UML类图

UML

单个类图的基本属性

属性的表现形式是[可见性] 属性名:类型 [=默认值]

操作的表现形式是[可见性] 名称（参数列表）[：返回类型]

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一般类的类名用正常字体粗体表示，如上图；抽象类名用斜体字粗体，如User；接口则需在上方加上<<interface>>。

属性和方法都需要标注可见性符号，+代表public，#代表protected，-代表private。

另外，还可以用冒号:表明属性的类型和方法的返回类型，如+$name:string、+getName():string。当然，类型说明并非必须。

类之间的关系

继承（泛化）（Generalization）：带空心三角箭头的实线来表示，箭头由子类指向父类

实现（Realization）：带空心的三角箭头的虚线来表示，箭头从实现类指向接口

关联（Association)：分为双向关联和单向关联，其中，双向关联可以用带两个箭头或者没有箭头的实线来表示，单向关联用带一个箭头的实线来表示，箭头从使用类指向被关联的类，还可以再关联线的两端标注角色名，补充说明它们的角色。

聚合（Aggregation），用带空心菱形的实线表示，菱形指向整体

组合(Composition)：用带实心菱形的实线来表示，菱形指向整体。

依赖(Dependency)：使用带箭头的虚线表示，箭头从使用类指向被依赖的类

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继承

继承关系也称泛化关系（Generalization），用于描述父类与子类之间的关系。父类又称作基类，子类又称作派生类。

继承关系中，子类继承父类的所有功能，父类所具有的属性、方法，子类应该都有。子类中除了与父类一致的信息以外，还包括额外的信息。

例如：公交车、出租车和小轿车都是汽车，他们都有名称，并且都能在路上行驶。

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代码实例：

泛化关系: 是一种继承关系, 表示一般与特殊的关系, 它指定了子类如何特化父类的所有特征和行为. 老虎是动物的一种, 即有老虎的特性也有动物的共性。

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// Animal.h  
class CAnimal  
{  
public:  
    // implement  
    virtual HRESULT EatSomething()  
    {  
        // Do something  
    }  
};  
  
// Tiger.h  
#include "Animal.h"  
class CTiger : public CAnimal  
{  
    // Do something  
};

实现

实现关系（Implementation），主要用来规定接口和实现类的关系。

接口（包括抽象类）是方法的集合，在实现关系中，类实现了接口，类中的方法实现了接口声明的所有方法。

例如：汽车和轮船都是交通工具，而交通工具只是一个可移动工具的抽象概念，船和车实现了具体移动的功能。

实现关系

代码实例：

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// Animal.h  
class CAnimal  
{  
public:  
    // interface  
    virtual HRESULT EatSomething() = 0;  
};  
  
// Tiger.h  
#include "Animal.h"  
class CTiger : public CAnimal  
{  
    // Do something  
};

注: 泛化和实现的区别就在于子类是否继承了父类的实现, 如有继承则关系为泛化, 反之为实现.

组合

组合关系（Composition）：整体与部分的关系，但是整体与部分不可以分开。

组合关系表示类之间整体与部分的关系，整体和部分有一致的生存期。一旦整体对象不存在，部分对象也将不存在，是同生共死的关系。

例如：人由头部和身体组成，两者不可分割，共同存在。

组合关系

代码实例：

聚合关系: 是整体与部分的关系, 且部分可以离开整体而单独存在. 如车和轮胎是整体和部分的关系, 轮胎离开车仍然可以存在.
组合关系: 是整体与部分的关系, 但部分不能离开整体而单独存在. 如公司和部门是整体和部分的关系, 没有公司就不存在部门.

组合关系: 组合关系代表着整体和部分具有相同的生命周期, 部分不能脱离整体而存在

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上图表示class People和class Heart为一个组合关系, 可称为Heart组合到People上, 或者People由Heart组合而成.

表示方式1：

People.h

#include "Heart.h"
#include <string>
 
class People {
 public:
  People(std::string name, int count);
  ~People();
 private:
  std::string name;
  Heart heart;
};

People.cpp

#include "People.h"
#include <iostream>
 
using namespace std;
 
People::People(std::string name, int count) : heart(count) {
  this->name = name;
  cout << __FUNCTION__ << endl;
}
 
People::~People() {
  cout << __FUNCTION__ << endl;
}

Heart.h

class Heart {
 public:
  Heart(int count);
  ~Heart();
 private:
  int count;
};

Heart.cpp

#include "Heart.h"
#include <iostream>
 
using namespace std;
 
Heart::Heart(int count) {
  cout << __FUNCTION__ << endl;
  this->count = count;
}
 
Heart::~Heart() {
  cout << __FUNCTION__ << endl;
}

test.cpp

#include "People.h"
#include <unistd.h>
 
int main() {
  {
    People("lh", 70);
  }
  sleep(30);
  return 0;
}

简要的解释一下, 在People类中有两个成员变量, 一个是人的名字name, 另一个是Heart类对象heart. 在Heart类中有一个成员变量, 脉搏次数count. 在People的构造函数中,初始化人的姓名并且初始化Heart类对象heart. 在两个类的构造函数和析构函数中, 通过代码:

cout << __FUNCTION__ << endl;

来输出现在正在执行的函数.

通过测试代码可以得到如下结果:

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由结果可得: Heart类的构造函数要比People类先执行, 并且在People完成析构之后,Heart也随即析构.满足组合关系, 被组合的对象随着主体的消亡而消亡.

此处插入一个C++中构造函数执行顺序

  1. 静态成员对象的构造函数(如果有的话, 全局仅调用一次构造函数)
  2. 父类构造函数
  3. 成员对象的构造函数(非静态成员)
  4. 自身构造函数

聚合

聚合关系（Aggregation）：整体和部分的关系，整体与部分可以分开。

聚合关系也表示类之间整体与部分的关系，成员对象是整体对象的一部分，但是成员对象可以脱离整体对象独立存在。

例如：公交车司机和工衣、工帽是整体与部分的关系，但是可以分开，工衣、工帽可以穿在别的司机身上，公交司机也可以穿别的工衣、工帽。

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代码实例：

聚合和组合的代码示例差不多，但是聚合当整体消亡后，部分可以单独生存，不会一起消亡

关联

关联关系（Association）：表示一个类的属性保存了对另一个类的一个实例（或多个实例）的引用。

关联关系是类与类之间最常用的一种关系，表示一类对象与另一类对象之间有联系。组合、聚合也属于关联关系，只是关联关系的类间关系比其他两种要弱。

关联关系有四种：双向关联、单向关联、自关联、多重数关联。

例如：汽车和司机，一辆汽车对应特定的司机，一个司机也可以开多辆车。

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在UML图中，双向的关联可以有两个箭头或者没有箭头，单向的关联或自关联有一个箭头。

代码实例：

关联是比依赖更紧密的一种关系，使用实线箭头表示，由源类指向目标类，如：
Water为源类，Climate为目标类

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C++中的表现形式为，Climate作为Wate类的一个属性，如：

class Climate
{};
 
class Water
{
	Climate m_climate;
};

关联分为单向关联和双向关联，以上的例子为单向关联，双向关联表示双方类都将对方作为属性，如：

class Water;
class Climate
{
	Water* m_water;
};
 
class Water
{
	Climate* m_climate;
};

依赖

依赖关系（Dependence）：假设A类的变化引起了B类的变化，则说名B类依赖于A类。

大多数情况下，依赖关系体现在某个类的方法使用另一个类的对象作为参数。

依赖关系是一种“使用”关系，特定事物的改变有可能会影响到使用该事物的其他事物，在需要表示一个事物使用另一个事物时使用依赖关系。

例如：汽车依赖汽油，如果没有汽油，汽车将无法行驶。

依赖关系

代码实例：

5种关系中耦合最小的关系，使用虚线箭头表示

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（1）Water作为全局类，Animal直接调用Water类，如：

class Water
{
};
 
Water *g_water = new Water;
 
class Animal
{
	void Drink()
	{
		g_water;
	}
};

（2）Water作为Animal类某个方法中的局部变量，如：

class Water
{
};
 
class Animal
{
	void Drink()
	{
		//注意：持有Water类的是Drink方法，而不是Animal类。Drink被调用时Water类才被实例化
        Water *water = new Water;
	}
};

（3）Water类作为Animal类某个方法中参数或者返回值，如：

class Animal
{
	void Drink(Water* pWater)
	{
	}
	Water* Drink()
	{
		return new Water();
	}
};

依赖与关联的区别：

从是否是类的属性来看，依赖关系的类并不作为双方的一个属性（即成员），仅作为一个类的某个方法的参数、返回值或变量。而关联关系的类，其中一个类成为另一个类的属性（成员），因此关联关系更紧密。

从生命期来看，依赖关系仅当类的方法被调用时才产生，方法调用结束，依赖关系即结束。而关联关系在类的实例化时即产生，类被销毁后才结束。

总结

这六种类关系中，组合、聚合和关联的代码结构一样，可以从关系的强弱来理解，各类关系从强到弱依次是：继承→实现→组合→聚合→关联→依赖。如下是完整的一张UML关系图。

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posted @ 2024-10-24 15:13  ihuahua1415  阅读(23)  评论(0)  编辑  收藏  举报
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