采用C++或java以及其他的面向对象的语言开发一套系统时,需要设计好各个类的关系,形成类关系设计图,以指导实际的代码开发。类关系设计图通常用UML图表示,UML是一种模型表达的规范。本文将解释这6大关系是什么意思、UML图如何表示、对应的代码是怎样的,从而可以结合实际代码来深度理解6大关系。
在进行类关系图的设计之前,需要先阅读设计模式相关的内容,理解常见的设计模式,从而指导系统中各个类的关系梳理。
通常,类与类之间主要有6种关系,他们分别是
依赖、关联、聚合、组合、继承、实现
他们的耦合度依次增强。
依赖(Dependence)
UML线条为:
UML图示例:
依赖关系的定义为:对于两个相对独立的对象,当一个对象负责构造另一个对象的实例,或者依赖另一个对象的服务时,这两个对象之间主要体现为依赖关系。定义比较晦涩难懂,但在java中的表现还是比较直观的:类A当中使用了类B,其中类B是作为类A的方法参数、方法中的局部变量、或者静态方法调用。类上面的图例中:People类依赖于Book类和Food类,Book类和Food类是作为类中方法的参数形式出现在People类中的。
代码样例:
public class People{
//Book作为read方法的形参
public void read(Book book){
System.out.println(“读的书是”+book.getName());
}
}
关联(Association)
关联又分为单项关联、双向关联
单向关联:UML线条为:
UML示例:
双向关联:UML线条为:
UML示例:
对于两个相对独立的对象,当一个对象的实例与另一个对象的一些特定实例存在固定的对应关系时,这两个对象之间为关联关系。关联关系分为单向关联和双向关联。
在java中,单向关联表现为:类A当中使用了类B,其中类B是作为类A的成员变量。双向关联表现为:类A当中使用了类B作为成员变量;同时类B中也使用了类A作为成员变量。
代码样例:
public class Son{
//关联关系中作为成员变量的类一般会在类中赋值
Father father = new Father();
public void getGift(){
System.out.println(“从”+father.getName()+”获得礼物”);
}
}
public class Father{
Son son = new Son();
public void giveGift(){
System.out.println(“送给”+son.getName()+“礼物”);
}
}
聚合(Aggregation)
UML线条为:
UML示例:
聚合关系是关联关系的一种,耦合度强于关联,他们的代码表现是相同的,仅仅是在语义上有所区别:关联关系的对象间是相互独立的,而聚合关系的对象之间存在着包容关系,他们之间是“整体-个体”的相互关系。在聚合关系中,成员类是整体类的一部分,即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独立存在。
代码样例:
public class People{
Car car;
House house;
//聚合关系中作为成员变量的类一般使用set方法赋值
public void setCar(Car car){
This.car = car;
}
public void setHouse(House house){
This.house = house;
}
public void driver(){
System.out.println(“车的型号:”+car.getType());
}
public void sleep(){
System.out.println(“我在房子里睡觉:”+house.getAddress());
}
}
关联和聚合的关系
- 关联关系所涉及的两个对象是处在同一个层次上的。比如人和自行车就是一种关联关系,而不是聚合关系,因为人不是由自行车组成的。 聚合关系涉及的两个对象处于不平等的层次上,一个代表整体,一个代表部分。比如电脑和它的显示器、键盘、主板以及内存就是聚集关系,因为主板是电脑的组成部分。
- 对于具有聚集关系(尤其是强聚集关系)的两个对象,整体对象会制约它的组成对象的生命周期。部分类的对象不能单独存在,它的生命周期依赖于整体类的对象的生命周期,当整体消失,部分也就随之消失。比如张三的电脑被偷了,那么电脑的所有组件也不存在了,除非张三事先把一些电脑的组件(比如硬盘和内存)拆了下来。
组合(Composition)
UML线条:
UML示例:
相比于聚合,组合是一种耦合度更强的关联关系。存在组合关系的类表示“整体-部分”的关联关系,“整体”负责“部分”的生命周期,他们之间是共生共死的;并且“部分”单独存在时没有任何意义。在下图的例子中,People与Soul、Body之间是组合关系,当人的生命周期开始时,必须同时有灵魂和肉体;当人的生命周期结束时,灵魂肉体随之消亡;无论是灵魂还是肉体,都不能单独存在,他们必须作为人的组成部分存在。
代码示例:
Public class People{
Soul soul;
Body body;
//组合关系中的成员变量一般会在构造方法中赋值
Public People(Soul soul, Body body){
This.soul = soul;
This.body = body;
}
Public void study(){
System.out.println(“学习要用灵魂”+soul.getName());
}
Public void eat(){
System.out.println(“吃饭用身体:”+body.getName());
}
}
继承(Generalization)
UML线条:
UML示例:
继承表示类与类(或者接口与接口)之间的父子关系。在java中,用关键字extends表示继承关系。UML图例中,继承关系用实线+空心箭头表示,箭头指向父类。
代码示例:
class Animal{}
class Tiger extends Animal{}
class Dog extends Animal{}
继承一般具有下面的特点:
1、子类与父类应该完全一致,父类所具有的属性、操作,子类应该都有;
2、子类中除了与父类一致的信息以外,还包括额外的信息;
3、可以使用父类的实例的地方,也可以使用子类的实例;
6.实现(Implementation)
UML线条:
UML示例:
表示一个类实现一个或多个接口的方法。接口定义好操作的集合,由实现类去完成接口的具体操作。在java中使用implements表示。UML图例中,实现关系用虚线+空心箭头表示,箭头指向接口。
参考文档:https://blog.youkuaiyun.com/zhengzhb/article/details/7187278