软考中级习题与解答——UML中主要关系

1. 泛化关系（Generalization）- 继承

图示：

空心三角形箭头 + 实线，箭头从子类指向父类

例子：

// 父类
class Animal {
    void eat() { }
}

// 子类  
class Dog extends Animal {
    void bark() { }
}

class Cat extends Animal {
    void meow() { }
}

类图表示：

    Dog      Cat
      ↘     ↙
      Animal

（箭头：Dog → Animal，Cat → Animal，空心三角形）

特点：

• 表示"is-a"关系

• 子类继承父类的属性和方法

• 代码中通过extends关键字实现

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2. 实现关系（Realization）- 接口实现

图示：

空心三角形箭头 + 虚线，箭头从实现类指向接口

例子：

interface Flyable {
    void fly();
}

class Bird implements Flyable {
    public void fly() {
        System.out.println("鸟儿飞翔");
    }
}

class Airplane implements Flyable {
    public void fly() {
        System.out.println("飞机飞行");
    }
}

类图表示：

    Bird     Airplane
      ↘     ↙
    ─ ─ ─ Flyable ─ ─ ─

（箭头：Bird → Flyable，Airplane → Flyable，虚线+空心三角形）

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3. 关联关系（Association）- 使用关系

图示：

普通实线箭头，箭头指向被关联的类

例子：

class Teacher {
    private Student[] students;
}

class Student {
    private Teacher teacher;
}

类图表示：

Teacher ─────→ Student

变种：双向关联

Teacher ───── Student

（无箭头，或双箭头）

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4. 聚合关系（Aggregation）- 弱拥有

图示：

空心菱形箭头 + 实线，菱形在整体一端

例子：

class Classroom {
    private List<Student> students;
    // 教室和学生是聚合关系
    // 教室销毁，学生仍然存在
}

类图表示：

Classroom ◇──── Student

（空心菱形在Classroom端）

特点：

• 表示"has-a"关系

• 部分可以脱离整体存在

• 生命周期不绑定

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5. 组合关系（Composition）- 强拥有

图示：

实心菱形箭头 + 实线，菱形在整体一端

例子：

class House {
    private Room livingRoom;
    private Room bedroom;
    // 房屋和房间是组合关系
    // 房屋销毁，房间也不存在了
}

class Room {
    // 房间不能脱离房屋独立存在
}

类图表示：

House ◆──── Room

（实心菱形在House端）

特点：

• 强关联关系

• 部分不能脱离整体存在

• 生命周期完全绑定

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6. 依赖关系（Dependency）- 临时使用

图示：

虚线箭头，箭头指向被依赖的类

例子：

class Person {
    // 依赖关系：临时使用，不是持久关联
    void travel(Transportation vehicle) {
        vehicle.move();
    }
}

class Transportation {
    void move() { }
}

类图表示：

Person - - - - → Transportation

（虚线箭头）

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7. 包含关系（Include）- 用例间的包含

图示：

虚线箭头 + include，箭头从基础用例指向被包含的用例

例子：

// 在用例层面，不是代码层面
// 基础用例：网上购物
// 被包含用例：用户登录、支付确认

特点：

• 基础用例必须执行被包含的用例

• 被包含用例是基础用例的必要组成部分

• 箭头方向：基础用例 → 被包含用例

• 用虚线（依赖关系的变种）

8. 扩展关系（Extend）- 用例间的扩展

图示：

虚线箭头 + extend，箭头从扩展用例指向基础用例

特点：

可选性

• 扩展用例是可选的，不是必须执行的

• 基础用例可以独立存在，不需要扩展用例

条件触发

• 扩展关系通常有扩展点和触发条件

• 只有在特定条件下才会执行扩展用例

箭头方向

• 箭头从扩展用例指向基础用例

• 表示扩展用例"扩展"了基础用例的功能

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总结对比表

关系类型	图示	代码表现	生命周期	强度	应用场景
泛化 (继承)	空心三角+实线 子类→父类	extends	-	最强	类继承，is-a关系
实现 (接口)	空心三角+虚线 实现类→接口	implements	-	强	接口实现
组合 (强拥有)	实心菱形+实线 整体→部分	成员变量 (new创建)	绑定	强	强关联，部分不能独立存在
聚合 (弱拥有)	空心菱形+实线 整体→部分	成员变量 (外部传入)	不绑定	中	弱关联，部分可独立存在
关联 (使用)	实线箭头 源→目标	成员变量	不绑定	中	类间持久关联
依赖 (临时)	虚线箭头 源→目标	参数/局部变量/ 静态方法调用	临时	弱	临时性使用
包含 (用例)	虚线+include 基础→被包含	-	-	强	用例必须执行的关系
扩展 (用例)	虚线+extend 扩展→基础	-	-	弱	用例可选执行的关系