UML类图与类图中的关系

以下内容摘自《Java与模式》

　　在类与类之间，会有连线指明它们之间的关系。类和类、类和接口、接口和接口之间可以建立以下几种关系：一般化关系、关联关系、聚合关系、合成关系和依赖关系，这几种关系都是静态的。

一般化关系　　

　　一般化（Generalization）关系表示类与类之间的继承关系，接口与接口之间的继承关系，或类对接口的实现关系。一般化的关系是从子类指向父类的，或从实现接口的类指向被实现的接口，与继承或实现的方向相反，如下图所示。

　　一般化关系在Java语言中可以直接翻译为关键字extends（泛化）和implements（实现）。前者描述类与类之间、接口与接口之间的一般化关系，后者描述与接口之间的一般化关系。

关联关系

　　关联（Association）关系是类与类之间的联接，它使一个类知道另一个类的属性和方法。关联可以是双向的，也可以是单向的。双向的关联可以有两个箭头或者没有箭头。单向的关联有一个箭头，表示关联的方向，如下图所示。单向的关联更为普遍，通常不鼓励使用双向的关联。

 

　　在Java的语言里，关联关系是使用实例变量实现的。比如在上面的Driver类中，就出现了一个类型为Car的实例变量，这个变量实现了这两个类之间的关联关系。每一个关联都有一个名字，在上面的例子里，关联的名字是Driver。

　　每一个关联都有两个端点，每一个端点都可以有一个角色名，显示出关联的本质。一个关联可以有一个方向箭头，表明遍历或者查询的方向。

　　在每一个关联的端点，还可以有一个基数（Multiplicity），表明这一端的类可以有几个实例。比如，唐僧和他的徒弟形成一个关联关系，在这个关联里面，唐僧只能有一个，而徒弟可以有好几个，如下图所示。

　　一个关联关系往往可以进一步确定为聚合关系或者合成关系。比如唐僧与他的徒弟的关系就可以进一步确定为聚合关系。

聚合关系

　　聚合（Aggregation）关系是关联关系的一种，是强的关联关系。聚合是整体和个体之间的关系。例如，汽车类与引擎类、轮胎类，以及其他的零件类之间的关系便是整体和个体的关系。一个汽车对象是由一个引擎对象、四个轮胎对象组成的，如下图所示。

 

　　与关联关系一样，聚合关系也是通过实例变量实现的。以上面的例子为例，Car类中应当有一个类型为Engine的属性和一个类型为Tire的数组属性。但是，关联关系所涉及的两个类是处在同一层次上的，而在聚合关系中，两个类是处在不平等层次上的，一个代表整体，另一个代表部分。

　　关联与聚合仅仅从Java语法上是分辨不出的，需要考察所涉及的类之间的逻辑关系。如果不是很确定一个关系是不是聚合关系，可以将之设置为关联关系。

合成关系

　　合成（Composition）关系是关联关系的一种，是比聚合关系强的关系。它要求普通的聚合关系中代表整体的对象负责代表部分的对象的生命周期，合成关系是不能共享的。

　　代表整体的对象需要负责保持部分对象的存活，在一些情况下负责将代表部分的对象湮灭掉。代表整体的对象可以将代表部分的对象传递给另一个对象，由后者负责此对象的生命周期。聚合关系和合成关系的类图如下图所示。

 

　　在上面的类图中，显示了MonkeyKing以及他的四肢（Limb）和他的金箍棒（GoldRingedStaff）之间的关系。可以看出，MonkeyKing与GoldRingedStaff之间是聚合关系；而MonkeyKing与Limb之间的关系比前者更强，是合成关系，因为MonkeyKing的四肢完全有他自己负责，并且不能共享。

　　如果不能确定一个关系是不是合成关系，可以将之设置为聚合关系，甚至是关联关系。

依赖关系

　　依赖（Dependency）也是类与类之间的连接，依赖总是单向的。依赖关系表示一个类依赖于另一个类的定义。一个人（Person）可以买车（Car）和房子（House），Person类依赖于Car类和House类，如下图所示。

 

　　在上面的例子里，Person类依赖于Car类和House类的定义，因为Person类引用了Car和House。与关联关系不同的是，Person类里并没有Car和House类型的属性，Car和House的实例是以参量的方式传入到buy()方法中去的。其源代码如下所示。

public class Person{
    public void buy(Car car){
        ....  
    }  
    public void buy(House house){
        ....      
    }    
}

 

　　一般而言，依赖关系在Java语言中体现为局域变量、方法的参量，以及对静态方法的调用。换言之，如果一个方法的参量是另一个类B的实例，那么这个方法所在的类A依赖于类B。如果类A调用另一个类B的静态方法，那么类A依赖于类B。

　　如果类B出现在类A的实例变量中，那么类A与类B的关系就超越了依赖关系，，而变成了某一种关联关系。

　　每一个依赖关系都可以有一个名字。在上面的例子里，两个依赖关系的名字都是Buys。