类图详解

参考：http://www.uml.org.cn/oobject/201510214.asp

http://blog.csdn.net/zhaoweixing1989/article/details/7620061

http://blog.csdn.net/kevin_darkelf/article/details/11371353

类（Class）

类是对象的蓝图，其中包含3个组成部分。

Java中定义的类名。

属性（attributes）。

加号（+）表示具有公共可见性。

减号（-）表示私有可见性。

#号表示受保护的可见性。

省略这些修饰符表示具有package（包）级别的可见性。

该类提供的方法。

在操作中，可同时列出它接受的参数，以及返回类型，

如果属性或操作具有下划线，表明它是静态的。

如图A的“Java”区域所示。



第一行 : 类名,如果是抽象类,则用斜体显示.

第二行 : 字段或属性.

+:表示public;

-:表示:private;

#:表示protected;

包（Package）

包是一种常规用途的组合机制。UML中的一个包直接对应于Java中的一个包。

在Java中，一个包可能含有其他包、类或者同时含有这两者。

进行建模时：

通常拥有逻辑性的包，它主要用于对你的模型进行组织。

还会拥有物理性的包，它直接转换成系统中的Java包。

每个包的名称对这个包进行了惟一性的标识。

接口（Interface）

接口是一系列操作的集合，它指定了一个类所提供的服务。它直接对应于Java中的一个接口类型。

接口既可用图C的那个图标来表示，也可由附加了<< interface>>的一个标准类来表示。

通常，根据接口在类图上的样子，就能知道与其他类的关系。



它表示一个接口图，与类图的区别主要是顶端有<< interface>>显示。第一行是接口名称，第二行是接口方法。

接口还有另一种表示方法，俗称棒棒糖表示法，就是唐老鸭类实现了‘讲人话’的接口。”

类图关系

依赖（Dependency）

定义：

对于两个相对独立的类，当一个类负责构造另一个类的实例，或者依赖另一个类时，这两个类之间主要体现为依赖关系

属性：

实体之间“使用”关系表示一个实体的规范发生变化后，可能影响依赖于它的其他实例（图D）。

引用不在实例作用域内的一个类或对象的任何类型。

依赖的对象可以是被依赖方法中的一个参数或局部变量（如下例所示）

对依赖类的静态方法的引用（不存在那个类的一个实例）。

也可利用“依赖”来表示包和包之间的关系。由于包中含有类，所以你可根据那些包中的各个类之间的关系，表示出包和包的关系。

Java与UML对应图：



代码示例：

Bicycle类和Pump类之间是依赖关系，在Bicycle类中无需定义Pump类型的变量。Pump类对象是Bicycle类对象方法中的一个参数

Bicycle类的定义如下：

[code]public class Bicycle{
/** 给轮胎充气 */
  public void expand(Pump pump){
    pump.blow();
  }
}

在现时生活中，通常不会为某一辆自行车配备专门的打气筒，而是在需要充气的时候，从附近某个修车棚里借个打气筒打气。

在程序代码中，表现为Bicycle类的expand()方法有个Pump类型的参数。

以下程序代码表示某辆自行车先后到两个修车棚里充气：

[code]myBicycle.expand(pumpFromRepairShed1); //到第一个修车棚里充气
myBicycle.expand(pumpFromRepairShed2); //若干天后，到第二个修车棚里充气

关联（Association）

定义：

对于两个相对独立的类，当一个类的实例与另一个类的实例存在固定的对应关系时，这两个类之间为关联关系。

属性：

实体之间的一个结构化关系表明对象是相互连接的。

UML关系图符号中关联关系的箭头是可选的，它用于指定导航能力。如果没有箭头，暗示是一种双向的导航能力。

Java中的表现：

在Java中，关联关系是使用实例变量实现的。

Java与UML对应图：

就像图E的“Java”区域所展示的代码那样。可为一个关联附加其他修饰符。多重性（Multiplicity）修饰符暗示着实例之间的关系。

在示范中，Employee可以有0个或更多的TimeCard对象。但是，每个TimeCard只从属于单独一个Employee。



代码示例：

客户和订单，每个订单对应特定的客户，每个客户对应一些特定的订单；

公司和员工，每个公司对应一些特定的员工，每个员工对应一特定的公司；

而充电电池和充电器之间就不存在固定的对应关系，同样自行车和打气筒之间也不存在固定的对应关系。

Person类与Bicycle类之间存在关联关系，这意味着在Person类中需要定义一个Bicycle类型的成员变量。以下是Person类的定义：

[code]public class Person{
 private Bicycle bicycle; //主人的自行车

 public Bicycle getBicycle(){
   return bicycle;
 }
 public void setBicycle(Bicycle bicycle){
  this.bicycle=bicycle;
 }
/** 骑自行车去上班 */
 public void goToWork(){
  bicycle.run();
 }
}

在现时生活中，当你骑自行车去上班时，只要从家里推出自己的自行车就能上路了，不像给自行车打气那样，在需要打气时，还要四处去找修车棚。因此，在Person类的goToWork()方法中，调用自身的bicycle对象的run()方法。

假如goToWork()方法采用以下的定义方式：

[code]/** 骑自行车去上班 */
public void goToWork(Bicycle bicycle){
  bicycle.run();
}

那就好比去上班前，还要先四处去借一辆自行车，然后才能去上班。

聚合（Aggregation）

定义：

当系统A被加入到系统B中，成为系统B的组成部分时，系统B和系统A之间为聚集关系。

聚合(Aggregation)关系是关联关系的一种，是强的关联关系。

属性：

聚合是整体和个体之间的关系。例如，汽车类与引擎类、轮胎类，以及其它的零件类之间的关系便整体和个体的关系。

关联关系所涉及的两个类是处在同一层次上的，

聚合关系中，两个类是处在不平等层次上的，一个代表整体，另一个代表部分。

Java中的表现：

聚合关系也是通过实例变量实现的。

Java与UML对应图：

UML关系图符号中聚合是关联的一种形式，代表两个类之间的整体/局部关系。

关联和聚合的区别纯粹是概念上的，而且严格反映在语义上。聚合关系的实例图中不存在回路。换言之，只能是一种单向关系。



代码示例

例如自行车和它的响铃、龙头、轮胎、钢圈以及刹车装置就是聚集关系，因为响铃是自行车的组成部分。

聚合关系的类里含有另一个类作为参数 。

雁群类（GooseGroup）的构造函数中要用到大雁（Goose）作为参数把值传进来 大雁类（Goose）可以脱离雁群类而独立存在

聚合关系图：

[code]public class GooseGroup 
    { 
public Goose goose; 
public GooseGroup(Goose goose) 
        { 
this.goose = goose; 
        } 
    }

合成（Composition）

定义：

合成（图G）是聚合的一种特殊形式，暗示“局部”在“整体”内部的生存期职责。

属性：

合成也是非共享的。所以，虽然局部不一定要随整体的销毁而被销毁，但整体要么负责保持局部的存活状态，要么负责将其销毁。局部不可与其他整体共享。比如你和你的大脑

但是，整体可将所有权转交给另一个对象，后者随即将承担生存期职责。

Java中的表现：

合成关系也是通过实例变量实现的。

Java与UML对应图：

Employee和TimeCard的关系或许更适合表示成“合成”，而不是表示成“关联”。



代码示例：

组合关系的类里含有另一个类的实例化 。

大雁类（Goose）在实例化之前 一定要先实例化翅膀类（Wings） 两个类紧密耦合在一起 它们有相同的生命周期 翅膀类（Wings）不可以脱离大雁类（Goose）而独立存在

组合关系图：

[code]public class Goose 
{ 
public Wings wings; 
public Goose() 
    { 
        wings=new Wings(); 
    } 
}

泛化（Generalization）

定义：

指的是一个class类实现interface接口（可以是多个）的功能；实现是类与接口之间最常见的关系；箭头是从子类指向父类的，与继承或实现的方法相反。

UML关系图符号中泛化是用于对继承进行建模的UML元素。

Java中的表现：

在Java中，用extends关键字来直接表示这种关系。

Java与UML对应图：

实现（Realization）

定义：

实例（图I）关系指实现接口，箭头指向接口

Java中的表现：

对Java应用程序进行建模时，实现关系可直接用implements关键字来表示。

Java与UML对应图：

各个关系的区别

1、聚合和组合

在聚合关系中，客户端可以同时了解雁群类和大雁类，因为他们都是独立的

而在组合关系中，客户端只认识大雁类，根本就不知道翅膀类的存在，因为翅膀类被严密的封装在大雁类中。

（1）聚合与组合都是一种结合关系，只是额外具有整体-部分的意涵。

（2）部件的生命周期不同

聚合关系中，整件不会拥有部件的生命周期，所以整件删除时，部件不会被删除。再者，多个整件可以共享同一个部件。

组合关系中，整件拥有部件的生命周期，所以整件删除时，部件一定会跟着删除。而且，多个整件不可以同时间共享同一个部件。

（3）聚合关系是“has-a”关系，组合关系是“contains-a”关系。

2.关联和聚合

（1）表现在代码层面，和关联关系是一致的，只能从语义级别来区分。

（2）关联和聚合的区别主要在语义上，关联的两个对象之间一般是平等的，例如你是我的朋友，聚合则一般不是平等的。

（3）关联是一种结构化的关系，指一种对象和另一种对象有联系。

（4）关联和聚合是视问题域而定的

例如在关心汽车的领域里，轮胎是一定要组合在汽车类中的，因为它离开了汽车就没有意义了。但是在卖轮胎的店铺业务里，就算轮胎离开了汽车，它也是有意义的，这就可以用聚合了。

3.关联和依赖

（1）关联关系中，体现的是两个类、或者类与接口之间语义级别的一种强依赖关系，比如我和我的朋友；这种关系比依赖更强、不存在依赖关系的偶然性、关系也不是临时性的，一般是长期性的，而且双方的关系一般是平等的。

（2）依赖关系中，可以简单的理解，就是一个类A使用到了另一个类B，而这种使用关系是具有偶然性的、临时性的、非常弱的，但是B类的变化会影响到A。

4.综合比较

这几种关系都是语义级别的，所以从代码层面并不能完全区分各种关系；但总的来说，后几种关系所表现的强弱程度依次为：

组合>聚合>关联>依赖；