UML-类图

【1】类图

类图: 面向对象系统建模中最常用、最重要的图，也是定义其它图的基础。

1.1 作用：主要是用来显示系统中的类、接口及它们之间静态结构和关系的一种静态模型。

1.2 基本组件：类名、属性（变量）、方法（函数）。

 1.3 代码中，类定义：

class Student
{
public:
    void attendClass();
    static int getID();
    string getName();
protected:
    void eat();
private:
    double cost();

public:
    int m_male;
protected:
    int m_id;
private:
    string m_address;
    double m_score;
};

【2】泛化（Generalization）

2.1 表示is-a的关系。对象之间耦合度最大的一种关系，子类继承父类的所有细节。

2.2 在类图中使用带空心三角箭头的实线表示，箭头由子类指向父类。

（简单理解记忆：1.箭头指向父：父亲具有唯一性，父与子是一对多的关系；2.实线，相对于下文接口实现的虚线而言）。

2.3 比如：Animal是基类，可以派生出类Cat、Dog、Pig等等

IDataUpdater是接口，可以派生出接口ISqlUpdater、IOracleDataUpdater等等

2.4 在代码中，即派生类继承于基类。示例如下：

// 示例1:派生类继承于基类
class Animal
{
public:
    void eat();
    void sleep();
};

class Cat : public Animal
{
};

class Dog : public Animal
{
};

class Pig : public Animal
{
};

// 示例2:接口继承于接口
class IDataUpdater
{
public:
    virtual void read() = 0;
    virtual void write() = 0;
};

class ISqlDataUpdater : public IDataUpdater
{
};

class IOracleDataUpdater : public IDataUpdater
{
};

 【3】实现（Realization）

3.1 接口与实现（重写接口中的纯虚或虚方法）的关系。

3.2 在类图中使用带空心三角箭头的虚线表示，箭头从实现类指向接口。

（简单理解记忆：1.箭头指向父，因为父亲具有唯一性，父与子是一对多的关系；2.虚，因为接口一般都是指纯虚函数）。

3.3 比如：IDataUpdater是数据更新接口，模块A的实现类为GSqlDataUpdater，模块B的实现类为GOracleDataUpdater。

3.4 在代码中，即类继承于接口。示例如下：

// 示例:类继承于接口
class IDataUpdater
{
public:
    virtual void read() = 0;
    virtual void write() = 0;
};

class GSqlDataUpdater : public IDataUpdater
{
};

class GOracleDataUpdater : public IDataUpdater
{
};

【4】关联（Association）

4.1 关联分为一般、聚合和组合关联。此节主要指一般关联。

4.2 一般关联指对象之间一种引用关系，比如：客户类与订单类之间的双向关联关系；客户与联系地址之间的单向关联关系。

4.3 在类图中使用带箭头的实线表示，箭头从使用类指向被关联的类。

4.4 关联双方关系一般是平等的。关联可以是单向或双向的。

4.5 在代码中，即类的成员对象：

一种：被关联类B以类成员的形式存在于关联类A中。

另一种：关联类A引用了一个类型为被关联类B的全局对象。

class Address
{
public:
    string getAddress();
};

class Order
{
private:
    Customer m_owner;            // 即一个订单关联着一个客户（双向关联）
};

class Customer
{
public:
    void setAddress(Address& newAddress)
    {
        m_address = newAddress.getAddress(); // 客户类只是知道有Address这个类
    }

private:
    Order& m_orders[10];     // 即一个客户关联着10个订单
    string& m_address;       // 即一个客户关联着1个住址
};

【5】聚合（Aggieregation）

5.1 较强于一般关联，表示has-a的关系，是一种不稳定的包含关系。

5.2 整体与局部的关系，且没有了整体，局部也可单独存在。双方具有各自的生命周期。

5.3 在类图使用空心的菱形表示，菱形从局部指向整体。

5.4 比如：公司与员工的关系，公司包含员工，如果公司倒闭，员工依然可以换公司。

或者汽车和轮胎、引擎的关系。

5.5 在代码中，即类的成员对象。示例如下：

// 示例1：一个公司聚合100个员工
class Employee;
class Company
{
private:
    Employee m_employees[100];
};

// 示例2：一辆汽车聚合一个引擎和4个轮胎
class Tyre;
class Engine;
class Car
{
private:
    Tyre m_tyre[4];
    Engine m_engine;
};

【6】组合（Composition）

6.1 表示contains-a的关系，是一种强烈的包含关系，一种更强的聚合关系。

6.2 组合关系类具有相同的生命周期。组合类负责被组合类的生命周期，即部分不能脱离整体而独立存在。

6.3 在类图使用实心的菱形表示，菱形从局部指向整体。

6.4 比如：公司和部门的关系，没有了公司，部门也不能存在了；对于人而言，头和嘴之间的关系。

6.5 在代码中，即类的成员对象。示例如下：

// 示例1：头由嘴组合
class Mouth;
class Head
{
private:
    Mouth m_mouth;
};

// 示例2：公司由部门组合
class Department;
class Company
{
public:
    Company()
    {
        m_pDevelopment = new Department();
        m_pTest = new Department();
    }
    ~Company()
    {
        delete m_pDevelopment;
        delete m_pTest;
    }

private:
    Department *m_pDevelopment;
    Department *m_pTest;
};

【7】依赖（Dependency）

7.1 对象之间最弱的一种关联方式，是临时性、偶然性的关联。

7.2 在类图使用带箭头的虚线表示，箭头从使用类指向被依赖的类。

7.3 比如：人类需要依赖食物类；人类分解食物为能量，需要依赖能量类。

或某人要去某地，需要开一辆车，此时人与车之间的关系就是依赖。

7.4 代码中，即由局部变量、函数参数、返回值建立的对于其他对象的调用关系。一个类调用被依赖类中的某些方法而得以完成这个类的一些职责。

// 局部对象、静态方法、方法参数
class Energy;
class Food
{
public:
    static Energy decompose() {};
};
class Human
{
public:
    Energy decompose()
    {
        Food *pFood = new Food();
        pFood->decompose();
    }
    void eat(Food food)
    {
        Energy energy = food.decompose();
    }
};

【8】总结

8.1 聚合与组合的区别

聚合与组合是有很大区别的，这个区别不是在形式上，而是在本质上：

实际代码中，组合方式一般这样表达：A类的构造函数里创建B类的对象。

也就是说，当A类的一个对象产生时，B类的对象随之产生，当A类的这个对象消亡时，它所包含的B类的对象也随之消亡。

实际代码中，聚合方式一般则是这样表达：

A类的对象在创建时不会立即创建B类的对象，而是等待一个外界的对象传给它，传给它的这个对象不是由A类创建的。

再通俗一点，在现实生活中：

人和手、脚是组合关系，因为当人死亡后人的手、脚也就不复存在了。而人和他的电脑、手机等是聚合关系。

8.2 关系强弱

聚合、关联、组合是对象之间的三种关系。

从某种意义上说，继承（泛化、实现）是一种类的纵向关系，而聚合、关联、组合是对象的横向关系。

关系由强至弱顺序：泛化 ≈ 实现 > 组合 > 聚合 > 关联 > 依赖

8.3 通俗理解

人和人的心脏之间是composition（组合）关系（心脏只属于自己）

人和人的手机之间是aggregation（聚合）关系（手机可能属于别人）

人和人的朋友之间是association（关联）关系（知道自己有个朋友，偶尔坐一起扯扯淡或借点钱）

 

Good Good Study，Day Day Up.

顺序 选择 循环 总结