UML类图

1、UML基本介绍

【1】UML——Unified modeling language（统一建模语言），是一种用于软件系统分析和设计的语言工具，它的特点是简单、统一、图形化、能表达软件设计中的动态与静态信息，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从目标系统的不同角度出发，定义了用例图、类图、对象图、状态图、活动图、时序图、协作图、构件图、部署图等9种图。

【3】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。

【4】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。

2、类图的概述

类图（Class diagram）是显示了模型的静态结构，特别是模型中存在的类、类的内部结构以及它们与其他类的关系等。类图不显示暂时性的信息。类图是面向对象建模的主要组成部分。

在软件工程中，类图是一种静态的结构图，描述了系统的类的集合，类的属性和类之间的关系，可以简化了人们对系统的理解。
类图是系统分析和设计阶段的重要产物，是系统编码和测试的重要模型。

【1】类的表示方式

在UML类图中，类使用包含类名、属性（field）和方法（method）且带有分割线的矩形来表示，比如下图表示一个Employee类，它包含name，age和address这3个属性，以及work()方法。

属性/方法名称前加的加号和减号表示了这个属性/方法的可见性，UML类图中表示可见性的符号有三种：

+：表示public
-：表示private
#：表示protected

属性的完整表示方式是：可见性名称: 类型 [ = 缺省值]

方法的完整表示方式是：可见性名称(参数列表) [: 返回类型]

注意：

中括号中的内容表示是可选的

3、UML中的一些标记

Note——对你的UML图进行注释
Class——表示类，可以添加属性和方法
Interface——表示接口
Dependency——表示依赖（使用）
Generalization——表示泛化（继承）
Association——表示关联
Realization——表示实现
Aggregation——聚合（关联的一种特例，成员变量对象延迟创建，通过set传递）
Composite——组合（关联的一种特例，成员变量对象立即创建）

4、类与类之间关系的表示方式

【1】依赖关系

依赖关系是一种使用关系，它是对象之间耦合度最弱的一种关联方式，是临时性的关联。只要是在类中用到了对方，那么他们之间就存在依赖关系。在代码中，某个类的方法通过局部变量、方法的参数或者对静态方法的调用来访问另一个类（被依赖类）中的某些方法来完成一些职责。

类中用到了对方
如果是类的成员属性
如果是方法的返回类型
是方法接收的参数类型
方法中使用到

在UML类图中，依赖关系使用带箭头的虚线来表示，箭头从使用类指向被依赖的类。下图所示是司机和汽车的关系图，司机驾驶汽车：

【2】关联关系

关联关系实际上就是类与类之间的联系，是对象之间的一种引用关系，它是依赖关系的特例。关联关系是类与类之间最常用的一种关系，分为一般关联关系、聚合关系和组合关系。
关联具有导航性：即双向关系或单向关系。比如说人只有一个身份证号，或者说身份证号只能对应一个人。

关联又可分为单向关联，双向关联，自关联。

（1）单向关联

在UML类图中单向关联用一个带箭头的实线表示。上图表示每个顾客都有一个地址，这通过让Customer类持有一个类型为Address的成员变量类实现。

（2）双向关联

从上图中我们很容易看出，所谓的双向关联就是双方各自持有对方类型的成员变量。

在UML类图中，双向关联用一个不带箭头的直线表示。上图中在Customer类中维护一个List<Product>，表示一个顾客可以购买多个商品，在Product类中维护一个Customer类型的成员变量表示这个产品被哪个顾客所购买。

（3）自关联

自关联在UML类图中用一个带有箭头且指向自身的线表示。上图的意思就是Node类包含类型为Node的成员变量，也就是”自己包含自己”。

【3】聚合关系

聚合关系表示的是整体和部分的关系，整体与部分可以分开。聚合关系是关联关系的特例，所以它具有关联的导航性与多重性。

聚合关系也是通过成员对象来实现的，其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而独立存在。例如，学校与老师的关系，学校包含老师，但如果学校停办了，老师依然存在。

在UML类图中，聚合关系可以用带空心菱形的实线来表示，菱形指向整体。下图所示是大学和老师的关系图：

【4】组合关系

组合也是整体与部分的关系，但是整体与部分不可以分开，共生共灭。

在组合关系中，整体对象可以控制部分对象的生命周期，一旦整体对象不存在，部分对象也将不存在，部分对象不能脱离整体对象而存在。例如，头和嘴的关系，没有了头，嘴也就不存在了。

在UML类图中，组合关系用带实心菱形的实线来表示，菱形指向整体。下图所示是头和嘴的关系图：

是不是只要对象的field没有进行new操作就都不是组合关系？当然不是！比如说程序中Person实体中定义了对IDCard进行级联删除，即删除Person时连同IDCard一起删除，那么IDCard和 Person就是组合了。

【5】泛化关系

泛化关系实际上就是继承关系，它是依赖关系的特例。它是对象之间耦合度最大的一种关系，表示一般与特殊的关系。

在UML类图中，泛化关系用带空心三角箭头的实线来表示，箭头从子类指向父类。在代码实现时，使用面向对象的继承机制来实现泛化关系。例如，Student类和Teacher类都是Person类的子类，其类图如下图所示：

【6】实现关系

实现关系实际上就是接口与实现类之间的关系，它是依赖关系的特例。在这种关系中，类实现了接口，类中的操作实现了接口中所声明的所有的抽象操作。

在UML类图中，实现关系使用带空心三角箭头的虚线来表示，箭头从实现类指向接口。例如，汽车和船实现了交通工具，其类图如图所示。

3、类图简单示例

// 代码形式 ——> 类图
public class Person {
    private Integer id;
    private String name;
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return this.name;
    }
}