UML类图快速掌握

UML类图快速掌握

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在软件开发的世界里，有效的沟通是成功的关键。UML（统一建模语言）类图作为一种强大的工具，帮助开发者和团队成员以一种清晰、标准化的方式理解和交流软件系统的结构。

什么是UML类图？

UML（统一建模语言，Unified Modeling Language）是一种用于软件开发的标准化建模语言。它提供了一套图形化的符号和规则，用于描述、设计、构建和维护软件系统的架构。UML广泛应用于面向对象的分析和设计过程中，帮助开发者理解系统的需求，设计系统的结构，以及规划系统的开发。UML的主要组成部分包括：

• 用例图（Use Case Diagrams）：描述系统的功能以及系统与用户（或其他系统）之间的交互。用例图展示了用例（系统的功能）以及参与者（与系统交互的用户或其他系统）。
• 类图（Class Diagrams）：展示了系统中的类（对象的蓝图）以及类之间的关系，如继承（泛化）、关联、聚合和组合。
• 对象图（Object Diagrams）：是对类图中对象实例的特定实例化。对象图展示了对象之间的实例关系。
• 序列图（Sequence Diagrams）：描述对象之间消息传递的时间序列。序列图用于展示对象如何交互以及交互的顺序。
• 协作图（Collaboration Diagrams）：也称为通信图，它展示了对象之间的结构关系以及它们之间的交互。协作图强调的是对象之间的关系。
• 状态图（State Diagrams）：描述对象可能处于的各种状态以及状态之间的转换。状态图用于展示对象在其生命周期中的行为。
• 活动图（Activity Diagrams）：类似于流程图，描述了业务流程或系统中的工作流程。活动图展示了活动的顺序以及决策点。
• 组件图（Component Diagrams）：描述了系统的物理组件以及它们之间的关系。组件图用于展示系统的架构。
• 部署图（Deployment Diagrams）：描述了系统的物理部署，包括硬件和软件的配置。部署图展示了系统的物理结构。

UML的这些图表可以帮助团队成员之间进行有效沟通，确保对系统的理解一致，并且可以作为软件开发过程中的重要文档。UML的标准化使得不同团队和组织能够更容易地理解和使用这些模型。本文仅介绍类图的相关知识。

类图（Class Diagram）是UML（统一建模语言）中用于展示系统中类的结构和类之间关系的静态结构图。它是面向对象分析和设计中最常用的图之一，用于表示系统中的实体以及这些实体之间的关系。类图有助于理解系统的静态设计，即系统在不执行任何操作时的结构。

类图是面向对象设计中最常用的UML图之一。

类在UML类图中如何表示？

普通类

在UML类图中，类使用包含类名、属性和方法且带有分割线的矩形来表示。

如图表示一个Employee类，其包含name、age和address这3个属性，以及work()方法。

访问权限符号的具体含义为：

• +表示public
• -表示private
• #表示protect

属性和方法的完整形式为：

• 属性的完整表示形式：可见性 名称 : 类型 [ = 缺省值]
• 方法的完整表示形式：可见性 名称(参数列表) [ ：返回类型]

抽象类

抽象类的表示方法和普通类的表示方法基本一致，需要注意以下两点：

• 抽象类类名用斜体表示，抽象方法用斜体表示
• 抽象类类图的边框建议用虚线表示（建议）

接口

接口的表示方法和普通类的表示方法基本一致，需要注意以下两点：

• 接口名称用斜体表示，抽象方法用斜体表示
• 接口取消属性栏（建议）

如何表示类与类的关系？

在UML类图中，类与类之间的关系是描述不同类之间如何相互作用和相互关联的。这些关系在UML类图中的表示方式有助于开发者理解类之间的静态结构，从而设计出更加合理和可维护的系统架构。

UML类图中常见的几种类关系包括：关联关系、聚合关系、组合关系、依赖关系、继承关系和实现关系。

关联

关联（Association）描述两个类之间的结构关系，表示一个类的对象与另一个类的对象之间有联系。

1. 单向关联

在UML类图中，单向关联用一个带箭头的实线表示。

如图所示，每个顾客都有一个地址，这通过让Customer类持有一个类型为Address类的成员变量实现。

2. 双向关联

双向关联就是双方各自持有对方类型的成员变量，即“你中有我，我中有你”。
在UML类图中，双向关联用一个不带箭头的实线表示。

如图所示，在Customer类中维护一个Product，表示一个顾客限定一个商品；在Product类中维护一个Customer类型的成员变量表示这个产品被哪个顾客所购买。

3. 自关联

在UML类图中，自关联用一个带箭头的且指向自身的实线表示。

如图所示，Node类包含类型为Node的成员变量，即“自己包含自己”。

聚合

聚合（Aggregation）表示“整体-部分”关系，但部分可以独立于整体存在。聚合通常用一个空心菱形表示，菱形指向整体。

程序中整体的类往往在加载的时候实例化部分的类。

组合

组合（Composition）是一种更强的聚合关系，表示“整体-部分”关系，部分的生命周期依赖于整体，即整体不存在，则部分不存在，部分不能脱离整体而存在。组合通常用一个实心菱形表示，菱形指向整体。

依赖

依赖（Dependency）描述一个类（或模块）的变化可能影响到另一个类（或模块）。依赖通常用一条带箭头的虚线表示，箭头指向被依赖的类。

继承

继承（Generalization）表示一般与特殊的关系，即一个更通用的类（父类）与一个更具体的类（子类）之间的关系。子类继承父类的属性和方法。继承通常用一条带空心箭头的实线表示，箭头指向父类。

实现

实现（Implementation）用于表示类实现接口的关系。在UML类图中，实现关系通常用一条带空心箭头的虚线表示，箭头指向接口。

参考资料：

UML类图设计-1小时快速掌握

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