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UML类图（继承、实现、关联、依赖、组合、聚合），你还傻傻分不清吗？

2021-10-23 15:33:57 作者：互联网

UML类图

「左耳朵梵高」 总第11期

写在最前面的话

声明：本文部分资料摘自维基百科，还有我多年工作的积累和总结。本文很适合作为一个工具，就当是一本UML说明书，请记得收藏哦，在需要用的时候方便查阅。

什么是UML

维基百科对UML的定义：

UML（Unified Modeling Language）是一种开放的方法，用于说明、可视化、构建和编写一个正在开发的、面向对象的、软件密集系统的制品的开放方法。UML展现了一系列最佳工程实践，这些最佳实践在对大规模，复杂系统进行建模方面，特别是在软件架构层次已经被验证有效。

这个语言由葛来迪·布区，伊瓦尔·雅各布森与詹姆士·兰宝于1994年至1995年间，在Rational Software公司中开发，于1996年，又进一步发展。UML集成了Booch，OMT和面向对象程序设计的概念，将这些方法融合为单一的，通用的，并且可以广泛使用的建模语言。UML打算成为可以对并发和分布式系统的标准建模语言。

UML并不是一个工业标准，但在Object Management Group的主持和资助下，UML正在逐渐成为工业标准。OMG之前曾经呼吁业界向其提供有关面向对象的理论及实现的方法，以便制作一个严谨的软件建模语言（Software Modeling Language）。有很多业界的领袖亦真诚地回应OMG，帮助它创建一个业界标准。

从维基百科的定义中，可以总结出几个关键点：

UML是一个软件建模语言。是一个事实上的工业标准；
UML用于提供面向对象设计的理论和实现方法；
UML提供了一系列最佳工程实践，在系统建模、软件架构设计层次十分有效。

进一步，我们可以总结出几个关键字：软件建模语言、工业标准、面向对象、系统建模、架构设计、最佳时间。

在UML系统开发中有三个主要的模型：

功能模型 ：从用户的角度展示系统的功能，包括用例图。
对象模型 ：采用对象，属性，操作，关联等概念展示系统的结构和基础，包括类图、对象图。
动态模型 ：展现系统的内部行为。包括序列图，活动图，状态图。

UML包含了一系列的图，最常用的有用例图、类图、时序图等。本文只会涉及类图 ，其它的图形将在以后的文章中进行介绍。

UML类图详解

类描述

类在UML中通常以实线矩形框表示。矩形框中有若干分割线。分别表示类名、属性和方法。如下图所示：

类名：图中最上面的矩形框中为类名。如果字体为斜体，表示为抽象类 。（图中的上面部分）
属性：类名下边的区域。（图中的中间部分）
方法：（图中的下面部分）

说明：属性和方法前面的“+”、“-”和“#”表示访问级别：

+：public
-：private
#：protected

接口描述

接口的类图表述与类大致相同，不同的是接口名要添加 Interface 标识，且行为的可见性必须用 "+" 表示。如下图：

类和类之间的关系

类之间有六种关系：

继承
实现
关联
依赖
组合
聚合

继承（Inherit）

继承是面向对象语言的三大特性（封装，继承，多态）之一。子类继承父类。

UML类图中继承关系使用空心三角形+实线表示。

实现（Implement）

实现与继承类似，实现类继承接口中的方法。

UML类图中实现关系使用空心三角形+虚线表示。

关联

依赖关系通常表现为类的私有属性。

// 企鹅类
public class Penguin {
  // 天气类
  private Climate climate;
}

其UML类图表示如下：

UML类图中关联使用实线箭头表示。

依赖

依赖关系体现为局部变量、方法的形参，或者对静态方法的调用。

public class Programmer {
  public void work(Computer computer){
    
  }
}

UML类图中依赖关系使用虚线箭头表示。

以下代码展示了依赖关系的三种具体代码实现：局部变量、方法的形参和对静态方法的调用。

public class Person{
  public void doSomething1(){
    Car car = new Car();//局部变量
    ...
  }
  
  public void doSomething2(Car car){//方法参数
    ...
  }
  
  public void doSomething3(){
    int price = Car.do();//静态方法调用
  }
}

组合

组合是关联关系的一种，表示一种强的“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。

public class Bird {
  private Wing wing;
  public Bird() {
    this.wing = new Wing();
  }
}

UML类图中组合关系使用实心菱形+实线表示。

聚合

聚合是关联关系的一种，表示一种弱的“拥有”关系。

用Java代码表示大雁是群居动物，每只大雁都属于一个雁群，一个雁群可以有多只大雁。

天气凉了，树叶黄了。
。。。
一群大雁往南飞，一会排成“S”字，一会排成“B”字。
——《秋天》出自人教版小学语文一年级课文

public class WildGooseAggregate {
  private List<WildGoose> wideGooses;
}

UML类图中聚合关系使用空心菱形实线表示。

All in One的例子

前面介绍了类之间的6种关系。为了更好地理解这6种关系。下面使用一个完整的例子（汽车）。该示例中包含了这6种关系。

说明：

车的类图结构为，表示车是一个抽象类；
它有两个继承类：小汽车和自行车；它们之间的关系为实现关系，使用带空心箭头的虚线表示；
小汽车为与SUV之间也是继承关系，它们之间的关系为泛化关系，使用带空心箭头的实线表示；
小汽车与发动机之间是组合关系，使用带实心箭头的实线表示；
学生与班级之间是聚合关系，使用带空心箭头的实线表示；
学生与身份证之间为关联关系，使用一根实线表示；
学生上学需要用到自行车，与自行车是一种依赖关系，使用带箭头的虚线表示；

每日一画：鸢尾花

我是左耳朵梵高，北理工毕业，现任某金融咨询公司首席架构师，曾在阿里巴巴中间件团队任职。沉浸软件行业十余年，相信技术能改变世界。译有《你真的会写代码吗？》

坚持输出技术干货，职场心得和读书感悟。欢迎关注公众号左耳朵梵高 ，和我一起持续学习，终生成长。