UML图基础

几种比较容易混淆的概念

UML 中类与类, 类与接口, 接口与接口这间的关系有泛化(generalization) 关系, 关联(association)关系( 关联, 聚合, 合成), 依赖(dependency)关系,实现(realization)关系.

1.泛化(generalization)

泛化(generalization)关系是一个类(称为子类、子接口)继承另外的一个类(称为父类、父接口)的功能,并可以增加它自己的新功能的能力,继承是类与类或者接口与接口之间最常见的关系;在Java中此类关系通过关键字extends明确标识,在设计时一般没有争议性。


2.依赖(dependency)关系

依赖(dependency)关系: 也是类与类之间的连接. 表示一个类依赖于另一个类的定义. 依赖关系总是单向 。可以简单的理解,就是一个类A使用到了另一个类B,而这种使用关系是具有偶然性的、、临时性的、非常弱的,但是B类的变化会影响到A;比如某人要过河,需要借用一条船,此时人与船之间的关系就是依赖;表现在代码层面,为类B作为参数被类A在某个method方法中使用。
java 中. 依赖关系体现为: 局部变量, 方法中的参数, 和对静态方法的调用.


3.实现(realization)关系

指的是一个class类实现interface接口(可以是多个)的功能;实现是类与接口之间最常见的关系;在Java中此类关系通过关键字implements明确标识,在设计时一般没有争议性;


4.Association(关联)

Read as "..has a.." association between classes.

表示类与类之间的联接, 它使一个类知道另一个类的属性和方法. 
关联可以使用单箭头表示单向关联, 使用双箭头或不使用箭头表示双向关联, 不建议使用双向关联. 关联有两个端点, 在每个端点可以有一个基数, 表示这个关联的类可以有几个实例. 
常见的基数及含义: 
0..1:0 或1 个实例. 
0..*: 对实例的数目没有限制. 
1: 只能有一个实例. 
1..*: 至少有一个实例. 

他体现的是两个类、或者类与接口之间语义级别的一种强依赖关系,比如我和我的朋友;这种关系比依赖更强、不存在依赖关系的偶然性、关系也不是临时性的,一般是长期性的,而且双方的关系一般是平等的,表现在代码层面,为被关联类B以类属性的形式出现在关联类A中,也可能是关联类A引用了一个类型为被关联类B的全局变量;java 语言中关联关系是使用实例变量实现的.


5.Aggregation(聚合关系)

Read as "..owns a ..". Not as strong as a composite.

 关联关系的一种特例, 是强的关联关系. 聚合是整体和个体之间的关系,has-a的关系,此时整体与部分之间是可分离的,他们可以具有各自的生命周期,部分可以属于多个整体对象,也可以为多个整体对象共享;比如计算机与CPU、公司与员工的关系等;表现在代码层面,和关联关系是一致的,只能从语义级别来区分;

聚合关系也是使用实例变量实现的. java 语法上是分不出关联和聚合的. 

关联关系中两个类是处于相同的层次, 而聚合关系中两不类是处于不平等的层次, 一个表示整体, 一个表示部分.


6.Composition (组合关系)

Strong relationship between classes to the point of containment. Read as "..is part of..".

也是关联关系的一种特例,他体现的是一种contains-a的关系,这种关系比聚合更强,也称为强聚合;他同样体现整体与部分间的关系,但此时整体与部分是不可分的,整体的生命周期结束也就意味着部分的生命周期结束;比如你和你的大脑;合成关系不能共享. 。表现在代码层面,和关联关系是一致的,只能从语义级别来区分。

组合跟聚合几乎相同,唯一的区别就是“部分”不能脱离“整体”单独存在,就是说, “部分”的生命期不能比“整体”还要长。








### UML基础知识 UML(Unified Modeling Language,统一建模语言)是一种标准化的建模语言,用于可视化、指定、构建和记录软件系统的制品。它提供了一种通用的方法来描述系统的设计和行为。 #### UML的概念 UML是对软件系统中面向对象的类、对象、消息和关系等进行形化表示的一种方式[^1]。这些表帮助开发者更好地理解和沟通复杂系统的设计细节。UML的核心目标是为软件开发过程中的各种阶段提供支持,包括需求分析、设计、实现和测试。 #### UML的主要类型 UML定义了多种类型的表,每一种都专注于不同的方面以满足特定的需求: - **用例(Use Case Diagrams)**: 描述系统功能及其与外部参与者的关系。 - **类(Class Diagrams)**: 显示一组类、接口、协作以及它们之间的关系,主要用于展示系统的静态结构[^2]。 - **序列(Sequence Diagrams)**: 表现对象间的交互顺序,强调时间轴上的事件流。 - **状态(Statechart Diagrams/State Machine Diagrams)**: 展示一个实体可能经历的状态变化及触发条件。 - **活动(Activity Diagrams)**: 类似于流程,用来描绘工作流或操作的过程。 - **组件(Component Diagrams)**: 反映代码模块间依赖关系。 - **部署(Deployment Diagrams)**: 定义物理节点分布情况,适用于分布式应用环境下的架构说明。 #### 关键知识点总结 - UML不仅限于编程领域内的技术交流工具;它是整个生命周期内项目管理的有效手段之一。 - 在实际应用场景下,“类” 和 “时序” 是最为常用的两种形式,特别是在讲解设计模式的时候会更多涉及前者。 ```python # 示例:简单的Python类定义对应到UML概念 class Person: def __init__(self, name: str, age: int): self.name = name # 属性名 : 数据类型 self.age = age def introduce(self): # 方法签名 return f"My name is {self.name}, I am {self.age} years old." person_instance = Person("Alice", 30) print(person_instance.introduce()) ``` 上述代码片段展示了如何将基本的对象导向原则转换成可读性强的形式以便进一步抽象成为标准文档的一部分。
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