参考:http://www.uml.org.cn/oobject/201211231.asp
一、类的属性的表示方式
在UML类图中,类使用包含类名、属性(field) 和方法(method) 且带有分割线的矩形来表示,比如下图表示一个Employee类,它包含name,age和email这3个属性,以及modifyInfo()方法。
那么属性/方法名称前加的加号和减号是什么意思呢?它们表示了这个属性或方法的可见性,UML类图中表示可见性的符号有三种:
· + :表示public
· - :表示private
· #:表示protected(friendly也归入这类)
因此,上图中的Employee类具有3个私有属性和一个公有方法。
实际上,属性的完整表示方式是这样的:
可见性 名称 :类型 [ = 缺省值]
中括号中的内容表示是可选的
二、类的方法的表示方式
上图中我们已经看到了方法的表示形式。实际上,方法的完整表示方式如下:
可见性 名称(参数列表) [ : 返回类型]
同样,中括号中的内容是可选的。
比如在下图的Demo类中,定义了3个方法:
· public方法method1接收一个类型为Object的参数,返回值类型为void
· protected方法method2无参数,返回值类型为String
· private方法method3接收类型分别为int、int[]的参数,返回值类型为int
三、类与类之间关系的表示方式
1、关联关系
关联关系又可进一步分为单向关联、双向关联和自关联。代码中通常将一个类的对象作为另一个类的成员变量,可以调用另一个类的公共属性和方法。
(1)单向关联
我们可以看到,在UML类图中单向关联用一个带箭头的直线表示。上图表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的成员变量类实现。
对应的Java代码片段如下:
public class Customer { private Address address; …… } public class Address { …… } |
表示customer可以调用adress类中的公共属性和方法
(2)双向关联
从上图中我们很容易看出,所谓的双向关联就是双方各自持有对方类型的成员变量。在UML类图中,双向关联用一个不带箭头的直线表示。上图中在Customer类中维护一个Product[]数组,表示一个顾客购买了那些产品;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。
对应的Java代码片段如下:
public class Customer { private Product[] products; …… } public class Product { private Customer customer; …… } |
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。
(3)自关联
自关联在UML类图中用一个带有箭头且指向自身的直线表示。上图的意思就是Node类包含类型为Node的成员变量,也就是“自己包含自己”。
对应的Java代码片段如下:
public class Node { private Node subNode; …… } |
2、聚合关系
在代码实现聚合关系时,部分对象通常作为构造方法、Setter方法或业务方法的参数注入到整体对象中。
上图中的Car类与Engine类就是聚合关系(Car类中包含一个Engine类型的成员变量)。由上图我们可以看到,UML中聚合关系用带空心菱形和箭头的直线表示。
聚合关系强调是“整体”包含“部分”,但是“部分”可以脱离“整体”而单独存在。比如上图中汽车包含了发动机,而发动机脱离了汽车也能单独存在。
对应的Java代码片段如下:
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 { …… } |
3、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。在UML中,组合关系用带实心菱形的直线表示。例如:人的头(Head)与嘴巴(Mouth),嘴巴是头的组成部分之一,而且如果头没了,嘴巴也就没了,因此头和嘴巴是组合关系,
显然,嘴是头的一部分且不能脱离了头而单独存在。在UML类图中,组合关系用一个带实心菱形和箭头的直线表示。
对应的Java代码片段如下:
public class Head { private Mouth mouth; public Head() { mouth = new Mouth(); //实例化成员类 } …… } public class Mouth { …… } |
部分的对象在整体中生成,整体不在,部分也就不存在。
4、依赖关系
依赖(Dependency)关系是一种使用关系,在需要表示一个事物使用另一个事物时使用依赖关系。大多数情况下,依赖关系体现在某个类的方法使用另一个类的对象作为参数。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:驾驶员开车,在Driver类的drive()方法中将Car类型的对象car作为一个参数传递,以便在drive()方法中能够调用car的move()方法,且驾驶员的drive()方法依赖车的move()方法,因此类Driver依赖类Car,如图1所示:
从上图我们可以看到,Driver的drive方法只有传入了一个Car对象才能发挥作用,因此我们说Driver类依赖于Car类。在UML类图中,依赖关系用一条带有箭头的虚线表示。
对应的Java代码片段如下:
public class Driver { public void drive(Car car) { car.move(); } …… } public class Car { public void move() { ...... } …… } |
5、继承关系
继承关系对应的是extend关键字,在UML类图中用带空心三角形的直线表示,如下图所示中,Student类与Teacher类继承了Person类。
6、接口实现关系
这种关系对应implement关键字,在UML类图中用带空心三角形的虚线表示。如下图中,Car类与Ship类都实现了Vehicle接口。
四,UML类图新手入门级介绍
首先,看动物矩形框,它代表一个类(Class)。类图分三层,第一层显示类的名称,如果是抽象类,则就用斜体显示。第二层是类的特性,通常就是字段和属性。第三层是类的操作,通常是方法或行为。前面的符号,+ 表示public,- 表示private,# 表示protected。
右下角的飞翔,它表示一个接口图,与类图的区别主要是顶端的<>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。唐老鸭是能讲人话的鸭子,实现了讲人话的接口。
接下来的是类与类,类与接口之间的关系了。首先注意动物、鸟、鸭、唐老鸭之间的关系符号。它们都是继承的关系,继承关系用空心三角形 + 实线来表示的。
上述所列举的几种鸟中,大雁最能飞,让它实现了飞翔接口。实现接口用空心三角形 + 虚线来表示。
企鹅和气候两个类,企鹅是很特别的鸟,会游不会飞。更重要的是,它与气候有很大的关联。我们不去讨论为什么北极没有企鹅,为什么它们要每年长途跋涉。总之,企鹅需要知道气候的变化,需要了解气候规律。当一个类知道另一个类时,可以用关联(association)。关联关系用实线箭头来表示。
再来看大雁和雁群这两个类,大雁是群居动物,每只大雁都是属于一个雁群,一个雁群可以有多只大雁。所以它们之间就满足聚合(Aggregation)关系。聚合表示一种弱的拥有关系,体现的是A对象可以包含B对象,但B对象不是A对象的一部分。聚合关系用空心的菱形 + 实线箭头来表示。
组合(Composition)是一种强的拥有关系,体现了严格的部分和整体的关系,部分和整体的生命周期一样。在这里鸟和其翅膀就是组合关系,因为它们是部分和整体的关系,并且翅膀和鸟的生命周期是相同的。组合关系用实习的菱形 + 实线箭头来表示。另外,你会注意到合成关系的连线两端还有一个数字1和数字2,这被称为基数。表明这一端的类可以有几个实例,很显然,一个鸟应该有两只翅膀。如果一个类可能有无数个实例,则就是n来表示。关系关系、聚合关系也可以有基数的。
动物的几大特征,比如有新陈代谢,能繁殖。而动物要有生命力,需要氧气、水以及食物等。也就是说,动物依赖于氧气和水。他们之间是依赖关系(Dependency),用虚线箭头来表示。
五,总结
依赖(Dependency): 只在依赖类的方法中,调用被依赖对象的方法。被依赖对象可以作为依赖类方法的参数,或局部变量。或在依赖类的方法中调用被依赖对象的静态方法。
类A使用到了类B,这种依赖具有偶然性、临时性,是非常弱的关系。如某人要过河,则人与船的关系就是依赖,人过河之后,与船的关系就解除了。
在代码层面,被依赖的类B作为参数被另一个依赖类A在某个方法中使用。
----------->
关联(Association): 当一个类知道另一个类时,通常将一个类的对象是另一个类的成员变量。可以调用另一个类的对象和方法
_______>
聚合(Aggregation): 是关联关系的特例,是强的关联关系,聚合是整体与个体的关系。
部分类的对象是整体类的成员变量,但部分类的对象不在整体类中生成,部分类对象作为整体类方法的输入参数
◇———>
组合(Composition): 也是关联关系的一种特例,是一种强聚合关系。部分类的对象是整体类的成员变量,且部分类的对象在整体类中生成
组合与聚合几乎完全相同,唯一区别就是对于组合,“部分”不能脱离“整体”单独存在,其生命周期应该是一致的。
◆______>
泛化(Generalization):继承
_______▷
实现(Realization): 接口
------------▷
关联关系的细化需要注意强弱,由若到强分别是 依赖 < 关联 < 聚合 < 组合