使用语雀绘制 Java 中六大 UML 类图

原创已于 2023-03-22 11:43:18 修改 · 2.9k 阅读

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#uml #java #设计模式 #开发语言 #绘图

于 2023-01-14 14:08:23 首次发布

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本文详细介绍了UML中六种重要的关系：继承表示类的层次结构，实现是类与接口的关系；关联描述对象间的连接，依赖则反映运行时的相互影响；聚合和组合是整体与部分的关系，其中组合更为紧密。

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泛化关系（Generalization）

继承指的是一个类（子类、子接口）继承另外的一个类（父类、父接口）的功能、并可以为自己增加新功能的能力。在 Java 中继承关系通过关键字 extends 明确标识。就像Java ArrayList 继承了 AbstractList 并拓展了属于自己的功能。

UML图

继承用一条带空心三角箭头的实线表示，从子类（子接口）指向父类（父接口）

@startuml

title Generalization
class AbstractList
class ArrayList

AbstractList <|-- ArrayList

@enduml

实现关系（Realization）

实现指的是一个 class 类实现 interface 接口（可以是多个）的功能，在 Java 中通过关键字 implements 明确标识。就像编程语言是一个泛化的概念，Java与Python就是它的具体落地实现。

public interface ProgrammingLanguage {
}

class Java implements ProgrammingLanguage {
}

class Python implements ProgrammingLanguage {
}

UML图

实现用一条带空心三角箭头的虚线表示

@startuml

title Generalization
interface ProgrammingLanguage
class Java
class Python

ProgrammingLanguage <|.. Java
ProgrammingLanguage <|.. Python

@enduml

关联关系（Association）

表示不同类对象之间有关联，这是一种静态关系，与运行过程的状态无关，在最开始就可以确定。因此也可以用 1 对 1、多对 1、多对多这种关联关系来表示。比如学生和学校就是一种关联关系，一个学校可以有很多学生，但是一个学生只属于一个学校，因此这是一种多对一的关系，在运行开始之前就可以确定。

public class School {
    List<Student> studentList;
}

class Student {
}

UML图

在关联的两端可以标注关联双方的角色和多重性标记。

@startuml

title Association

class School
School : StudentList

class Student

School "1"--"n" Student

@enduml

依赖关系（Dependency）

和关联关系不同的是，依赖关系是在运行过程中起作用的。

A 类和 B 类是依赖关系主要有三种形式：

A 类是 B 类中某方法的局部变量；
A 类是 B 类方法当中的一个参数；
A 类向 B 类发送消息，从而影响 B 类发生变化；

例如个人银行卡的存款与提现会影响银行的总账户余额

public class Bank {
    public static volatile BigDecimal allAccountBalance = new BigDecimal("1000000000");

    public static void setAllAccountBalance(BigDecimal allAccountBalance) {
        Bank.allAccountBalance = allAccountBalance;
    }
}

class BankCard {

    void deposit(BigDecimal money){
        Bank.setAllAccountBalance(Bank.allAccountBalance.add(money));
    }

    void cashWithdrawal(BigDecimal money){
        Bank.setAllAccountBalance(Bank.allAccountBalance.subtract(money));
    }
}

UML图

依赖关系用由类 A 指向类 B 的带箭头虚线表示：

@startuml

class Bank {
  +allAccountBalance
}

class BankCard {
	-deposit(BigDecimal money)
	-cashWithdrawal(BigDecimal money)
}

Bank <.. BankCard

@enduml

聚合关系（Aggregation）

聚合是关联关系的一种特例，它体现的是整体与部分的关系，即 has-a 的关系。此时整体与部分之间是可分离的，它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。例如电脑和鼠标键盘的关系，电脑作为整体，而鼠标键盘作为电脑的非必要组成部分，两者生命周期互不干扰。

public class Computer {
}

class Mouse {
}

class Keyboard {
}

UML图

聚合关系以实线空心菱形表示

@startuml

class Computer
class Mouse
class Keyboard

Computer o-- Mouse
Computer o-- Keyboard

@enduml

组合关系（Composition）

和聚合不同，组合中整体和部分是强依赖的，整体不存在了部分也不存在了。比如公司和部门，公司没了部门就不存在了。但是公司和员工之间属于聚合关系，因为公司没了员工还在。

public class Company {
}

class DepartmentA {}
class DepartmentB {}
class DepartmentC {}

UML图

组合关系用实心菱形表示

@startuml

class Company
class DepartmentA
class DepartmentB
class DepartmentC

Company *-- DepartmentA
Company *-- DepartmentB
Company *-- DepartmentC

@enduml