UML中类图的介绍与使用

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类图

UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）中的类图（Class Diagram）是一种静态结构图，它用于展示系统中的类（class）、接口（interface）、协作（collaboration）以及它们之间的静态结构和关系。

画类图的好处

类图是面向对象设计中的重要工具，它的主要优点包括：

1. 提供系统的视觉表示：类图提供了系统的静态视图，可以清晰地展示系统中的类以及它们之间的关系。这对于理解和解释系统的结构和行为非常有帮助。

2. 促进团队之间的沟通：类图是一种通用的语言，可以被所有的开发人员理解。通过类图，团队成员可以更好地理解系统的设计，并在设计的基础上进行讨论和改进。

3. 帮助发现设计问题：通过创建类图，我们可以在早期发现设计上的问题，比如类之间的耦合过度，或者职责分配不清等问题。这可以在实际编码之前就避免这些问题，提高开发效率。

4. 文档化系统：类图可以作为系统的一部分文档，为未来的维护和开发提供参考。通过查看类图，新的开发人员可以更快地理解系统的结构和行为。

5. 辅助软件开发工具：许多现代的软件开发工具，如IDE，都支持从类图生成代码，或者从代码生成类图。这可以帮助开发人员更快地进行开发，并保持代码和设计的一致性。

在学习设计模式的过程中，一定要自己画类图，这样可以更好地理解设计模式的实现原理，并且在实际开发中能够更好地应用设计模式。

类图三元素

1. 类（Class）：类是类图的主要元素，通常用一个矩形表示。矩形分为三个部分：上部是类名，中部是属性，下部是方法。

2. 接口（Interface）：接口在类图中以一个带有《接口名》标签的矩形表示，或者用一个带有接口名的圆柱表示。

3. 关系：类图中的关系包括关联（Association）、聚合（Aggregation）、组合（Composition）、继承（Inheritance）、实现（Implementation）和依赖（Dependency）。

六种关系

解释

• 关联（Association）：关联是类与类之间的一种链接，表示一个类知道另一个类的属性和方法。关联可以是单向的，也可以是双向的。关联在类图中以实线和箭头表示。

• 聚合（Aggregation）：聚合是一种特殊的关联，表示"整体和部分"的关系，部分可以脱离整体而独立存在。聚合在类图中以空心菱形和实线表示。

• 组合（Composition）：组合也是一种特殊的关联，表示"整体和部分"的关系，但部分不能脱离整体而独立存在。组合在类图中以实心菱形和实线表示。

• 继承（Inheritance）：继承表示一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法。继承在类图中以空心三角形和实线表示。

• 实现（Implementation）：实现表示一个类实现一个接口的方法。实现在类图中以空心三角形和虚线表示。

• 依赖（Dependency）：依赖表示一个类的实例在方法内部使用到另一个类的实例。依赖在类图中以虚线和箭头表示。

单个说明

1. 关联（Association）：

代码

class Car {
   
    private Engine engine;
    public void start() {
   
        engine.start();
    }
}

class Engine {
   
    public void start() {
   
        // 启动发动机
    }
}

类图

在这个例子中，Car类与Engine类之间存在关联关系。Car类包含一个Engine类型的成员变量engine，并且在start方法中使用了engine的start方法。

注意： 在这个例子中，Engine类是一个独立的类，它与Car类没有直接的关联关系。

2. 聚合（Aggregation）：

代码

class School {
   
    private List<Student> students;
    public void addStudent(Student student) {
   
        students.add(student);
    }
}

class Student {
   
    // 学生的属性和方法
}

类图

在这个例子中，School类与Student类之间存在聚合关系。School类包含一个List<Student>类型的成员变量students，并且提供了一个addStudent方法用于添加学生。

注意： 在这个例子中，Student类是一个独立的类，它与School类没有直接的关联关系。

3. 组合（Composition）：

代码

class House {
   
    private List<Room> rooms;
    public House(List<Room> rooms) {
   
        this.rooms = rooms;
    }
}

class Room {
   
    // 房间的属性和方法
}

类图

在这个例子中，House类与Room类之间存在组合关系。House类包含一个List<Room>类型的成员变量rooms，并且在构造函数中初始化rooms。

注意： 在这个例子中，Room类是一个独立的类，它与House类没有直接的关联关系。

4. 继承（Inheritance）：

代码

class Animal {
   
    public void eat() {
   
        // 动物吃东西
    }
}

class Dog extends Animal {
   
    public void bark() {
   
        // 狗叫
    }
}

类图

在这个例子中，Dog类继承自Animal类，因此Dog类具有Animal类的eat方法。

注意：