【设计模式】UML类图及Java的类之间的关系

UML类图展示

设计模式中的对象关系

关联和依赖的对比

依赖关系　　虚线箭头

依赖是a类成员方法中有b类的属性，动物新陈代谢方法中有水和空气的属性，只有调这个方法的时候，才可能临时用一下

关联关系　　实线 类与类的连接，（它使一个类知道另一个类的属性和方法，关联关系一般用成员变量实现）

关联是a类中存在b类对象，企鹅类中有气候类的属性

组合和聚合的对比

组合关系　　实心菱形

组合有相同的生命周期，鸟有翅膀，鸟死了，翅膀不复存在

聚合关系　　空心菱形（想象成盘子，盛东西，盘子的多，另一方少）

大雁群有大雁，一直大雁挂了，大雁群不会消失

继承和实现的对比

继承　　　　空心三角形实线

实现　　　　空心三角形虚线

（实现接口有两种方式，一种是棒棒糖的形式，另一种是虚线空心三角形的方式）

代码实现

依赖

• 依赖关系(Dependency) 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。

public class Screwdriver {    //螺丝刀，作为人类的工具，是用来被人类使用的
}
public class Person{
       public void screw(Screwdriver src){    //拧螺丝，需使用螺丝刀
       }
}

依赖关系有如下三种情况：

1、A类是B类中的（某中方法的）局部变量；

2、A类是B类方法当中的一个参数；

3、A类向B类发送消息，从而影响B类发生变化；

关联（Association）

是一种结构关系，说明一个事物的对象与另一个事物的对象相联系。给定有关联的两个类，可以从一个类的对象得到另一个类的对象。关联有两元关系和多元关系。两元关系是指一种一对一的关系，多元关系是一对多或多对一的关系。两个类之间的简单关联表示了两个同等地位类之间的结构关系。当你想要表示结构化关系时使用关联。

• 关联关系(Association) 是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。

• 在UML类图中，用实线连接有关联的对象所对应的类，在使用Java、C#和C++等编程语言实现关联关系时，通常将一个类的对象作为另一个类的属性。

• 在使用类图表示关联关系时可以在关联线上标注角色名。

分为几种情况：

双向关联

public class Customer
{
    private Product[] products;
    ……
}
public class Product
{
    private Customer customer;
    ……
}

单向关联

public class Customer
{
    private Address address;
    ……
}  

public class Address
{
    ……
}

自关联

public class Node
{
    private Node subNode;
    ……
}

聚合关系（Aggregation）

• 聚合关系(Aggregation) 表示一个整体与部分的关系。通常在定义一个整体类后，再去分析这个整体类的组成结构，从而找出一些成员类，该整体类和成员类之间就形成了聚合 关系。

• 在聚合关系中，成员类是整体类的一部分，即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。在UML中，聚合关系用带空心菱形的直线表示。

public class Student{
}
public class School{
       private List<Student> students ;  //学校与学生是聚合关系
}

组合关系（Composition）

组合关系(Composition)也表示类之间整体和部分的关系，但是组合关系中部分和整体具有统一的生存期。一旦整体对象不存在，部分对象也将不存在，部分对象与整体对象之 间具有同生共死的关系。

• 在组合关系中，成员类是整体类的一部分，而且整体类可以控制成员类的生命周期，即成员类的存在依赖于整体类。在UML中，组合关系用带实心菱形的直线表示。

public class Menu{
}
public class Window{
       private List<Menu> menus ;
}

菜单的存在前提是窗口的存在，两者之间存在很强的拥有关系。且窗口对菜单的生命周期负责，只有在窗口创建之后，菜单才能够创建，菜单必须在窗口销毁之前销毁。因此Window与Menu之间是组合关系。

泛化

• 泛化关系(Generalization)也就是继承关系，也称为“is-a-kind-of”关系，泛化关系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，使用面向对象的继承机制来实现泛化关系，如在Java语言中使用extends关键字、在C++/C#中使用冒号“：”来实现。

泛化对应Java中继承关系，即子类继承父类中出private修饰外的所有东西（变量、方法等）。示例代码：

public class　Animal {
}
public class Tiger extends Animal {
}

在UML当中，对泛化关系有三个要求：

1、子类与父类应该完全一致，父类所具有的属性、操作，子类应该都有；

2、子类中除了与父类一致的信息以外，还包括额外的信息；

3、可以使用父类的实例的地方，也可以使用子类的实例；

实现关系（Implementation)

• 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关系(Realization)，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。

public interface Vehicle
{
    public void move();
}
public class Ship implements Vehicle
{
    public void move()
    {
    ……
    }
}
public class Car implements Vehicle
{
    public void move()
    {
    ……
    }
}

总结

关于关联，聚合，组合在实现上并没有显著区别，相区别他们只有通过判断关系双方之间的实际关系，如关系强弱、创建与销毁之间有无必要关联等。

它们的强弱关系是没有异议的：依赖 < 关联 < 聚合 < 组合<泛化（继承）

实现方式区别

(1)依赖关系：关系对象出现在局部变量或者方法的参数里，或者关系类的静态方法被调用

(2) 关联关系：关系对象出现在实例变量中

(3) 聚合关系:关系对象出现在实例变量中

(4) 合成关系：关系对象出现在实例变量中

(5) Generalization: extends

(6) 实现： implements

参考：

https://www.cnblogs.com/1446358788-qq/tag/设计模式/default.html?page=4

https://blog.csdn.net/lpjishu/article/details/51491779