UML建模语言

UML(Unified Modeling Language)是一种用于设计软件蓝图的可视化建模语言,它提供了类、接口和类之间的多种关系(如依赖、关联、聚合、组合、泛化、实现)的表示方法,有助于简化软件系统的理解和设计,降低开发成本。类图是UML中的关键元素,展示了类、接口及其静态结构和关系。在软件开发全周期中,类图都具有重要价值。

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UML建模语言

​ 建模语言(UnifiedModelingLanguage,UML)是用来设计软件蓝图的可视化建模语言,1997年被国际对象管理组织(OMG)采纳为面向对象的建模语言的国际标准.

​ 建模语言能为软件开发的所有阶段提供模型化和可视化支持。而且融入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术,使软件设计人员沟通更简明,进一步缩短了设计时间,减少开发成本。

(1)类名(Name)是一个字符串,例如,Student。

(2)属性(Attribute)是指类的特性,即类的成员变量。UML按以下格式表示:

[可见性]属性名:类型[=默认值]

例如:-name:String

注意:“可见性”表示该属性对类外的元素是否可见,包括公有(Public)、私有(Private)、受保护(Protected)和朋友(Friendly)4种,在类图中分别用符号+、-、#、~表示。

(3)操作(Operations)是类的任意一个实例对象都可以使用的行为,是类的成员方法。UML按以下格式表示:

[可见性]名称(参数列表)[:返回类型]

例如:+display():void。

学生类的UML表示。
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接口

在UML中,接口使用一个带有名称的小圆圈来进行表示。图形类接口的UML表示。
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类图

​ 类图(ClassDiagram)是用来显示系统中的类、接口、协作以及它们之间的静态结构和关系的一种静态模型。它主要用于描述软件系统的结构化设计,帮助人们简化对软件系统的理解,它是系统分析与设计阶段的重要产物,也是系统编码与测试的重要模型依据。

​ 类图中的类可以通过某种编程语言直接实现。类图在软件系统开发的整个生命周期都是有效的,它是面向对象系统的建模中最常见的图。下图所示是“计算长方形和圆形的周长与面积”的类图,图形接口有计算面积和周长的抽象方法,长方形和圆形实现这两个方法供访问类调用。
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类与类之间的关系

​ 在软件系统中,类不是孤立存在的,类与类之间存在各种关系。根据类与类之间的耦合度从弱到强排列,UML中的类图有以下几种关系:依赖关系、关联关系、聚合关系、组合关系、泛化关系和实现关系。其中泛化和实现的耦合度相等,它们是最强的。

类继承类(泛化关系)is-a

类实现接口 (实现关系)

接口继承接口

类关联类:把一个类作为另一个类的属性 has-a

​ 聚合关系:是整体和部分的关系,但是部分可以脱离整体而存在,学校–老师

​ 组合关系:更强烈的关联关系,是整体和部分的关系,部分不能脱离整体存在, 头–嘴

类依赖类(依赖关系):在一个类中使用另一个类,例如在方法中作为参数使用 use-a

​ 对象之间耦合度最低的一种关联方式,是临时性的关联

依赖关系

​ 对象之间耦合度最低的一种关系,具有临时性

​ 依赖关系使用带箭头的虚线来表示,箭头从使用类指向被依赖的类。
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关联关系

​ 是对象之间的一种引用关系,可以是单向,也可以是多向的

​ 双向的关联可以用带两个箭头或者没有箭头的实线来表示,单向的关联用带一个箭头的实线来表示,箭头从使用类指向被关联的类。也可以在关联线的两端标注角色名,代表两种不同的角色。
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聚合关系

​ 也是关联关系的一种,是强关联关系 has-a

​ 成员对象可以脱离整体对象而独立存在

​ 组合关系用带实心菱形的实线来表示,菱形指向整体。

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组合关系

​ 更强烈的关联关系,是整体和部分关系

​ 部分不能脱离整体

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泛化关系

​ 对象之间耦合度最大的一种关系,表示一般与特殊的关系,是父类与子类之间的关系,是一种继承关系,是is-a的关系。

​ 泛化关系用带空心三角箭头的实线来表示,箭头从子类指向父类。在代码实现时,使用面向对象的继承机制来实现泛化关系。
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实现关系

​ 是接口与实现类之间的关系。在这种关系中,类实现了接口,类中的操作实现了接口中所声明的所有的抽象操作。

​ 实现关系使用带空心三角箭头的虚线来表示,箭头从实现类指向接口
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