一、UML 基本介绍
1、UML —— Unified Modeling Language UML(统一建模语言),它是一种开放的方法,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。是一种用于软件系统分析和设计的语言工具,它用于帮助软件开发人员进行思考和记录思路的结果;
2、UML 本身是一套符号的规定,就像数学符号和化学符号一样,这些符号用于描述软件模型中的各个元素和他们之间的关系,比如类、接口、实现、泛化、依赖、组合、聚合等。
如图:
![](https://files.mdnice.com/user/27110/c36b1cc7-1498-4f33-9443-a53273f951bf.png)
![](https://files.mdnice.com/user/27110/bc373770-98cc-44df-95cb-dde87a979ead.png)
3、使用 UML 来建模,常用的工具有 Rational Rose,也可以使用一些插件来建模。
二、UML 图
画 UML 图和写文章差不多,都是把自己的思想描述给别人看,关键在于思路和条理。
UML 图分类:
(1)用户图(use case)
(2)静态结构图:类图、对象图、包图、组件图、部署图、
(3)动态行为图:交互图(时序图与协作图)、状态图、活动图
说明:
1、类图是描述类与类之间的关系的,是 UML 图中最核心的;
2、设计模式中会使用类图,学习类图是非常有必要的;
三、UML 类图
UML 类图:用于描述系统中的类(对象)本身的组成和类(对象)之间的各种静态关系。
类之间的关系:依赖、泛化(继承)、实现、关联、聚合与组合
类图简单举例:
public class Person {
private Integer id;
private String name;
public void setName(String name){
this.name=name;
}
public String getName(){
return name;
}
}
类图:
![](https://files.mdnice.com/user/27110/bb4a2066-2051-446c-9acf-d546626ee09b.png)
四、UML 类图基本介绍
先来看一下用 UML 是如果来表示一个类的。
先定义一个简单的 Person 类,如下:
public class Person {
private String name;
private int age =1;
public String getName() {
return name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setName(String name) {
this.name=name;
}
public void setAge(int age) {
this.age=age;
}
}
对于这样一个类,定义了两个字段,其中 age 有初始化值,另外有对象的 set,get 方法,我们看一下这个类在 UML 类图中如何表示的。
![](https://files.mdnice.com/user/27110/76c7bb15-06af-45e1-a4a3-5715a63cd5db.png)
可以看到这里有一个矩形,从上到下分割成三个:
- 第一个为类名;
- 第二个为类中字段属性;
- 第三个为类中方法;
类中属性的表达格式:
权限 属性名:类型 [ = 默认值 ]
由于这里的属性是 private 的,所以前面加了一个 -,另外还有其他几种权限:
- private -
- default ~
- protected #
- public +
由于这里的 age 还有默认值 1,所以要在类型后面加上 '=1'。
类中方法的表达格式:
权限 方法名称(参数列表) [ : 返回类型]
五、类与类之间的关系
1、类与类关系
依赖(Dependence)
泛化(Generalization)
实现(Realization)
关联(Association)
聚合(Aggregation)
组合(Composition)
下面以:我在马路边捡到一分钱然后交给警察叔叔。接下来我就根据这个故事来一个一个讲解下类与类之间的关系。
2、依赖关系
依赖关系是一种很弱的关系,一般是指一个类使用另一个类,这里学生捡到钱交给警察叔叔,学生和警察叔叔就是一种依赖关系。因为学生捡到钱给警察是一种偶然的事情,交给警察后他们之间就没有关系了。我们在学生类中加入一个交钱的方法,在警察类中加入一个收钱的方法,当调用学生的交钱方法时,就调用警察的收钱方法。
Student:
public class Student{
....
....
public Policemen policemen;
.....
public void sendCoin(){
policemen.receiveCoin();
}
}
可以看到 Student 类中引用了 Policemen 类,也就是说 Student 依赖了 Policemen,这种依赖关系我们用带箭头的虚线表示,箭头指向被依赖对象,这里也就是 Policemen。
UML 类图表示如下:
![](https://files.mdnice.com/user/27110/1056dab9-2c6c-4a67-bbbb-d511aee2acd9.png)
3、泛化关系
泛化关系 在 Java 中也叫做继承关系,在 UML 中用带空心的三角形的直线来表示,增加两个类,一个 Student 类,一个警察 Policemen 类,两个类均继承 Person 类。
类关系图表示如下:
![](https://files.mdnice.com/user/27110/0e82bbfe-cf30-480c-9ad6-4461958fc7ca.png)
4、实现关系
实现关系就是 Java 中类与接口的实现关系,在 UML 中用带空心的三角形的虚线表示。
由于 Student 和 Policeman 都有职业,学生的职业就是学习,而警察的职业为保护人民。
在这里定义一个接口,里面有一个职业的方法:
public interface ICareer{
void career();
}
UML 类图表示如下:
![](https://files.mdnice.com/user/27110/06160f3a-e819-4d8e-9d93-21ab58010319.png)
可以看到接口名字上多了一个 <<interface>>
字符来表示这个味接口,让 Student 和 Policeman 都实现这个接口,UML 类图如下:
![](https://files.mdnice.com/user/27110/885ad1b1-a879-4162-bca3-607aba1369e3.png)
5、关联关系
关联关系是一种比较强的关系,他们的关系是比较持久的,稳定的。比如学生从家里出来,学生和家就是一种关联关系。这种关系是比较稳定的。
关联分单向关联和双向关联,如果一个类知道或者引用了另一个类,而另一个类不知道或者没有引用这个类,则这两个类是单向关联的。比如这里学生与家的关系就是单向关联的,因为每个学生都是有个家的(不考虑孤儿),但不能说每个家里都有学生。单向关联我们用带箭头的实线表示,箭头指向被引用或者被包含的类,这里也就是家这个类。
如图所示:(单向关联)
![](https://files.mdnice.com/user/27110/341bf559-446f-4a50-9853-c37f34ca5355.png)
双向关联是两个类彼此都知道对方的存在,比如老师与学生的关系就是双向的。小明的语文老师是张老师,张老师的学生有小明。双向关联用不带箭头的实线来连接两个类。
示例如下:(双向关系)
![](https://files.mdnice.com/user/27110/526acd88-2d80-4835-bfd1-aec85685d9bf.png)
6、聚合关系
聚合关系是一种特殊的关联关系,聚合关系强调的是整体和部分的关系,其中部分可以脱离整体而存在。比如雁群和一只大雁的关系,就是聚合关系,大雁离开雁群还是可以独立存在的。再比如警察与制服的关系,制服也是警察的一部分,制服可以脱离警察而存在。在 UML 类图中聚合用带空心菱形的直线表示,其中菱形指向整体:
![](https://files.mdnice.com/user/27110/9d8cc341-e9e8-4127-a8f6-77ca104d9ebe.png)
7、组合关系
组合关系也是一种特殊的关联关系,它与聚合关系很像,也是强调整体与部分的关系,不同的是部分无法脱离整体存在。比如学生用手捡钱,其中手就是学生的一部分,但是手不能脱离学生而单独存在。要是手能独立存在想想就可怕。。。这里我们称学生与手为组合关系,用带实心的菱形直线表示,其中菱形指向整体:
![](https://files.mdnice.com/user/27110/f61d4de9-acdd-4fd9-a295-b8bddafe6c6a.png)
8、其实你会发现,依赖、关联、聚合、组合这几种关系强度是越来越强的:组合>聚合>关联>依赖。
下面看一下完整的 UML 类图:
![](https://files.mdnice.com/user/27110/e70a3fd8-e2b1-4fe3-9e1e-890f83d092d1.png)
注:本文采用的画图工具为 StarUML,有需要的可以上网下一下