UML类图-UML Class Diagram

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1前言

2UML类图中的元素

2.1类

2.2接口

3UML类图中的关系

3.1关联关系

3.2泛化关系

3.3实现关系

3.4聚合关系

3.5组合关系

3.6依赖关系

3.7关系中的数量表示

1 前言

在面向对象软件开发中，类是软件设计的基本单元，由类构造出对象，由对象支持整个软件系统的运行，因此UML中的类图是开发人员使用最高频的图。一个复杂的软件系统，通常由非常多的类构成，如何让这些相互交织的类与对象高效的协同工作，一直以来都是软件设计领域中的巨大挑战，在这个过程中，诞生了诸如领域驱动设计（DDD），微服务等一系列革命性的思想。

类图以可视化的方式呈现了软件中的基本单元以及它们之间的关系。在软件架构设计过程中，它可以帮助架构师快速构思项目框架而无需关注代码细节；在软件开发过程中，它又可以精确描述类中的所有元素细节。因此对于开发人员，了解了面向对象就必须掌握UML类图。来源：https://www.wubayue.com

2 UML类图中的元素

2.1 类

类的基本构成

在UML类图中，类主要由三部分构成：类的名称、类的属性与类的方法。

类的基本构成代码示例如下：

// 类名称
public class MyClass
{
    // 属性
    public int MyProperty { get; set; }

    // 方法
    public int MyMethod(int p1, int p2)
    {
        return p1 + p2;
    }
} 

类成员的可访问性

类成员的可访问性通过类成员的前缀符号表示：

+ 表示公有，该成员可以被任何对象访问。

~ 表示包内公有，该成员可以被同一包内的对象访问。

# 表示受保护，该成员只能被当前类对象及子类的对象访问。

- 表示私有，该成员只能被当前类对象访问，其它外部对象无法访问。

类成员的可访问性代码示例如下：

// 类成员的可访问性
public class MyClass
{
    // 公有
    public void PublicMethod()
    {
    }

    // 包内公有
    internal void InternalMethod()
    {
    }

    // 受保护
    protected void ProtectedMethod()
    {
    }

    // 私有
    private void PrivateMethod()
    {
    }
} 

抽象类与抽象成员

抽象类与抽象成员均使用斜体表示。

抽象类与抽象成员代码示例如下：

// 抽象类
public abstract class AbstractClass
{
    // 抽象方法
    public abstract void AbstractMethod();
} 

静态类成员

静态类成员使用下划线表示。

静态类成员代码示例如下：

// 静态类成员
public class MyClass
{
    // 静态属性
    public static int StaticProperty { get; set; }

    // 静态方法
    public static void StaticMethod()
    {
    }
} 

2.2 接口

接口在UML图例中与类的主要差别是接口名称后多了一个圆圈。

接口代码示例如下：来源：https://www.wubayue.com

// 接口
public interface MyInterface
{
    // 属性
    int MyProperty { get; set; }

    // 方法
    void MyMethod();
} 

3 UML类图中的关系

3.1 关联关系

关联关系是对象之间最常见的一种关系，主要表示为拥有。比如老师拥有课程，老师与课程之间即为单向的关联关系；老师拥有学生，学生也拥有老师，老师与学生之间即为双向的关联关系。

关联关系示例代码如下：

// 课程
public class Course
{
    public string name { get; set; }
}

// 老师
public class Teacher
{
    // 老师的课程
    public Course[] Courses { get; set; }
    // 老师的学生
    public Student[] Students { get; set; }
}

// 学生
public class Student
{
    // 学生的课程
    public Course[] Courses { get; set; }
    // 学生的老师
    public Student[] Students { get; set; }
} 

3.2 泛化关系

泛化通常表示子类对父类的继承关系。

泛化关系示例代码如下：

// 动物
public class Animal
{
    // 重量
    public decimal Weight { get; set; }
    // 移动
    public virtual void Move()
    {
        Console.WriteLine("动物都会动");
    }
}

// 狗
public class Dog : Animal
{
    public override void Move()
    {
        Console.WriteLine("狗在地上跑");
    }
}

// 鱼
public class Fish : Animal
{
    public override void Move()
    {
    Console.WriteLine("鱼在水中游");
    }
} 

3.3 实现关系

通常为具体类实现抽象的接口。

实现关系示例代码如下：

// 画画
public interface Drawing
{
    // 笔
    string Pen { get; }

    // 作画
    void Paint();
}

// 素描画
public class Sketch : Drawing
{
    public string Pen 
    { 
        get { return "铅笔"; } 
    }

    public void Paint()
    {
        Console.WriteLine("画素描画");
    }
}

// 水彩画
public class Watercolor : Drawing
{
    public string Pen
    {
        get { return "毛笔"; }
    }

    public void Paint()
    {
        Console.WriteLine("画水彩画");
    }
} 

3.4 聚合关系

表示整体与部分的关系，聚合属于强关联关系。

3.5 组合关系

表示整体与部分的关系，组合属于最强关联关系。

组合与聚合的区别在于组合中的部分不能脱离于整体单独存在，比如部门不能脱离于公司而存在。

3.6 依赖关系

依赖关系并非类图中的特有关系，而是UML中的一种通用关系，比如在用例图中也能使用。依赖即使用关系，通常为单方向。

3.7 关系中的数量表示

两个类之间的关系，有时还需要使用数量进行更精确的描述，比如一辆汽车有一台引擎多个轮胎，一家公司有多个部门等。类图关系中的数量表示位于关系连线的两端，具体含义如下：来源：https://www.wubayue.com

标识	含义
0..1	0个或1个，最多1个
0..*	0个或多个，数量不限
1..1	只有1个
1..*	1个或多个，至少1个
1	只有1个（简化表示）
*	0个或多个，数量不限（简化表示）

本文同步发布于个人博客：wubayue.com

<全文完>