阅读材料来自于:深入浅出UML类图
类图用于描述系统中所包含的类以及它们之间的相互关系,帮助人们简化对系统的理解,它是系统分析和设计阶段的重要产物,也是系统编码和测试的重要模型依据。
类
类(Class)封装了数据和行为,是面向对象的重要组成部分,它是具有相同属性、操作、关系的对象集合的总称。在软件系统运行时,类将被实例化成对象(Object),对象对应于某个具体的事物,是类的实例(Instance)。
类图(Class Diagram)使用出现在系统中的不同类来描述系统的静态结构,它用来描述不同的类以及它们之间的关系。
类的UML图示
在UML中,类使用包含类名、属性和操作且带有分隔线的长方形来表示,如定义一个Employee类,它包含属性name、age和email,以及操作modifyInfo(),在UML类图中该类如图1所示:
在UML类图中,类一般由三部分组成:
- 第一部分是类名:每个类都必须有一个名字,类名是一个字符串。
- 第二部分是类的属性(Attributes):属性是指类的性质,即类的成员变量。一个类可以有任意多个属性,也可以没有属性
UML规定属性的表示方式为:可见性 名称:类型 [ = 缺省值 ]
其中:
- “可见性”表示该属性对于类外的元素而言是否可见,包括公有(public)、私有(private)和受保护(protected)三种,在类图中分别用符号+、-和#表示。
- “名称”表示属性名,用一个字符串表示。
- “类型”表示属性的数据类型,可以是基本数据类型,也可以是用户自定义类型。
- “缺省值”是一个可选项,即属性的初始值。
- 第三部分是类的操作(Operations):操作是类的任意一个实例对象都可以使用的行为,是类的成员方法。
UML规定操作的表示方式为:可见性 名称(参数列表) [ : 返回类型]
其中:
- “可见性”的定义与属性的可见性定义相同。
- “名称”即方法名,用一个字符串表示。
- “参数列表”表示方法的参数,其语法与属性的定义相似,参数个数是任意的,多个参数之间用逗号“,”隔开。
- “返回类型”是一个可选项,表示方法的返回值类型,依赖于具体的编程语言,可以是基本数据类型,也可以是用户自定义类型,还可以是空类型(void),如果是构造方法,则无返回类型。
在类中,操作method1的可见性为public(+),带入了一个Object类型的参数par,返回值为空(void);操作method2的可见性为protected(#),无参数,返回值为String类型;操作method3的可见性为private(-),包含两个参数,其中一个参数为int类型,另一个为int[]类型,返回值为int类型。
类与类之间的关系
在软件系统中,类并不是孤立存在的,类与类之间存在各种关系,对于不同类型的关系,UML提供了不同的表示方式。
关联关系
关联(Association)关系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.
双向关联
默认情况下,关联是双向的。例如:顾客(Customer)购买商品(Product)并拥有商品。
单向关联
类的关联关系也可以是单向的,单向关联用带箭头的实线表示。
自关联
在系统中可能会存在一些类的属性对象类型为该类本身,这种特殊的关联关系称为自关联。例如:一个节点类(Node)的成员又是节点Node类型的对象,如图所示:
多重关联
了解即可
聚合关系
聚合(Aggregation)关系表示整体与部分的关系。在聚合关系中,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。
代码如下:1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15public 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 {
……
}
组合关系
组合(Composition)关系也表示类之间整体和部分的关系,但是在组合关系中整体对象可以控制成员对象的生命周期,一旦整体对象不存在,成员对象也将不存在,成员对象与整体对象之间具有同生共死的关系。
依赖关系
泛化关系
泛化(Generalization)关系也就是继承关系,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。
接口与实现关系
在接口中,通常没有属性,而且所有的操作都是抽象的,只有操作的声明,没有操作的实现。UML中用与类的表示法类似的方式表示接口:
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(Realization)关系,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: