UML类图简明教程

作者：郭孝星

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类图用于描写叙述系统中所包含的类以及它们之间的相互关系，它是系统分析和设计阶段的重要产物，也是系统编码和測试的重要模型根据。

一 类图结构

类封装了数据和行为，它是具有同样属性、操作和关系的对象集合的总称。

在系统分析与设计阶段。类通常分为三种：

• 实体类：实体类是系统需求中的实体，实体类通常保存在永久记忆体中，一般使用数据库表或文件来记录。实体类既包含存储数据的类、传递数据的类和操作数据的类。实体类通常来源于需求说明中的名词（比如：用户、产品）。
• 控制类：控制类体现了应用的运行逻辑，提供相应的业务操作。将控制类抽象出来能够减少界面和数据库之间的耦合度。

  控制类通常有动词+名词来命名（比如：UserRegister）。

• 边界类：边界类用于对外部用户与系统之间的交互对象进行抽象，主要包含界面类（比如：对话框、窗体、菜单）。

类的组成

例如以下图所看到的：

• 类名：类的名字
• 属性：类的成员变量
• 操作：类的成员方法

属性的表示方式例如以下所看到的：

可见性 名称:类型[=缺省值]

• 可见性：public、private和protected，在类图中分别用+、-和#表示。
• 名称：属性的名称。
• 类型：属性的数据类型，能够是基本数据类型，也能够是用户自己定义的类型。

• 缺省值：可选项，表示属性的初始值。

二 类图关系

2.1 关联

关联是一种结构化关系。用于表示一类对象与还有一类对象之间有联系。

在UML类图中。用实线连接有关联关系的对象所相应的类。

2.1.1 双向关联

双向关联表示双向关联是双向的。

2.1.2 单向关联

单向表示关联是单向的。

2.1.3 自关联

自关联表示类的属性对象类型为该类本身。

2.1.4 多重关联

多重关联又称为重数性关联，表示两个关联对象在数量上的相应关系。

常见的多重关联例如以下所看到的：

• 1..1 表示还有一个类的一个对象仅仅与该类的一个对象有关系
• 0..* 表示还有一个类的一个对象与该类的零个或多个对象有关系
• 1..* 表示还有一个类的一个对象与该类的一个或多个对象有关系
• 0..1 表示还有一个类的一个对象没有或仅仅与该类的一个对象有关系
• m..n 表示还有一个类的一个对象与该类最少m，最多n个对象有关系 (m≤n)

2.2 聚合/组合

2.2.1 聚合

聚合表示总体和部分关系，在聚合关系中成员对象是总体的对象的部分，可是成员对象能够脱离总体对象独立存在。

在UML中，聚合关系用带空心菱形的直线表示，例如以下图所看到的：

在代码实现聚合关系时，成员对象通常作为构造方法、Setter方法或业务方法的參数注入到总体对象中。例如以下所看到的：

public class Car
{
    private Engine engine;  

    //构造注入
    public Car(Engine engine)
    {
        this.engine = engine;
    }  

    //设值注入
    public void setEngine(Engine engine)
    {
        this.engine = engine;
    }  

}  

public class Engine
{
    ……
}  

2.2.2 组合

组合关系也表示总体和部分的关系。可是在组合关系汇总总体对象能够控制成员对象的生命周期，一旦总体对象不存咋了。成员对象也将不存在。

在UML中，组合关系用带实心菱形的直线表示，例如以下图所看到的：

在代码实现组合关系时，通常在总体类的构造方法中直接实例化成员类，例如以下所看到的：

public class Head
{
    private Mouth mouth;  

    public Head()
    {
        mouth = new Mouth(); //实例化成员类
    }
}  

public class Mouth
{
    ……
}  

2.3 依赖

依赖关系是一种使用关系，依赖关系通常体如今某个类的方法使用还有一个类的对象作为參数。

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。例如以下图所看到的：

在代码实现依赖关系时，通常有三种方式，例如以下所看到的：

• 将一个类的对象作为还有一个类中方法的參数
• 在一个类的方法中将还有一个类的对象作为其局部变量
• 在一个类的方法中调用还有一个类的静态方法

public class Driver
{
    public void drive(Car car)
    {
        car.move();
    }
}  

public class Car
{
    public void move()
    {
        ……
    }
}  

2.4 继承

继承关系用来描写叙述父类与子类自检的关系。

在UML中。泛化关系用带空心三角形的直线来表示。例如以下图所看到的：

在代码实现时。我们使用面向对象的继承机制来实现继承关系，例如以下所看到的：

//父类
public class Person
{
    protected String name;
    protected int age;  

    public void move()
    {
        ……
    }  

    public void say()
    {
        ……
    }
}  

//子类
public class Student extends Person
{
    private String studentNo;  

    public void study()
    {
        ……
    }
}  

//子类
public class Teacher extends Person
{
    private String teacherNo;  

    public void teach()
    {
        ……
    }
}

2.5 接口与实现

接口之间也能够有像类之间关系那样的继承关系和依赖关系，可是接口和类之间还存在着一种实现关系。

在实现关系中。类实现了接口中定义的全部操作。

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。例如以下图所看到的：

在代码实现时使用implents关键字，例如以下所看到的：

public interface Vehicle
{
    public void move();
}  

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

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