UML之类图

概要

• 类图以反映类的结构(属性、操作)以及类之间的关系为主要目的，描述了软件系统的结构，是一种静态建模方法。
• 类图中的“类”与面向对象语言中的“类”的概念是对应的，是对现实世界中的事物的抽象。

元素解析

类

• 从上到下分为三部分，分别是类名、属性和操作。类名是必须有的
• 类如果有属性，则每一个属性都必须有一个名字，另外还可以有其它的描述信息，如可见性、数据类型、缺省值等
• 类如果有操作，则每一个操作也都有一个名字，其它可选的信息包括可见性、参数的名字、参数类型、参数缺省值和操作的返回值的类型等

属性和方法：

• private：成员前有一个“-”号，表示成员私有
• public: 成员前有一个“+”号，表示成员公开
• protected:成员前有一个“#”号，表示成员受保护的
• package:成员前有一个“~”号，表示成员包可见

例如

public abstract class Vehicle
{
  public abstract int Start();
  public abstract int Stop();
  public abstract int Run(float fSpeed);
 
  private float fMaxSpeed;
}

接口

        一组操作的集合，只有操作的声明而没有实现

抽象类

        不能被实例化的类，一般至少包含一个抽象操作

模板类

        一种参数化的类，在编译时把模版参数绑定到不同的数据类型，从而产生不同的类

关系解析

关联关系

        描述了类的结构之间的关系。具有方向、名字、角色和多重性等信息。一般的关联关系语义较弱。也有两种语义较强，分别是聚合与组合。

例如

public class Dialog{ 
    
  private Button btnOK;
  private Button btnCancel;
  private TextBox txtInfo;
    
}
 
public class Button{
    ...
}
 
public class TextBox{
    ...
}

聚合关系

        特殊关联关系，指明一个聚集（整体）和组成部分之间的关系，箭头指向部分，菱形指向整体。

        聚合关系整体与部分的生命周期是可以不一致的，且部分可以脱离整体存在。

// 汽车类
public class Car {
 
    private Engine engine = null;       // 一辆车存在一个引擎
    private List tyres = null;    // 一辆车存在四个车轮
    
}
// 引擎类
class Engine {
 
   ...  
}
// 轮胎类
class Tyre {
 
   ...
}

组合关系

        语义更强的聚合，部分和整体具有相同的生命周期，箭头指向部分，菱形指向整体。

// 人类
public class Person {
 
    private Head head = null;       // 一个人有一个大脑
    private List hands = null;    // 一个人有一双手
    
}
// 大脑类
class Head {
 
    ...    
}
// 手类
class Tyre {
 
    ...
}

泛化关系

        在面向对象中一般称为继承关系，存在于父类与子类、父接口与子接口之间

例如

public class SavingsAccount extends Account{
    ...
}

实现关系

        对应于类和接口之间的关系

例如

// Shape类
public interface Shape{ 
    
	public abstract void Draw();
    
}
 
// Circle类
public class Circle implements Shape{
    
	public void Draw();
 
	private Point ptCenter;
	private int nRadius;
    
}

依赖关系

        描述了一个类的变化对依赖于它的类产生影响的情况。有多种表现形式，例如绑定(bind)、友元(friend)等

例如

class FloatStack{ 
	private int size;
    
	public int Push(float elem);
  	public int Pop();
    public float GetTop();
}

常用例子

图形编辑器

• 图形编辑器一般都具有一些基本图形，如直线、矩形等，用户可以直接使用基本图形画图，也可以把基本图形组合在一起创建复杂图形
• 如果区别对待基本图形和组合图形，会使代码变得复杂，而且多数情况下用户认为二者是一样的
• 组合模式可以用相同的方式处理两种图形

演出售票系统

        在用例驱动的开发过程中，通过分析各个用例及参与者得到类图。分析用例图的过程中需要根据面向对象的原则设计类和关系，根据用例的细节设计类的属性和操作