00-设计模式系列之---30秒掌握UML类图核心要点-优快云博客

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本设计模式系列旨在以循序渐进的方式，帮助读者全面掌握设计模式的核心思想及其实际应用。内容分为四个阶段：

UML类图
从基础入手，讲解 UML 类图的基本概念与用法，包括类间关系（如继承、组合、关联等）。通过实例分析，帮助读者理解如何用 UML 描述系统结构，为后续学习奠定基础。

设计原则
深入解析面向对象设计的七大原则（如单一职责原则、开闭原则等），指导读者编写高内聚、低耦合的代码，并为理解设计模式提供理论支撑。

设计模式
系统讲解常见设计模式，按创建型、结构型和行为型分类，结合 UML 类图与代码示例，分析其应用场景、优缺点及实现方法。

项目实战
通过真实项目案例，展示设计模式的实际应用（如单例管理配置、工厂动态创建对象等）。结合主流框架（如 Spring、MyBatis）分析其原理，帮助读者将理论转化为实践能力。
通过这四个阶段的学习，读者不仅能掌握设计模式的理论知识，还能灵活运用于实际项目中，提升代码质量与开发能力。无论初学者还是开发者，都能从中受益，进一步提高软件开发水平。

我们在阅读开源项目时，总是希望能比较高效的整理清楚项目中的各个类之间的关系，那么有没有相应的工具能高效、简洁的表示清楚类关系呢？UML类图就是一个可以帮我们解决此类问题的工具或者方法。

1. 什么是类图？

定义：UML类图是一种静态结构图，用于描述系统的类、属性、操作（方法）以及类之间的关系。
核心价值：高效梳理代码结构，可视化类之间的交互，提升代码可读性和设计质量。
适用场景：阅读开源项目、系统设计、团队协作沟通。

2. 类图应用场景

开发阶段：设计系统架构，明确类职责。
文档化：为开源项目提供可维护的文档。
逆向工程：通过代码生成类图（如IDEA插件）。
业务建模：用类图描述业务实体关系（如电商系统中的订单-商品）。

3. 类图的核心组成

元素	符号/规则	示例	补充说明
类名	首字母大写	`Animal`	抽象类名用斜体
接口	`<<interface>>` + 接口名	`<<Flyable>>`	无属性，仅抽象方法
属性	`可见性名称: 类型 = 默认值`	`-name: String = "Unknown"`	成员变量
操作（方法）	`可见性名称(参数:类型): 返回类型`	`+fly(speed: int): void`	代表类提供的服务
可见性	`+` (public) `-` (private) `#` (protected) `~` (package)	`#age: int`	控制访问权限 +表示公共属性或操作； -表示私有属性或操作；＃表示受保护的属性或操作；〜表示包属性或操作。

4. 类关系

六种核心关系对比

关系类型	符号	方向	语义	代码体现	生命周期
继承	◁━ 实线 + 空心三角	子类 → 父类	`is-a`（泛化）	`class Duck extends Bird`	独立
实现	╌╌▷ 虚线 + 空心三角	实现类 → 接口	实现契约	`class Plane implements Flyable`	独立
关联	──> 实线箭头	持有类 → 被关联类	长期引用关系	成员变量 `private Address address;`	独立
聚合	◇━━ 实线 + 空心菱形	部分类 ← 整体类	`has-a`（弱拥有）	`class Team { List<Member> members; }`	部分可独立存在
组合	◆━━ 实线 + 实心菱形	部分类 ← 整体类	`contains-a`（强拥有）	`class Car { Engine engine; }`	部分随整体销毁
依赖	╌╌> 虚线箭头	使用类 → 被依赖类	临时使用	局部变量/参数/返回值	临时

关键区别

聚合 vs 组合

- 聚合：部分可独立存在（如教室和学生，学生可离开教室）。
- 组合：部分与整体共存亡（如公司和部门，公司倒闭则部门消失）。

关联 vs 依赖

- 关联：长期持有对象引用（如用户拥有地址）。
- 依赖：临时使用（如订单调用支付工具的方法）。

4.1. 继承（或泛化）

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；
继承关系采用空心三角形+实线来表示，由派生类指向基类。

4.2. 实现

是接口与实现类之间的关系。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；
实现接口采用空心三角形+虚线来表示，由类指向接口。

4.3. 关联

是对象之间的一种引用关系，用于表示一类对象与另一类对象之间的联系；
两个对等类之间的结构链接；
关联关系采用实线箭头表示，箭头从使用类指向被关联的类。

4.4. 聚合

表示一种弱的“拥有”关系，是整体和部分之间的关系，是 has-a 的关系；
聚合关系是通过成员对象来实现的，其中成员对象是整体对象的一部分，但是成员对象可以脱离整体对象而独立存在；
聚合关系采用空心菱形+实线表示，菱形端为整体对象。

4.5. 复合（或组合）

表示一种强的“拥有”关系，体现了严格的部分和整体的关系，是contain-a的关系；
整体对象和部分对象的声明周期一样，一旦整体对象不存在，部分对象也将不存在，部分对象不能脱离整体对象而存在；
复合关系采用实心菱形+实线表示，菱形端为整体对象。

4.6. 依赖

这种关系通常表现为局部变量、方法返回值，方法的参数或者对某个方法的直接调用

表示一种使用关系，是临时性的关联；
依赖关系采用虚线箭头表示，箭头从使用类指向被依赖的类。

在 Java 类图中，依赖关系是一种比较常见的关系类型，表示一个类（或接口）使用了另一个类（或接口）的服务或功能，但并不持有对方的引用。下面列举了一些常见的依赖关系：

参数依赖

一个类的方法签名中包含另一个类的对象作为参数，表示这个类依赖于另一个类的实例。

public class ClassA {
    public void method(ClassB b) {
        // 使用 ClassB 的实例
    }
}

局部变量依赖

一个类中的方法内部定义了另一个类的对象作为局部变量，表示这个类依赖于另一个类的实例。

public class ClassA {
    public void method() {
        ClassB b = new ClassB();
        // 使用局部变量 b
    }
}

返回值依赖

一个类的方法返回了另一个类的对象，表示这个类依赖于另一个类的实例。

public class ClassA {
    public ClassB createObject() {
        return new ClassB();
    }
}

依赖关系是一种松耦合的关系，表示一个类对另一个类的使用，但并不是强关联，两者可以相互独立存在。

4.7. 类关系综合

5. 常见误区澄清

❌ 箭头方向混淆：继承箭头指向父类，依赖箭头指向被依赖类。
❌ 组合误用：当部分可独立存在时，应用聚合而非组合。
❌ 忽略可见性：private属性不对外暴露，避免外部直接访问。