OOP中的类之间关系

在面向对象编程中，类与类之间的关系可以通过不同的方式来表示。以下是 继承（Inheritance）、实现（Realization）、关联（Association）、聚合（Aggregation）、组合（Composition） 和 依赖（Dependency） 的区别和特点：

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1. 继承（Inheritance）

• 定义：继承是一种 "is-a" 关系，表示一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法。

• 特点：

  • 子类拥有父类的所有非私有成员（属性和方法）。

  • 子类可以重写父类的方法或添加新的方法。

  • 继承是强耦合的关系，父类的变化会影响子类。

• 示例：

  class Animal {
      void eat() {
          System.out.println("Animal is eating");
      }
  }
  
  class Dog extends Animal { // Dog 继承 Animal
      void bark() {
          System.out.println("Dog is barking");
      }
  }

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2. 实现（Realization）

• 定义：实现是一种 "can-do" 关系，表示一个类实现一个接口（Interface），并实现接口中定义的所有方法。

• 特点：

  • 接口定义了一组方法签名，类必须实现这些方法。

  • 实现是松耦合的关系，接口的变化会影响实现类。

• 示例：

  interface Flyable {
      void fly();
  }
  
  class Bird implements Flyable { // Bird 实现 Flyable
      @Override
      public void fly() {
          System.out.println("Bird is flying");
      }
  }

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3. 关联（Association）

• 定义：关联是一种 "has-a" 关系，表示一个类与另一个类之间有某种联系。

• 特点：

  • 关联可以是单向的或双向的。

  • 关联关系通常是长期的，对象之间的生命周期没有强依赖。

• 示例：

  class Teacher {
      private List<Student> students; // Teacher 和 Student 是关联关系
  }
  
  class Student {
      private Teacher teacher; // Student 和 Teacher 是关联关系
  }

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4. 聚合（Aggregation）

• 定义：聚合是一种特殊的关联关系，表示 "whole-part" 关系，整体和部分可以独立存在。

• 特点：

  • 部分对象可以属于多个整体对象。

  • 整体和部分的生命周期是独立的，删除整体不会影响部分。

• 示例：

  class Department {
      private List<Employee> employees; // Department 和 Employee 是聚合关系
  }
  
  class Employee {
      // Employee 可以独立存在
  }

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5. 组合（Composition）

• 定义：组合是一种更强的 "whole-part" 关系，表示整体和部分的生命周期是紧密关联的。

• 特点：

  • 部分对象不能独立于整体对象存在。

  • 整体对象负责管理部分对象的生命周期。

• 示例：

  class House {
      private Room room; // House 和 Room 是组合关系
  
      public House() {
          room = new Room(); // Room 的生命周期由 House 管理
      }
  }
  
  class Room {
      // Room 不能独立于 House 存在
  }

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6. 依赖（Dependency）

• 定义：依赖是一种 "use-a" 关系，表示一个类在某个方法中使用了另一个类。

• 特点：

  • 依赖关系是临时的，通常体现在方法的参数或局部变量中。

  • 依赖关系是弱耦合的，被依赖类的变化可能会影响依赖类。

• 示例：

  class Car {
      void drive(Driver driver) { // Car 依赖 Driver
          driver.drive();
      }
  }
  
  class Driver {
      void drive() {
          System.out.println("Driver is driving");
      }
  }

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总结对比

关系类型	定义	特点	示例
继承	"is-a" 关系	子类继承父类的属性和方法，强耦合	Dog extends Animal
实现	"can-do" 关系	类实现接口的方法，松耦合	Bird implements Flyable
关联	"has-a" 关系	类与类之间有联系，生命周期独立	Teacher 和 Student
聚合	"whole-part" 关系	整体和部分可以独立存在，生命周期独立	Department 和 Employee
组合	强 "whole-part" 关系	整体和部分生命周期紧密关联，部分不能独立存在	House 和 Room
依赖	"use-a" 关系	临时关系，通常体现在方法参数或局部变量中	Car 依赖 Driver

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关键点

1. 继承 和 实现 是类与类之间的垂直关系（父子关系）。

2. 关联、聚合 和 组合 是类与类之间的水平关系（整体与部分）。

3. 依赖 是临时的、弱耦合的关系，通常体现在方法级别。

通过理解这些关系的区别，可以更好地设计面向对象的系统。

在 UML（统一建模语言）中，箭头用于表示类与类之间的关系。不同的箭头类型和方向代表了不同的关系语义。以下是 UML 中常见箭头的解释：

关系类型	箭头类型	方向	语义
继承	空心三角形箭头 + 实线	子类 → 父类	子类继承父类
实现	空心三角形箭头 + 虚线	实现类 → 接口	类实现接口
关联	普通箭头 + 实线	双向或单向	类与类之间有联系
聚合	空心菱形箭头 + 实线	部分 → 整体	整体和部分可以独立存在
组合	实心菱形箭头 + 实线	部分 → 整体	整体和部分生命周期紧密关联
依赖	普通箭头 + 虚线	依赖类 → 被依赖类	一个类在某个方法中使用另一个类
导航性	普通箭头 + 实线或虚线	单向或双向	表示关联关系的方向性
多重性	数字或范围标注	关联关系的两端	表示类与类之间的数量关系

通过理解这些箭头和关系的语义，可以更好地阅读和绘制 UML 图，从而更清晰地表达系统设计。