• UML类图关系大全


    1.关联

    双向关联:

    C1-C2:指双方都知道对方的存在,都可以调用对方的公共属性和方法。

    在GOF的设计模式书上是这样描述的:虽然在分析阶段这种关系是适用的,但我们觉得它对于描述设计模式内的类关系来说显得太抽象了,因为在设计阶段关联关系必须被映射为对象引用或指针。对象引用本身就是有向的,更适合表达我们所讨论的那种关系。所以这种关系在设计的时候比较少用到,关联一般都是有向的。

    代码如下:

    class  C1
    {
        public:
            C2 * theC2;
    };
    
    class C2
    {
        public:
            C1 * theC1;
    };

    双向关联在代码中的表现为双方都拥有对方的一个指针,当然也可以是引用或者是值。

    单向关联:

    C1→C2:表示相识关系,指C1知道C2,C1可以调用C2的公共属性和方法。没有生命期的依赖,一般表示为一种引用。

    代码如下:

    class C1
    {
        public:
            C2 * theC2;
    };
    
    class C2
    {
    
    };

    单向关联的代码就表现为C1有C2的指针,而C2对C1一无所知。

    自身关联:

    自己引用自己,带着一个自己的引用。

    代码如下:

    class C1
    {
        public:
            C1 * theC1;
    };

    就是在内部有着一个自身的引用。

    2.聚合/组合

    当类之间有整体-部分关系的时候,我们就可以使用组合或者聚合。

    聚合:

    表示C1聚合C2,但是C2可以离开C1而独立存在(独立存在的意思是在某个应用的问题域中这个类的存在有意义),这句话怎么理解,请看下面组合里的解释。

    代码如下:

    class C1
    {
        public:
            C2 theC2;
    };
    
    class C2
    {
    
    };

    组合:

    一般是实心菱形加实线箭头表示,如上图所示,表示的是C2被C1组合,而且C2不能离开C1而独立存在,但这是视问题域而定的。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。在《敏捷开发》中还说到,A组合B,则A需要知道B的生存周期,即可能A负责生成或者释放B,或者A通过某种途径知道B的生成和释放。

    代码如下:

    class C1
    {
        public:
            C2 theC2;
    };
    
    class C2
    {
    
    };

    可以看到,代码和聚合是一样的。具体如何区别,可能就只能用语义来区分了。

    3.依赖

    指C1可能要用到C2的一些方法,也可以这样说,要完成C1里的所有功能,一定要有C2的方法协助才行。C1依赖于C2的定义,一般是在C1类的头文件中包含了C2的头文件。

    注意,要避免双向依赖。一般来说,不应该存在双向依赖。

    代码如下:

    // C1.h
    #include <C2.h>
    class C1 { }; // C2.h #include <C1.h> class C2 { };

    在形式上一般是A中的某个方法把B的对象作为参数使用(假设A依赖于B)。如下:

    #include "B.h"
    class A
    {
       void func(B & b); 
    };

    那依赖和聚合组合、关联等有什么不同呢?

    关联是类之间的一种关系,例如老师教学生,老公和老婆,水壶装水等就是一种关系。这种关系是非常明显的,在问题领域中通过分析直接就能得出。

    依赖是一种弱关联,只要一个类用到另一个类,但是和另一个类的关系不是太明显的时候(可以说是"uses"了那个类),就可以把这种关系看成是依赖,依赖也可说是一种偶然的关系,而不是必然的关系,就是"我在某个方法中偶然用到了它,但在现实中我和它并没多大关系"。例如我和锤子,我和锤子本来是没关系的,但在有一次要钉钉子的时候,我用到了它,这就是一种依赖,依赖锤子完成钉钉子这件事情。

    组合是一种整体-部分的关系,在问题域中这种关系很明显,直接分析就可以得出的。例如轮胎是车的一部分,树叶是树的一部分,手脚是身体的一部分这种的关系,非常明显的整体-部分关系。

    上述的几种关系(关联、聚合/组合、依赖)在代码中可能以指针、引用、值等的方式在另一个类中出现,不拘于形式,但在逻辑上他们就有以上的区别。

    这里还要说明一下,所谓的这些关系只是在某个问题域才有效,离开了这个问题域,可能这些关系就不成立了,例如可能在某个问题域中,我是一个木匠,需要拿着锤子去干活,可能整个问题的描述就是我拿着锤子怎么钉桌子,钉椅子,钉柜子;既然整个问题就是描述这个,我和锤子就不仅是偶然的依赖关系了,我和锤子的关系变得非常的紧密,可能就上升为组合关系(让我突然想起武侠小说的剑不离身,剑亡人亡...)。这个例子可能有点荒谬,但也是为了说明一个道理,就是关系和类一样,它们都是在一个问题领域中才成立的,离开了这个问题域,他们可能就不复存在了。

    4.泛化(继承)

    泛化关系:如果两个类存在泛化的关系时就使用,例如父和子,动物和老虎,植物和花等。

    代码如下:

    #include "C1.h"
    class C2 : public C1
    {
    
    };

    这里再说一下重复度,其实看完了上面的描述之后,我们应该清楚了各个关系间的关系以及具体对应到代码是怎么样的,所谓的重复度,也只不过是上面的扩展,例如A和B有着"1对多"的重复度,那在A中就有一个列表,保存着B对象的N个引用,就是这样而已。

    _____________________________________________________________

    在UNL建模中,对类图上出现元素的理解是至关重要的。开发者必须理解如何将类图上出现的元素转换到Java中。以Java为代表结合网上的一些实例,下面是个人一些基本收集与总结:

    基本元素符号:

    1.类(Classes)

    类包含三个组成部分。第一个是Java中定义的类名,第二个是属性(attributes),第三个是该类提供的方法。属性和操作之前可附加一个可见性修饰符,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。如果属性或操作具有下划线,表明它是静态的。在操作中,可同时列出它接受的参数,以及返回类型,如下图所示:

    2.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,你通常拥有逻辑性的包,它主要用于对你的模型进行组织。你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唯一性的标识。

    3.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。接口即可用下面的那个图标表示(上面一个圆圈符号,圆圈符号下面是接口名,中间是直线,直线下面是方法名),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。

    关系:

    1.依赖(Dependency)

    实体之间一个"使用"关系暗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。更具体地说,它可转换为对不在实例作用域内的一个类或对象的任何类型的引用。其中包括一个局部变量,对通过方法调用而获得的一个对象的引用(如下例所示),或者对一个类的静态方法的引用(同时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。

    2.关联(Association)

    实体之间的一个结构化关系表明对象是相互连接的。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。在Java中,关联转换为一个实例作用域的变量,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。在示范代码中,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。

    3.聚合(Aggregation)

    聚合是关联的一种形式,代表两个类之间的整体/局部关系。聚合暗示着整体在概念上处于比局部更高的一个级别,而关联暗示两个类在概念上位于相同的级别。聚合也转换成Java中的一个实例作用域变量。

    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。聚合还暗示着实例图中不存在回路。换言之,只能是一种单向关系。

    4.合成(Composition)

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

    5.泛化(Generalization)

    泛化表示一个更泛化的元素和一个更具体的元素之间的关系。泛化是用于对继承进行建模的UML元素。在Java中,用extends关键字来直接表示这种关系。

    6.实现(Realization)

    实例关系指定两个实体之间的一个合同。换言之,一个实体定义一个合同,而另一个实体保证履行该合同。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。

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