UML类图中继承的箭头为何指向父类?

本文深入解析了在面向对象编程(OOP)中,通过类图展示继承与依赖关系的概念,强调了类Child继承自类Parent及Child对Delegate的聚集关系的重要性。解释了“被依赖的先构造,依赖于人的后构造”的原则,帮助读者更好地理解和应用OOP设计原则。

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我们先来做一道题目,写出下列程序的运行结果:

public class Test {
    public static void main(Sting args[]) {
        Child child = new child();
    }
}

class Parent {
    Parent() {
        System.out.println(“Parent.”);
    }
}

class Delegate {
    Delegate() {
        System.out.println("Delegate.");
    }
}

class Child extends Parent {
    Child() {
        System.out.println("Child.");
    }

    Delegate delegate = new Delegate();
}

上段程序的类图:

输出结果如下:
Parent.
Delegate.
Child.
由此可知把继承的箭头方向规定为指向父类代表的是依赖的方向。所谓依赖(Dependency)是指两个元素之间的一种关系,其中一个元素变化导致另外一个元素变化。UML中采用从子类指向父类的空心箭头表示继承,暗示父类的变化可能导致子类的变化。
回到题目,根据”被依赖的先构造,依赖于人的后构造”的原来,类Child继承自类Parent意味着前者依赖后者,而Child对Delegate的聚集关系也意味着类似的依赖关系。
本文引自温昱的《软件架构设计》第24章 如此轻松:立足图论学UML
<think>首先,用户的问题是关于UML的:用户想知道在UML中如何表示继承关系和实现接口的关系,特别是箭头的表示方法。 根据系统指令: - 所有行内数学表达式必须使用$...$格式,但这里的问题是关于UML的,所以可能没有数学表达式,但如果有,我会处理。 - 独立公式必须使用$$...$$格式,但UML通常是文本或代码表示。 - LaTeX语法正确,但UML通常用PlantUML或其他文本表示。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识。 - 回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题。 用户提供了引用: - 引用[1]:描述了实现关系在UML中是用虚线加空心箭头表示,示例代码是PlantUML格式。 - 引用[2]:讨论了UML的各种关系,包括关联、依赖、继承和实现。 - 引用[3]:总结了继承关系,使用带有空心三角箭头的实线箭头指向父类。 用户的问题集中在继承关系和实现接口的箭头表示方法。 我的回答应该: 1. **结构清晰**:逐步解释继承关系和实现接口的关系。 2. **使用中文**。 3. **引用相关部分**:在末尾添加引用标识,如[^1]。 4. **生成相关问题**:在最后添加相关问题部分。 关键点: - **继承关系(Inheritance)**:通常表示之间的“is-a”关系。在UML中,使用空心三角箭头的实线从子指向父类。 - 例如:子父类箭头是实心线,箭头是空心三角)。 - 引用[3]中明确说:使用带有空心三角箭头的实线箭头指向父类。 - **实现接口关系(Interface Realization)**:表示一个实现了一个接口。在UML中,使用虚线加空心箭头指向接口。 - 例如: → 接口(箭头是虚线,箭头是空心三角)。 - 引用[1]中:实现关系是由虚线(…)加空心箭头(<|)表示的。 在PlantUML中: - 继承:使用 `--|>` 或似语法。 - 实现接口:使用 `<|..` 或似。 回答结构: 1. **介绍**:简要说明UML中的关系。 2. **解释继承关系**:描述箭头表示方法,给出示例。 3. **解释实现接口关系**:描述箭头表示方法,给出示例。 4. **提供代码示例**:使用PlantUML来展示,因为引用中提到了。 5. **添加引用**:在相关部分末尾添加引用标识。 6. **生成相关问题**:在最后添加相关问题部分。 生成相关问题: - 基于主题,如UML的其他关系、应用场景等。 - 例如: 1. UML中如何表示关联关系? 2. 依赖关系和继承关系的区别是什么? 3. UML在软件设计中的实际应用有哪些? 确保回答真实可靠:基于标准UML实践和提供的引用。</think>### UML继承关系和实现接口的箭头表示方法 在UML(统一建模语言)中,继承关系和实现接口关系是两种重要的关系,用于描述之间的层次结构和接口实现。下面我将逐步解释它们的箭头表示方法,并提供清晰的示例。 #### 1. **继承关系(泛化关系)** - **描述**:继承关系表示一个(子)是另一个父类)的特化,子继承父类的属性和方法。这是一种“is-a”关系(例如,“狗”是一种“动物”)。 - **箭头表示方法**: - 使用**实线箭头**,箭头末端为**空心三角形**。 - 箭头方向:从子指向父类。 - 符号示例:`子 —▷ 父类`(在文本表示中,常用 `--|>` 表示)。 - **示例**: - 在PlantUML代码中(一种文本化UML工具): ```plantuml @startuml class Animal class Dog Animal <|-- Dog // 实线加空心三角箭头,表示Dog继承自Animal @enduml ``` - 示解释:`Dog` 继承 `Animal` 箭头从 `Dog` 指向 `Animal`[^3]。 - 关键点:继承关系强调代码重用和层次结构,箭头必须是实线且末端为空心三角[^3]。 #### 2. **实现接口关系(接口实现)** - **描述**:实现接口关系表示一个实现了某个接口定义的方法。接口是一组抽象方法的集合,必须实现这些方法(例如,一个“汽车”实现“可驾驶”接口)。 - **箭头表示方法**: - 使用**虚线箭头**,箭头末端为**空心三角形**。 - 箭头方向:从实现指向接口。 - 符号示例:`实现 ···▷ 接口`(在文本表示中,常用 `<|..` 表示)。 - **示例**: - 在PlantUML代码中: ```plantuml @startuml interface Driveable // 定义接口 class Car Driveable <|.. Car // 虚线加空心三角箭头,表示Car实现Driveable接口 @enduml ``` - 示解释:`Car` 实现 `Driveable` 接口,箭头从 `Car` 指向 `Driveable`[^1]。 - 关键点:实现关系使用虚线,区别于继承的实线,强调接口的抽象性和实现的具体行为[^1][^2]。 #### 总结对比 | 关系型 | 箭头样式 | 方向 | 示例符号(PlantUML) | |----------------|------------------------|----------------|----------------------| | 继承关系 | 实线 + 空心三角箭头 | 子父类 | `<|--` | | 实现接口关系 | 虚线 + 空心三角箭头 | 实现 → 接口 | `<|..` | 在实际应用中,这两种关系帮助设计清晰的层次: - 继承用于共享公共属性和方法(如 `Animal` 和 `Dog`)。 - 实现接口用于定义行为契约(如 `Driveable` 和 `Car`)。 如果需要绘制UML,推荐使用PlantUML、StarUML等工具,它们支持这些标准符号[^1][^2][^3]。
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