类图中关系

本文深入探讨了面向对象编程中的五大类关系:Generalization、Dependency、Association、Aggregation和Composition。通过实例解释了每种关系的具体表现和应用场景,强调了关联关系的双向和单向区别,聚合与组合的区别,以及依赖关系在函数参数、局部变量和静态方法调用中的体现。
类之间的关系种类: Generalization(泛化),Dependency(依赖关系)、Association(关联关系)、Aggregation(聚合关系)、Composition(合成关系)。

    其中Aggregation(聚合关系)、Composition(合成关系)属于Association(关联关系),是特殊的Association关联关系。Generalization(泛化)表现为继承(is a)或实现关系(like a或者has……function)。具体形式为类与类之间的继承关系,接口与接口之间的继承关系,类对接口的实现关系。

UML中类图中的几个关系:关联,组合,聚合,依赖关系 - Jason - Jason的博客

     Association关联 系表现为变量(has a )。类与类之间的联接,它使一个类知道另一个类的属性和方法。例如如果A依赖于B,则B体现为A的全局变量。关联关系有双向关联和单向关联。双向关联:两个类都知道另一个类的公共属性和操作。单向关联:只有一个类知道另外一个类的公共属性和操作。大多数关联应该是单向的,单向关系更容易建立和维护,有助于寻找可服用的类。

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    Aggregat ion(聚合关系) 是关联关系的一种,是强的关联关系。聚合关系是整体和个体的关系。普通关联关系的两个类处于同一层次上,而聚合关系的两个类处于不同的层次,一个是整体,一个是部分。同时,是一种弱的“拥有”关系。体现的是A对象可以包含B对象,但B对象不是A对象的组成部分。具体表现为,如果A由B聚合成,表现为A包含有B的全局对象,但是B对象可以不在A创建的时刻创建。

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    Composition(组合关系)是关联关系的一种,是比聚合关系强的关系。它要求普通的聚合关系中代表整体的对象负责代表部分的对象的生命周期。Composition(组合关系)是一种强的“拥有”关系,体现了严格的部分和整体的关系,部分和整体的生命周期一致。如果A由B组成,表现为A包含有B的全局对象,并且B对象在A创建的时刻创建。

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Dependency(依赖关系)表现为函数中的参数(use a)。是类与类之间的连接,表示一个类依赖于另一个类的定义,其中一个类的变化将影响另外一个类。例如如果A依赖于B,则B体现为局部变量,方法的参数、或静态方法的调用。常见的依赖关系如下:

   (1)类B以参数的形式传入类A的方法。

   (2)类B以局部变量的形式存在于类A的方法中。

   (3)类A调用类B的静态方法。



### UML 关系的含义与用法 UML中的关系包括依赖、泛化(继承)、实现、关联、聚合和组合。以下是这些关系的具体含义和用法: #### 1. 依赖关系(Dependency) 依赖关系表示一个的变化会影响另一个。这种关系通常通过使用某个的操作或属性来体现。在UML中,依赖关系用带箭头的虚线表示,箭头指向被依赖的[^1]。 ```plaintext A -> B (A依赖于B) ``` #### 2. 泛化关系(Generalization) 泛化关系即继承关系,表示子是父的一种特殊形式。子继承父的所有属性和方法,并可以添加新的属性和方法或重写父的方法。在UML中,泛化关系用带空心三角形的实线箭头表示,箭头指向父[^2]。 ```plaintext 子 --|> 父 ``` #### 3. 实现关系(Realization) 实现关系表示接口和实现该接口的之间的关系实现了接口所定义的行为。在UML中,实现关系用带空心三角形的虚线箭头表示,箭头指向接口[^3]。 ```plaintext --|> 接口 ``` #### 4. 关联关系(Association) 关联关系表示两个之间存在某种逻辑连接。它可以是一对一、一对多或多对多的关系。关联关系通常用一条实线连接两个,并可以在线上标注角色名称和多重性[^4]。 ```plaintext A --- B (A与B有关联) ``` #### 5. 聚合关系(Aggregation) 聚合关系是关联关系的一种特例,表示整体与部分的关系,是一种“弱拥有”的关系。聚合关系中的整体和部分可以独立存在,且由不同的模块管理。在UML中,聚合关系用空心菱形加实线箭头表示,箭头指向整体。 ```plaintext 整体 <>--- 部分 ``` #### 6. 组合关系(Composition) 组合关系也是整体与部分的关系,但它是“强拥有”的关系。部分不能独立于整体存在,一旦整体被销毁,部分也会随之销毁。在UML中,组合关系用实心菱形加实线箭头表示,箭头指向整体。 ```plaintext 整体 *--- 部分 ``` ### 示例代码 以下是一个简单的UML关系示例代码,展示了泛化、实现、关联、聚合和组合的关系: ```python # 泛化关系示例 class Animal: def speak(self): pass class Dog(Animal): # 子Dog继承父Animal def speak(self): return "Woof!" # 实现关系示例 from abc import ABC, abstractmethod class Shape(ABC): @abstractmethod def area(self): pass class Circle(Shape): # Circle实现Shape接口 def __init__(self, radius): self.radius = radius def area(self): return 3.14 * self.radius ** 2 # 关联关系示例 class Student: def __init__(self, name): self.name = name class Course: def __init__(self, title): self.title = title self.students = [] def add_student(self, student): self.students.append(student) # 聚合关系示例 class Department: def __init__(self, name): self.name = name self.courses = [] def add_course(self, course): self.courses.append(course) # 组合关系示例 class University: def __init__(self, name): self.name = name self.departments = [] def add_department(self, department): self.departments.append(department) ```
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