

0…*

0个及以上

n…*

n个以上

==============================

==============================

0…1

0个或1个

1

只能1个

0…*

0个或多个

*

0个或多个

1…*

1个或多个

3

只能3个

0…5

0到5个

5…15

5到15个

3.2 单向关联

对于一个单向关联来说也是两个类是相关的,但是只有一个类知道这种联系的存在

如图,对于单向关联表示为一条带有指向已知类的开放箭头实线,单向关联只包含一个角色名和多重值,一个人可以有0个或者多个账户,人可以感知到账户的存在,但是账户却感知不到人的存在。

4. 聚合

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

4.1 基本聚合

通常也称之为聚合 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

两者有独立的生命周期,has-a 的关系

  • 表示

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:

  • 示例

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。

4.2 组合

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。

两者有相同的生命周期,contains-a 的关系

  • 表示

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。

4.3 自身关联

自身关联涉及到一个类,是类自己关联自己的情况

一个雇员可以有0个或者多个管理者,而管理者本身也是雇员的一种。

5.依赖

依赖即一个类的实现需要其他类的协助,通常代码表现为方法参数局部变量静态方法调用util类调用

  • 表示

uml中使用一条箭头的虚线,从依赖方指向被依赖的类

四、实例

1.官方域模型

Domain Model Diagram

下面围绕类Library类分析下这个图

  • 首先library通过组合方式关联到了Catalog类目类,这说明类目不能独立存在要依赖图书馆存在,所以这里没有使用聚合而使用了组合。
  • 另外library通过聚合关联到了Book Item 类和Account账号类,这说明图书馆是有0个或者多个图书和账户组成,这里使用聚合而不是用组合是因为书和账号可以独立于图书馆存在,比如我有学号账号,但是图书馆里面不是必然有你的账号。

下面围绕Catalog分析

  • 类目通过双向关联关联到bookitem,说明一个类目里面可能会有0个或者多个书籍,一个书籍对应着一个类目。
  • 另外类目有通过realization实现了search类和manage类的接口,让类目有搜索和管理功能。Search类搜索时候会依赖Patron类图书捐赠人的姓名地址或者Libraian类图书管理员的姓名地址,职位。 图书管理类时候会依赖图书管理员类的信息。而Patron图书捐赠人有可能是一个学生,学生有自己的账号,所以patron类会聚合到Account.
  • bookItem类通过泛化继承Book中书的共性部分信息。有通过关联关联到了account,说明一个账户只能接到0本和最多12本书,最多可以预定3本书。
  • 最后Book类双向关联到Author类,数目一个作者至少写了1本书(严格说应该是0),一本书至少有一个作者编写,Account账户类有依赖一个AccountState的枚举值的类用来存放账号状态。

2.大话设计模式

下图摘自《大话设计模式》

六、参考资料

  1. https://www.uml-diagrams.org/
  2. UML教程-w3cschoolUML教程-w3cschool
  3. UML建模图实战笔记-ifeve

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