二、UML统一建模语言

统一建模语言（Unified Modeling Language，UML）是一种为面向对象系统的产品进行说明、可视化和编制文档的一种标准语言，UML是面向对象设计的建模工具，独立于任何具体程序设计语言。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。

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

2.1 类、接口

2.1.1 类

类（Class）是指具有相同属性、方法和关系的对象的抽象，它封装了数据和行为，在 UML 中，类使用包含类名、属性和操作且带有分隔线的矩形来表示。

一个类具有属性和行为

属性用UML格式如下：

[可见性]属性名:类型[=默认值]
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• 可见性：
  • +（Public）：公有
  • -（Private）：私有
  • #（Protected）：受保护的

示例：-name:String

行为用UML格式如下：

[可见性]行为名称(参数列表)[:返回类型]
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示例：+eat():void

下图所示是一个Perons类的UML图表示：

class Person{
    private String name;
    private Integer age=10;
    private Date bithday;
    
    public void eat(){
        
    }
}
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2.1.2 接口

接口（Interface）是一种特殊的类，它具有类的结构但不可被实例化，只可以被子类实现。它包含抽象操作，但不包含属性。它描述了类或组件对外可见的动作。在 UML 中，接口使用一个带有名称的小圆圈来进行表示。

下图所示是一个Swimmable接口的UML图表示：

public interface Live {
    void eat();
    void sleep();
    Integer cal(Integer a,Integer b); 
}
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2.2 类之间的关系

在软件系统中，类与类之间存在各种关系。根据类与类之间的耦合度从弱到强排列，UML 中的类图有以下几种关系：依赖关系、关联关系、聚合关系、组合关系、泛化关系和实现关系。其中泛化和实现的耦合度相等，它们是最强的。

2.2.1 依赖关系（Dependency）

依赖（Dependency）关系是对象之间耦合程度最低的一种关联关系，只要是在类中用到了对方，那么他们之间就存在依赖关系。如果没有对方，连编绎都通过不了。

public class Person {
    
    private String username;

    // 买手机
    public CellPhone buyCellPhone() {
        return new CellPhone();
    }

    // 吃鸡肉
    public void eat(Chicken chicken) {
    }
}
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下图表示Person的依赖关系：

Tips：依赖关系使用虚线表示

2.2.2 关联关系（Association）

关联（Association）关系是表示对象之间的一种引用关系，如用户与角色、老师与学生、员工与部门等；关联关系分为一般关联关系、聚合关联关系、组合关联关系等；三者在代码上的表现相同，只是语意上有所差别。

• 关联关系：代表一种拥有关系

• 聚合关系：是整体与部分之间的关系，部分可以离开整体独立存在

• 组合关系：部分与整体同生共死，部分无法脱离整体而单独存在

我们先看一般关联关系：

一般关联关系强调拥有关系，即我拥有你，你拥有我（也可以单向拥有）

public class Student {
    private String username;

    private List<Teacher> teachers;
}
public class Teacher {
    private String username;

    private List<Student> students;
}
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依赖关系：

关联可以是双向的，也可以是单向的。在 UML 类图中，双向的关联可以用带两个箭头或者没有箭头的实线来表示，单向的关联用带一个箭头的实线来表示；

例如：只有学生拥有老师，那么Student的依赖线指向Teacher；

2.2.3 聚合关系（Aggregation）

聚合（Aggregation）关系也是关联关系的一种，聚合关系强调的是独立，即部分离开了整体依旧可以单独存在，例如部门与员工，部门撤销了，员工依旧可以独立存在。

public class Department {
    private List<Employee> employees;
}
public class Employee {
    public void work(){}
}
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依赖关系图：

在 UML 类图中，聚合关系使用带空心菱形的实线来表示，菱形指向整体

2.2.4 组合关系（Composition）

组合（Composition）关系也是关联关系的一种，但它是一种更强烈的聚合关系。组合关系强调整体与部分的关系，但是整体与部分不可以分开；例如，人和头（心）的关系，没有了人，头（心）也就不存在了。

public class Person {
    private Head head=new Head();
    
    private Heart heart=new Heart();
}

public class Head {
}
public class Heart {
}
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依赖关系图：

组合关系使用带实心菱形的实线来表示，菱形指向整体。

2.2.5 泛化关系（Generalization）

泛化（Generalization）关系是对象之间耦合度最大的一种关系，实际上就是一种继承关系

public class Animal {
    public void eat(){}
    public void sleep(){}
}
public class Cat {
}
public class Chicken {
}	
public class Duck {
}
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依赖关系图：

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

2.2.6 实现关系（Realization）

实现（Realization）关系是接口与实现类之间的关系，实现关系是依赖关系的特例

public interface Swimming {
    void swimming();
}
public class Student implements Swimming {
    @Override
    public void swimming() {

    }
}
public class Teacher implements Swimming {
    @Override
    public void swimming() {

    }
}
public class Worker implements Swimming {
    @Override
    public void swimming() {

    }
}
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关系依赖图：

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