UML类图

本文详细介绍了UML类图中类的表示方式,包括属性和方法的表示,以及类与类之间的各种关系,如关联、聚合、组合、依赖、继承和接口实现。通过实例展示了各种关系的图形表示,帮助理解面向对象设计中的这些概念。

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一、类的表示

在UML类图中,类使用包含类名、属性和方法且带有分割线的矩形来表示,如下图示:

在这里插入图片描述


1.1、类的属性的表示方式

可见性 名称 : 类型 [ = 缺省值]

注意[ ]中的内容表示可选;

可见性表示方式
+public
-private
#protected/friendly

例如:下图表示一个Student类:

在这里插入图片描述

class Student {
	public:
		String Name;
	private:
		int Age;
	protect:
		char Sex;
	...
};

1.2、类的方法的表示方式

可见性 名称(参数列表)[ : 返回类型]

注意[ ]中的内容表示可选;

可见性表示方式
+public
-private
#protected/friendly

例如,下图表示一个Student类:

在这里插入图片描述

class Student {
	...
	public:
		void method1(Object par);
	private:
		int method2(int par1,int par2[])
	protect:
		String method3();
};

二、类与类之间关系的表示方式

2.1、关联关系

关联关系又可进一步分为单向关联、双向关联和自关联

2.1.1、单向关联

单向关联在UML类图中用一个带有箭头的实线表示,如下图示:

在这里插入图片描述
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;

2.1.2、双向关联

双向关联在UML类图中用一个不带箭头的实线表示,如下图示:

在这里插入图片描述
从上图中很容易看出,所谓的双向关联就是双方各自持有对方类型的成员变量。上图中在Customer类中维护一个Product数组,表示一个顾客购买了哪些产品;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。

2.1.3、自关联

自关联在UML类图中用一个带有箭头且指向自身的直线表示,如下图示:

在这里插入图片描述
上图的意思是Node类包含类型为Node的成员变量,也就是“自己包含自己”


2.2、聚合关系

聚合关系在UML中用带有空心菱形和箭头的实线表示,如下图示:

在这里插入图片描述
聚合关系强调“整体”包含“部分”,但是“部分”可以脱离“整体”而单独存在。比如上图中汽车包含了发动机(Car类中包含了一个Engine类型的成员变量),而发动机脱离了汽车也能单独存在。


2.3、组合关系

组合关系在UML中用带有实心菱形和箭头的实线表示,如下图示:

在这里插入图片描述
组合关系与聚合关系非常类似,但是最大的不同在于,组合关系中的“部分”脱离了“整体”便不复存在。在上图中,嘴是头的一部分且不能脱离头而单独存在。


2.4、依赖关系

依赖关系在UML中用带有箭头的虚线表示,如下图示:

在这里插入图片描述
类Driver的drive方法只有传入一个Car对象才能发挥作用,因此说Drive类依赖于Car类。


2.5、继承关系

继承关系对应的是extend关键字,在UML类图中用带空心三角形的实线表示,如下图示:

在这里插入图片描述
Student类与Teacher类都继承自Person类


2.6、接口实现关系

接口实现关系对应与implement关键字,在UML类图中用带有空心三角形的虚线表示,如下图示:

在这里插入图片描述

### UML绘制方法及学习资料 UML是一种静态结构,用于描述系统中的、接口以及它们之间的关系。以下是关于UML的绘制方法、示例和学习资料的相关信息。 #### 一、UML的基本构成 UML、接口、关联关系等元素组成。每个通常以矩形框表示,分为三个部分:名、属性和操作(方法)。的核心在于展示之间的关系,如继承、实现、关联、聚合和组合等[^1]。 ```plaintext +------------------+ | 名 | +------------------+ | 属性1: 型 | | 属性2: 型 | +------------------+ | + 方法1(参数): 返回值型 | | + 方法2(参数): 返回值型 | +------------------+ ``` #### 二、UML的绘制规则 1. **的表示方式** 用矩形框表示,其中包含名、属性和方法。名位于顶部,属性位于中间,方法位于底部。例如: ```plaintext +------------------+ | Person | +------------------+ | - name: String | | - age: int | +------------------+ | + setName(String) | | + getName(): String | +------------------+ ``` 2. **关系的表示方式** - **继承**:使用空心箭头指向父,表示子继承父。 - **实现**:使用空心箭头指向接口,表示实现了该接口。 - **关联**:使用直线连接两个,表示两者之间存在某种关系。 - **聚合**:使用空心菱形连接,表示整体与部分的关系,但部分可以独立存在。 - **组合**:使用实心菱形连接,表示整体与部分的关系,且部分不能独立存在[^3]。 #### 三、UML绘制工具 绘制UML可以使用多种工具,以下是一些常用的在线和离线工具: - **在线工具**:ProcessOn、Lucidchart、Draw.io 等。这些工具支持实时协作,适合团队合作。 - **离线工具**:Visual Paradigm、StarUML、Enterprise Architect 等。这些工具功能强大,适合专业开发人员使用。 #### 四、UML示例 以下是一个简单的UML示例,展示了 `Person` 和 `Student` 之间的继承关系: ```plaintext +------------------+ +------------------+ | Student | | Person | +------------------+ +------------------+ | - studentId: int | | - name: String | +------------------+ | - age: int | | + getStudentId() |<|--|> | + setName(String) | | + setStudentId(int) | | + getName(): String | +------------------+ +------------------+ ``` #### 五、学习资料推荐 1. **书籍**:《UML精粹》(Martin Fowler 著),这是一本经典的UML入门书籍,内容详尽且易于理解。 2. **在线教程**:可以在 ProcessOn 的官方文档中找到详细的绘制指南。 3. **视频课程**:B站或 YouTube 上有许多关于 UML 的免费教程,适合初学者快速上手[^2]。
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