03-UML类图

设计模式 设计模式 UML
发布时间 :
字数:2.1k 阅读 : 评论:
  1. 一、UML 基本介绍
  2. 二、UML 图
  3. 三、UML类图
    1. 1. 为什么要用UML？类图的作用
    2. 2. UML 类图可见性符号的表示
    3. 3. 类的UML的介绍和画法
    4. 4. 类之间关系UML的介绍和画法
      1. 4.1 泛化（Generalization）关系
      2. 4.2 实现（Realization）关系
      3. 4.3 依赖（Dependence）关系
      4. 4.4 关联（Association）关系
      5. 4.5 聚合（Aggregation）关系
      6. 4.6 组合（Composition）关系
  4. 四、常用的UML绘图工具

一、UML 基本介绍

  • UML—-Unified modeling language UML（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，它用于帮助软件开发人员进行思考和记录思路的结果
  • 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
  • 使用 UML 来建模，常用的工具有 Rational Rose、Astah Professional，也可以使用一些插件来建模

二、UML 图

画 UML 图与写文章差不多，都是把自己的思想描述给别人看，关键在于思路和条理，UML图分类：

  • 用例图（use case）
  • 静态结构图：类图、对象图、包图、组件图、部署图
  • 动态行为图：交互图（时序图与协作图）、状态图、活动图

**说明: **类图是描述类与类之间的关系的，是 UML 图中最核心的

三、UML类图

  • 用于描述系统中的类(对象)本身的组成和类(对象)之间的各种静态关系。
  • 类之间的关系：依赖、泛化（继承）、实现、关联、聚合与组合。

1. 为什么要用UML？类图的作用

UML展现了一系列最佳工程实践，这些最佳实践在对大规模，复杂系统进行建模方面，特别是在软件架构层次已经被验证有效。

类图的作用：

  • 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。

2. UML 类图可见性符号的表示

  • 可见性
    • 公有（public） “+”
    • 受保护（protected） “#”
    • 私有（private） “-”

类与类之间的关系主要有六种：继承、实现、组合、聚合、关联 和 依赖，这六种关系的箭头表示都不一样

类图关系符号表示

3. 类的UML的介绍和画法

类的UML使用包含类名、属性、方法名以及参数。使用带分割线的长方形表示。

代码演示：

public class Person {
    public String name;

    protected int age;

    private String accommodation = "Earth";//住所

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getAccommodation() {
        return accommodation;
    }

    public void setAccommodation(String accommodation) {
        this.accommodation = accommodation;
    }
}

UML类图

UML类图

如上这个类图，Person类有三部分组成，分别是类名、属性和操作方法，下面一一进行介绍：

  • 类名

    就是Java类的名字， 如果是类是抽象类则类名显示为斜体！ 其他地方不做改动。

    Person

  • 属性名

    就是java中的成员变量，一个类可以零到多个属性，java中属性（成员变量）的修饰符，类型和默认值都可以在UML中体现出来。通常用的表达式如下：

    可见性 名称：类型[=默认值]

    • 在Java中可见性分为三类，分别是public、private和protected，在类图分别用+、-和#表示；

    • 名称为属性的名称；

    • 类型在java中有八种基本的数据类型（byte、short、 int、long、 float、 double、 char、 boolean）及String和一些自定义的类型。默认值如变量 accommodation 有初始值为 Earth！

  • 操作方法

    在java中类的操作方法也是有个通用的表达式如下：

    可见性 名称（[参数列表：参数1，参数2]）：返回类型[：void]

    可见性如上名称表达式的介绍，名称就是方法名，参数列表是可选的项，多参数的话参数直接用英文逗号隔开；返回值也是个可选项，返回值类型可以说基本的数据类型、用户自定义类型和void。如果是构造方法，则无返回类型！

4. 类之间关系UML的介绍和画法

4.1 泛化（Generalization）关系

泛化（Generalization）关系 ：空心箭头实线表示，箭头指向个人

泛化关系表示类与类之间的继承关系，类和类，接口和接口都可以是继承关系，父类称为基类或者超类，子类称为派生类。子类继承父类实现父类的所有功能，并拥有父类没有的功能！

**示例代码:**两个子类继承Person类

public class Person {
    public String name;

    protected int age;

    private String accommodation = "Earth";//住所

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getAccommodation() {
        return accommodation;
    }

    public void setAccommodation(String accommodation) {
        this.accommodation = accommodation;
    }
}

public class USAMan extends Person {
    private String language = "English";

    public  void sayHello(){

        System.out.println("Welcome to USA !");
    }
}

public class ChineseMan extends Person {
    private String skinColor = "yellow";

    public void sayHello() {
        System.out.println("欢迎来中国 !");
    }
}

UML图

泛化关系UML图

4.2 实现（Realization）关系

实现（Realization）关系 ：空心箭头虚线表示，箭头指向约定的元素

实现关系就是java中的一个类和接口之间的关系，接口中一般是没有成员变量。所有操作都是抽象的，只有声明没有具体的实现。

示例代码

public interface Car {
    //车的牌子
    public void brand();
}

public class LandRover implements Car{
    @Override
    public void brand() {
        System.out.println("This is a LandRover");
    }
}

UML类图

实现关系

4.3 依赖（Dependence）关系

依赖（Dependence）关系：虚线箭头表示，箭头指向被依赖的对象

依赖关系是类与类之间最弱的关系，A元素变化会影响B元素，反之不成立。说简单点就是一个类使用了另一个类，这种关系具有临时性特征，一个类的改变由于另一类而受影响。

示例代码

public class ChineseMan extends LandRover {
    private String skinColor = "yellow";

    public  void sayHello(){
        System.out.println("欢迎来中国 !");
    }

    public void useCar(LandRover car){
        car.brand();
    }
}

UML类图

依赖关系

4.4 关联（Association）关系

关联关系：实线箭头表示，箭头指向（也可以双向）被依赖元素

关联关系表示一个类和另一类有联系，它使一个类知道另一个类的属性和方法，被关联的元素间通常可以被独立的考虑。

  • 关联具有导航性：即双向关系或单向关系
  • 关系具有多重性：如“1”（表示有且仅有一个），“0…”（表示0个或者多个），“0，1”（表示0个或者一个），“n…m”（表示n到m个都可以），“m…*”（表示至少m个）

一对一的关联关系

public class YanAnMan {
    public ChineseMan cm;
}

一对一的关联关系

一对多的关联关系

public class YanAnMan {
    public List<ChineseMan> manList;
}

一对多的关联关系

说明:

  • 1…1表示另一个类的一个对象只与该类的一个对象有关系

  • 0…* 表示另一个类的一个对象与该类的零个或多个对象有关系

  • 1…* 表示另一个类的一个对象与该类的一个或多个对象有关系

  • 0…1表示另一个类的一个对象没有或只与该类的一个对象有关系

4.5 聚合（Aggregation）关系

聚合（Aggregation）关系：带空心菱形头的实线表示，菱形头指向整体

聚合关系是整体和部分的关系，是一种强的关系，但是部分可以脱离整体而存在。是关联关系的一种。

例如电脑与鼠标, 显示器就是一种聚合关系
示例代码:

public class Computer {
    private Mouse mouse; //鼠标可以和computer分离
    private Moniter moniter;//显示器可以和Computer分离
    public void setMouse(Mouse mouse) {
        this.mouse = mouse;
    }
    public void setMoniter(Moniter moniter) {
        this.moniter = moniter;
    }
}

public class Moniter {

}

public class Mouse {

}

聚合关系

4.6 组合（Composition）关系

组合（Composition）关系：带实心菱形头的实线表示，菱形头指向整体

组合关系是聚合关系的一种变种，便是了更强的组合关系，它要求整体的对象代表部分对象的生命周期。

例如没个人都有头和脚, 那么头和脚与人之间就是组合关系

示例代码

public class Person {
    private Head head = new Head();
    private Foot foot = new Foot();
}

public class Head {
}

public class Foot {
}

image-20241103171111415

四、常用的UML绘图工具

Visual Paradigm, ProcessOn, Microsoft Visio, 百度脑图

本篇使用了 百度脑图 和 Visual Paradigm

参考链接

https://learnku.com/articles/30316

https://www.yuque.com/u21195183/fnz31h/oo4otl#11394542

https://www.cnblogs.com/StarbucksBoy/p/16795809.html

转载请注明来源，欢迎对文章中的引用来源进行考证，欢迎指出任何有错误或不够清晰的表达。可以在下面评论区评论，也可以邮件至 george_95@126.com

©2016-2020 George

Built with Hexo and 3-hexo theme