UML类图介绍以及PlantUML使用方法
类的UML表示方法
UML介绍
类图，是UML(统一建模语言)中用于描述"类"以及"类与类"之间的示意图。它形象的描述出了系统的结构，帮助人们理解系统。
类图是在"所有的UML图"中，实用频率非常之高；掌握它对于我们软件设计，以及交流都很有帮助。
对于类图而言，它的基本单位是类。类主要由三部分组成：类名、属性、操作(函数)。UML类的表示大致如下：
类名
类的名称
属性
UML类图中，属性的基本格式: 可见性 名称: 类型 [=缺省值]
-
可见性 -- 表示该属性对于类外的元素而言是否可见。
主要包括公有(public)、私有(private)、受保护(protected)以及包内可见(package private)四种，在类图中分别用符号+、-、#和～表示。
UML中可见性和符号的对应关系如下所示：
| 可见性 | 符号 |
|---|---|
| public | + |
| package private | ～ |
| protected | # |
| private | - |
在PlantUML中的表示形式如下图所示：
- 名称 -- 表示属性名。
- 类型 -- 表示属性的数据类型。可以是基本数据类型，也可以是用户自定义类型。
- 缺省值 -- 属性的初始值。它是一个可选项。
操作
UML类图中，属性的基本格式: 可见性 名称(参数类表) [:返回类型]
- 可见性 -- 表示该属性对于类外的元素而言是否可见。它的表示方法与"属性的可见性"相同。
- 名称 -- 表示方法名。
- 参数列表 -- 表示方法的参数。参数个数是任意的，多个参数之间用逗号","隔开。
- 返回类型 -- 表示方法的返回值类型。它是一个可选项；可以是具体的返回类型，可以是void，也可以无返回类型(构造方法)。
"实体类", "抽象类", "接口"的UML表示和在PlantUML中的表示
-
实体类的UML表示
实体类在UML用类名表示。在PlantUML中实体类用 “带圆圈的C + 类名” 表示。
-
抽象类的UML表示
抽象类和实体类的UML表示法类似。区别是: "抽象类的类名是斜体"，而"实体类的类名不是斜体"；在PlantUML中用 “带圆圈的A + 斜体类名” 表示。
-
接口的UML表示
在UML中，通过在"类名"位置添加“interface” 关键字来表示接口。在PlantUML中用 “带圆圈的I + 斜体类名” 表示。
"实体类", "抽象类", "接口"在PlantUML中的表示如下图：
UML类图的几种关系
在UML类图中，关系可以分为4种: 泛化, 实现, 关联 和 依赖。
- 泛化 -- 表示"类与类之间的继承关系"。
- 实现 -- 表示"类与接口之间的实现"。
- 关联 -- 表示"类与类之间的拥有关系"。即，一个类是另一个类的成员。关联又包括：自关联, 单向关联, 双向关联, 多重性关联, 组合, 聚合。
- 依赖 -- 表示"类与类之间的使用关系"。即，一个类是另一类的局部变量, 形式参数, 或者调用了静态方法/成员等。
这几种关系表示的"类与类之间关系的强弱顺序"是：泛化 = 实现 > 关联 > 依赖
泛化(Generalization)
【关系说明】: 泛化是一种继承关系。它指定了子类如何特化父类的所有特征和行为。例如：老虎是动物的一种。
【代码说明】: 父类与子类。
【UML图形】: 带三角箭头的实线，箭头指向父类。
【示例】: Fruit是"水果"；Apple是"苹果"，它继承了Fruit，是水果中的一种。
示例代码：
public class Fruit {
protected int price;
public int getPrice() {
return price;
}
public void setPrice(int price) {
this.price = price;
}
}
public class Apple extends Fruit {}
UML示例图：（以下所有的示例均是用PlantUML绘制而成，PlantUML使用手册可参看考：PlantUML参考指南 ）
实现(Realization)
【关系说明】: 实现是一种类与接口的关系，表示类是接口所有特征和行为的实现。
【代码说明】: 实现类与接口。
【UML图形】: 带三角箭头的虚线，箭头指向接口。
【示例】: Runnable接口表示"一个任务"，TimeTask是"计时任务"，它实现了Runnable接口。
示例代码：
public interface Runnable {
abstract public void run();
}
public class TimeTask implements Runnable {
@Override
public void run() {
}
}
UML示例图：
关联(Association)
关联表示"类与类之间的拥有关系"。即，一个类是另一个类的成员。关联包括：自关联, 单向关联, 双向关联, 多重性关联, 聚合, 组合。
自关联
【关系说明】: 一个类包含自己。例如，单向链表中的节点，包含下一个节点的信息。
【代码说明】: 成员变量
【UML图形】: 带普通箭头的实心线，指向被自己。
【示例】: Node是单向链表中的节点，它包含下一个节点的指针。
示例代码：
public class Node {
private Node node;
}
UML示例图：
单向关联
【关系说明】: "类A"中有"类B"成员变量，"类B"中没有"类A"成员变量。
【代码说明】: 成员变量
【UML图形】: 带普通单向箭头的实心线，指向被拥有者。
【示例】: Person表示"人"，IdCard表示"身份证信息"，身份证包括id和"身份证编号snum"。一个人拥有唯一的身份证信息。
示例代码：
public class Person {
private IdCard idcard;
}
public class IdCard {
private int id;
private String snum;
}
UML示例图：
双向关联
【关系说明】: "类A"中有"类B"成员变量，"类B"也有"类A"成员变量。
【代码说明】: 成员变量
【UML图形】: 带普通双向箭头的实心线 或者 不带箭头的实心线。
【示例】: Cusomer表示"客户"，Product表示"产品"。客户可以购买产品，产品也属于客户。
示例代码：
public class Customer {
private Address address;
}
public class Address {
private Customer customer;
}
UML示例图：
聚合(Aggregation)
【关系说明]】: 聚合是整体与部分的关系。聚合关系是类与类之间关系比较密切的关联关系；要区分聚合和其它的关联关系，必须考察具体的逻辑关系。在聚合关系中，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。如车和轮胎是整体和部分的关系。
【代码说明】: 成员变量
【UML图形】: 带空心菱形的实心线，菱形指向整体
【示例】: Car表示"汽车"，Tire表示"轮胎"。"轮胎"本身是个独立个体。
示例代码：
public class Car {
private Tire tire;
}
public class Tire {
private double radius；
private double perimeter；
}
UML示例图：
组合(Composition)
【关系说明】: 组合是整体与部分的关系。组合关系是比聚合关系还要强的关联关系。但是在组合关系中整体对象可以控制成员对象的生命周期，一旦整体对象不存在，成员对象也将不存在，成员对象与整体对象之间具有同生共死的关系。例如，身体和鼻子，身体包括鼻子，鼻子不能脱离身体而独立存在。
【代码说明】: 成员变量
【UML图形】: 带实心菱形的实线，菱形指向整体
【示例】: Body表示"身体"，Nose表示"鼻子"。身体包含鼻子，鼻子离不开身体。
示例代码：
public class Body {
private Nose nose;
private class Nose {
}
}
UML示例图：
依赖(Dependency)
【关系说明】: 依赖是一种使用的关系。在需要表示一个事物使用另一个事物时使用依赖关系，尽量不使用双向的互相依赖。
【代码说明】: 局部变量、方法的参数或者对静态方法的调用
【UML图形】: 带箭头的虚线，指向被使用者
【示例】: 人过河。人是"Person"类，它包括过河函数acrossRiver()，acrossRiver()的参数是过河工具，返回值是过河时间。此处的过河工具是船，船对应的类是Boat。
示例代码：
public class Person {
public int acrossRiver(Boat boat);
}
public class Boat {
}
UML示例图：
