UML 基本图示
UML 类图. 对象图. 接口图. 用例图 .包,参与者. 依赖关系. 泛化/继承关系. 关联关系 .聚合/聚集关系. 实现关系 组合关系。
结构元素
结构元素包括,类,对象,接口,用例,参与者。
类图
类图图示
类图是UML中最基本的元素了吧?根据OO的思想“天下一切皆对象”,而类是对象的抽象。
左侧图示为一个类图。顶端“ClassName”表示类名
中间部分为该类的属性,其中分别表示为可访问性,属性名,以及属性的数据类型。
第三部分为该类的方法,包括方法的可访问性,方法名,方法的参数以及方法的返回值。
需要说明的是:
-
“#”表示protected
“+”表示Public
“-”表示private
“i”表示internal
对象图图示
对象图
右侧图示为一对象图,该对象为类className类的一个实例对象
该图第一部分说明了该对象为className的一个实例,第二部分指定了该实例的属性值。该图指定的是一个特殊的实例的对象,如果要代表className的所有的对象可省略掉对象名,即为“:ClassName”。
接口
类图图示
左图为一个比较简单的接口事例图示。与类图差不多,该图示分为三部分,第一部分为接口名,为了更明确的标明其“接口”的身份通常以“I”开头。第二部分为属性,第三部分为方法。
用例与参与者
下图为一简单的用例视图。小人表示参与者,而椭圆表示的是用例。
用例与参与者图示
包图图示
包
右侧图示为一包图,该图示为一名称为Utility的工具包。
包用来组织类,被包含在包里的类一般通过如Utility::StrUtility的形式来反应该类的路径。
关系
关系元素包括了聚集,组成,实现,继承,依赖,关联等。
关联
关联图示
关联是类之间的联系,如篮球队员与球队之间的关联(下图所示)。其中,关联两边的"employee"和“employer”标示了两者之间的关系,而数字表示两者的关系的限制,是关联两者之间的多重性。通常有“*”(表示所有,不限),“1”(表示有且仅有一个),“0...”(表示0个或者多个),“0,1”(表示0个或者一个),“n...m”(表示n到m个都可以),“m...*”(表示至少m个)。
在关联中有一种叫“限定关联”,还有一种谓之自身关联。另外,对象之间的关联就没那么复杂,只是将类的关联实例化而已。
依赖
依赖图示
依赖是表示一个类中使用了另外一个类,最常用的依赖是在类A的方法中使用了类B,那么A依赖B。如上图所示。
继承
继承图示
这里的继承是指子类对父类的关系。理解面向对象的各位对继承应该不陌生。啥也不说,看看图好了。
继承使用空心箭头表示继承的方向,用实线连接。
实现
实现图示
实现指的是类对接口的实现。接口实现的表示与继承的表示差不多,只是将实线变为了虚线。
聚集
聚集图示
一个类可能有几个部分类聚集在一起而成。如:电脑主机由cpu,主板,光驱....等组成。类与类之间是“整体-部分”的关系。
组合
组成图示
组成是强类型的聚集,每个部分体只能属于一个整体。如桌子由桌腿和桌面组成。
UML类图关系大全
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。
使用ROSE 生成的代码是这样的:
...{
public:
C2*theC2;
};
classC2
...{
public:
C1*theC1;
};
双向关联在代码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:
C3->C4:表示相识关系,指C3知道C4,C3可以调用C4的公共属性和方法。没有生命期的依赖。一般是表示为一种引用。
生成代码如下:
...{
public:
C4*theC4;
};
classC4
...{
};
单向关联的代码就表现为C3有C4的指针,而C4对C3一无所知。
自身关联(反身关联):
自己引用自己,带着一个自己的引用。
代码如下:
...{
public:
C14*theC14;
};
就是在自己的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C9聚合C10,但是C10可以离开C9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。这句话怎么解,请看下面组合里的解释)。
代码如下:
...{
public:
C10theC10;
};
classC10
...{
};
组合(也有人称为包容):一般是实心菱形加实线箭头表示,如上图所示,表示的是C8被C7包容,而且C8不能离开C7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。
他们的代码如下:
...{
public:
C8theC8;
};
classC8
...{
};
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
依赖:
指C5可能要用到C6的一些方法,也可以这样说,要完成C5里的所有功能,一定要有C6的方法协助才行。C5依赖于C6的定义,一般是在C5类的头文件中包含了C6的头文件。ROSE对依赖关系不产生属性。
注意,要避免双向依赖。一般来说,不应该存在双向依赖。
ROSE生成的代码如下:
#include"C6.h"
classC5
...{
};
//C6.h
#include"C5.h"
classC6
...{
};
虽然ROSE不生成属性,但在形式上一般是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:
classA
...{
voidFunc(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。
ROSE生成的代码很简单,如下:
classC12:publicC11
...{
};
5、这里顺便提一下模板
上面的图对应的代码如下:
classC13
...{
};
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。
好了,到这里,已经把上面的类图关系说完了,希望你能有所收获了,我也费了不少工夫啊(画图、生成代码、截图、写到BLOG上,唉,一头大汗)。不过如果能让你彻底理解UML类图的这些关系,也值得了。:)
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像聚合还分为:非共享聚合、共享聚合、复合聚合等。以及其它内容,下次再补充。