UML统一建模语言之类图

一、UML

UML是指统一建模语言（Unified Modeling Language）。UML是一种用于软件系统设计和文档化的标准化建模语言，它提供了一套丰富的图形表示法，用于描述系统的各个方面。以下是UML的一些基本概念：

1. 用例图（Use Case Diagram）： 描述系统的功能和用户之间的交互。用例图展示了系统的不同用例（功能）以及它们与外部实体（用户或其他系统）之间的关系。

2. 类图（Class Diagram）： 描述系统中的类以及它们之间的关系。类图用于表示系统中的对象、类之间的继承关系和关联关系。

3. 时序图（Sequence Diagram）： 展示了系统中不同对象之间的交互顺序。时序图强调了消息在对象之间的传递顺序，以及这些消息对系统行为的影响。

4. 活动图（Activity Diagram）： 描述系统中的业务流程或算法。活动图显示了不同活动之间的控制流和依赖关系。

5. 状态图（State Diagram）： 描述对象在其生命周期中的状态变化。状态图用于表示对象在不同状态下的行为和状态之间的转换。

6. 部署图（Deployment Diagram）： 描述系统的物理架构，包括硬件和软件组件之间的关系。部署图显示了系统中的节点以及它们之间的连接。

7. 组件图（Component Diagram）： 展示系统中的组件及其相互之间的依赖关系。组件图有助于理解系统的组织结构和模块化设计。

UML的使用有助于在软件开发过程中建立共享的视图，帮助开发团队更好地理解系统的结构和行为。通过使用UML，团队能够沟通、协作，并在不同阶段的开发过程中建立一致的理解。请注意，UML不仅限于上述提到的图，还包括其他类型的图，每种图都有其独特的用途。

二、类图

类图： 描述系统中的类以及它们之间的关系。类图用于表示系统中的对象、类之间的继承关系和关联关系。

三、在UML类图 中，类图使用包含类名，属性和方法且带有分割线的矩形表示。

如图，此类的类名为Emplyee,属性有name,age,address,方法有work，其中，"+" 表示公有成员，"-" 表示私有成员。

四、类与类之间的关系

1、关联关系

关联关系表示类之间的连接，用于描述不同类之间的关联关系。这种关系可以是双向的，也可以是单向的。它用一条直线连接两个类，并且可能带有箭头表示导航方向。

关联关系可以包括多重性（Multiplicity），即一个类的实例与另一个类的实例之间可能存在的数量关系，比如 1 对 1、1 对多、多对多等。

（1）单向关联：

（2）双向关联：

（3）自关联：

2、聚合关系

聚合关系表示整体与部分之间的关系，部分可以存在独立于整体之外。它是一种弱关联关系，整体对象的生命周期可以不受部分对象的影响。

聚合关系用带空心的菱形箭头表示，箭头指向整体对象。

3、组合关系

组合关系也表示整体与部分之间的关系，但是部分对象与整体对象具有相互依赖、强耦合的关系。整体对象的生命周期结束时，部分对象也会被销毁。

组合关系用带实心的菱形箭头表示，箭头指向整体对象。

4、依赖关系

依赖关系表示一个类的变化可能会影响到另一个类。如果一个类的方法使用到另一个类的对象作为参数、局部变量或者静态方法调用等，那么这两个类之间存在依赖关系。

依赖关系通常用带箭头的虚线表示，箭头指向被依赖的类。

5、继承关系

继承关系描述了一个类（称为子类或派生类）继承另一个类（称为父类或基类）的特性和行为。子类可以拥有父类的属性和方法，并且可以增加自己的属性和方法。

继承关系用一个空心的三角箭头从子类指向父类来表示。

6、实现关系

实现关系表示类实现了某个接口或抽象类中定义的方法。这种关系常用于描述类与接口之间的关系。

实现关系通常用带空心三角箭头的虚线来表示，箭头指向被实现的接口或抽象类。

 

五、软件设计模式

1、创建型模式：单例模式，工厂方法模式，抽象工厂模式，建造者模式，原型模式。

2、结构型模式：代理模式，适配器模式，装饰者模式，桥接模式，组合模式，外观模式，享元模式。

3、行为型模式：模板方法模式，策略模式，命令模式，职责链模式，状态模式，观察者模式，中介者模式，迭代器模式，访问者模式，解释器模式，备忘录模式。

六、类图的应用方面

1、可视化设计和建模： 类图是一种强大的可视化工具，用于描述系统中的静态结构。它可以帮助软件开发团队、项目经理和利益相关者更好地理解系统的架构、类之间的关系以及其内部的设计。

2、系统设计和分析： 在系统设计阶段，类图用于识别系统中的类、属性、方法和它们之间的关系。通过类图，开发人员可以更好地规划和组织代码，确保系统的良好设计和结构。

3、面向对象编程（OOP）： 类图是面向对象编程中的重要工具。它有助于设计和构建对象以及对象之间的关系。在 OOP 中，类图是分析、设计和实现面向对象系统的关键步骤。

4、代码生成和文档生成： 基于类图，可以自动生成代码或者文档。一些软件开发工具可以根据类图自动生成初始代码框架，减少了手动编写代码的工作量。同时，类图也可以用于生成系统的技术文档，帮助团队成员了解系统的结构和设计。

5、系统重构和维护： 当需要进行系统重构或者维护时，类图可以提供有用的信息。通过修改类图，开发人员可以更好地了解系统的组织结构，并对系统进行优化或者修改以适应新的需求。

6、沟通和交流： 类图提供了一种标准化的视觉表示方法，有助于团队成员之间的沟通和交流。它可以作为交流工具，帮助开发人员、设计师和利益相关者之间更清晰地交换想法和理解系统的结构。

总的来说，类图在软件开发过程中扮演着重要的角色，能够帮助开发团队更好地理解、设计、构建和维护复杂系统。它是软件开发中不可或缺的建模工具之一。