UML 類圖介紹

一、 UML 簡介

UML （ Unified Modeling Language ）即統(tǒng)一建模語言，是 OMG （ Object Management Group ）發(fā)表的圖標式軟件設(shè)計語言。

UML 的功能：

可視化：使用圖表的形式來表現(xiàn)業(yè)務(wù)關(guān)系或者物理關(guān)系，可以促進對問題的理解和解決。

說明： UML 提供了一種通用的、精通的、沒有歧義的通信機制進行。

建造： UML 通過自己的語法規(guī)則使得可以通過使用建模工具軟件將設(shè)計模式映射到一種語言上。

建文檔：使用 UML 進行設(shè)計可以同時產(chǎn)生系統(tǒng)設(shè)計文檔。

UML 包括：

?????? ?????? 用例圖（ Use case diagrams ）

?????? ?????? 類圖（ Class diagrams ）

?????? ?????? 序列圖（ Sequence diagrams ）

?????? ?????? 合作圖（ Collaboration diagrams ）

?????? ?????? 狀態(tài)圖（ Statechart diagrams ）

?????? ?????? 活動圖（ Activity diagrams ）

?????? ?????? 構(gòu)件圖（ Component diagrams ）

?????? ?????? 部署圖（ Deployment diagrams ）

（藍色為較重要并且常用的圖）

類圖是最常用的 UML 圖，顯示出類、接口以及它們之間的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和關(guān)系；它用于描述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化設(shè)計。

類圖最基本的元素是類或者接口。

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二、類圖

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1. 類（ Class ）

一般包含 3 個組成部分。第一個是類名；第二個是屬性（ attributes ）；第三個是該類提供的方法（ 類的性質(zhì)可以放在第四部分；如果類中含有內(nèi)部類，則會出現(xiàn)第五個組成部分）。類名部分是不能省略的，其他組成部分可以省略。

類名書寫規(guī)范：正體字說明類是可被實例化的，斜體字說明類為抽象類。

屬性和方法書寫規(guī)范：修飾符 [ 描述信息 ] 屬性、方法名稱 [ 參數(shù) ] [ ：返回類型 | 類型 ]

屬性和方法之前可附加的可見性修飾符：

加號（ + ）表示 public ；減號（ - ）表示 private ； # 號表示 protected ；省略這些修飾符表示具有 package （包）級別的可見性。

如果屬性或方法具有下劃線，則說明它是靜態(tài)的。

?????? 描述信息使用 << 開頭和使用 >> 結(jié)尾。

?????? 類的性質(zhì)是由一個屬性、一個賦值方法和一個取值方法組成。書寫方式和方法類似。

例 1 ：

?????? public class TaxCalculator

{???

????? private long? taxRate ;

????? private int? salary? ;

?????

????? public TaxCalculator(long taxRate)

????? {

?????????? this.taxRate = taxRate ;

????? }

??????????

????? public long countTax()

????? {???

?????????? return taxRate*salary;?

????? }

?????

????? public int getSalary()

????? {

?????????? return salary;

????? }

?????

????? public void setSalary(int salary)

????? {

?????????? this.salary = salary;

????? }

}

TaxCalculator

-taxRate:long

+TaxCalculator(a:long) +countTax():long

salary:long

?????
2. 包（ Package ）

包是一種常規(guī)用途的組合機制。 UML 中的一個包直接對應(yīng)于 Java 中的一個包。在 Java 中，一個包可能含有其他包、類或者同時含有這兩者。進行建模時，通常使用邏輯性的包，用于對模型進行組織；使用物理性的包，用于轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)中的 Java 包。每個包的名稱對這個包進行了惟一性的標識。

例：

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?

3. 接口（ Interface ）

接口是一系列操作的集合，它指定了一個類所提供的服務(wù)。它直接對應(yīng)于 Java 中的一個接口類型。接口的表示有大概兩種方式。具體畫法見下例：

例：

public interface TaxCalculator

{

????? public long countTax();

????? public int getSalary();

????? public void setSalary(int salary);

}

畫法一：

????? 畫法二:

畫法二 :

????? 畫法二:

?????

Interface TaxCalculator

+countTax():long +getSalary():int +setSalary()

?

?

4. 關(guān)系

常見的關(guān)系有：一般化關(guān)系、實現(xiàn)關(guān)系、聚合關(guān)系、合成關(guān)系和依賴關(guān)系。請注意不同關(guān)系在圖中連線表示的不同。 ?????

4.1 一般化關(guān)系（ Generalization ）

在有的書籍和資料中也叫做“泛化關(guān)系”。

????? 一般化關(guān)系表示類與類、接口與接口之間的繼承關(guān)系。關(guān)系中的箭頭由子類指向父類。在 Java 中，用 extends 關(guān)鍵字來直接表示這種關(guān)系。

????? 例：

public abstract class Employee{

}

public class Programmer extends Employee{

}

?

?

?

?

4.2 實現(xiàn)（ Realization ）

實例關(guān)系指定兩個實體之間的一個合同。換言之，一個實體定義一個合同，而另一個實體保證履行該合同。關(guān)系中的箭頭由實現(xiàn)接口的類指向被實現(xiàn)的接口。在 Java 中，實現(xiàn)關(guān)系可直接用 implements 關(guān)鍵字來表示。

例：

public interface CollegePerson{

}

public class Professor implements CollegePerson{

}

表示方法一：（在 Rose2003 下實現(xiàn)如下，連接線沒有箭頭，因為方向顯而易見）

表示方法二：

表示方法二：

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4.3 關(guān)聯(lián)（ Association ）

表示類與類之間的連接。它使一個類的可見屬性和方法被另一個類使用。關(guān)聯(lián)可以是雙向或者單向的。雙向的關(guān)聯(lián)箭頭是可選的，單向的箭頭指向遍歷或者查詢的方向。在 Java 中，關(guān)聯(lián)使用實例變量來實現(xiàn)。在關(guān)聯(lián)關(guān)系中可以使用附加的基數(shù)來說明類之間對應(yīng)的個數(shù)。

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常見的基數(shù)

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例：以權(quán)限中的用戶組、用戶角色為例，一個用戶角色可以屬于一個或者多個用戶組，一個用戶組則可以包含多個用戶角色。如果用戶組采用下面的方法來獲得用戶角色的權(quán)限 …

????? public class UserGroup{

private UserRole uRole ;

????? ????? ......

}

public class UserRole{

}

則表現(xiàn)在圖中為：（注意箭頭的畫法）

注意：一個關(guān)聯(lián)關(guān)系往往是聚合關(guān)系或者是合成關(guān)系。

注意：一個關(guān)聯(lián)關(guān)系往往是聚合關(guān)系或者是合成關(guān)系。

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4.4 聚合（ Aggregation ）

聚合是關(guān)聯(lián)的一種形式，代表兩個類之間的整體 / 局部關(guān)系。聚合暗示著整體在概念上處于比局部更高的一個級別，而關(guān)聯(lián)暗示兩個類在概念上位于相同的級別。在 Java 中，聚合也是使用實例變量來實現(xiàn)的。
關(guān)聯(lián)和聚合的區(qū)別純粹是概念上的，在 Java 語法上分辨不出來的。聚合還暗示著實例圖中不存在回路。換言之，只能是一種單向關(guān)系。

例：汽車與輪胎的關(guān)系可以很好的說問題。

public class Car{

????? private Tyres tyres;

}

public class Tyres{

}

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4.5 合成（ Composition ）:[可以認為關(guān)系更強烈]

合成是聚合的一種特殊形式，暗示 “ 局部 ” 在 “ 整體 ” 內(nèi)部的生存期職責。合成關(guān)系是不能共享的。所以，雖然局部不一定要隨整體的銷毀而被銷毀，但整體要么負責保持局部的存活狀態(tài)，要么負責將其銷毀。局部不可與其他整體共享。但是，整體可將所有權(quán)轉(zhuǎn)交給另一個對象，后者隨即將承擔生存期職責。

????? 例：人和他的腿就是一個好的例子。

public class Man{

????? private Legs legs;

}

public class Legs{

}

?

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?

4.6 依賴（ Dependency ）

依賴也是類與類之間的連接，并且依賴總是單向的。實體之間一個 “ 使用 ” 關(guān) 系暗示一個實體的規(guī)范發(fā)生變化后，可能影響依賴于它的其他實例。更具體地說，它可轉(zhuǎn)換為對不在實例作用域內(nèi)的一個類或?qū)ο蟮娜魏晤愋偷囊?。其中包括一個 局部變量，對通過方法調(diào)用而獲得的一個對象的引用（如下例所示），或者對一個類的靜態(tài)方法的引用（同時不存在那個類的一個實例）。也可利用 “ 依賴 ” 來表示包和包之間的關(guān)系。由于包中含有類，所以你可根據(jù)那些包中的各個類之間的關(guān)系，表示出包和包的關(guān)系。

例：給一個雇員計算薪水的時候 , 要使用計算器的例子

public class Employee{

????? public void calcSalary(Calculator cSalary)

????? {

????? }

}

?

?

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三、小結(jié)

????? 在這里主要介紹了在閱讀、設(shè)計類圖中可能遇到的細節(jié)。希望能對大家有所幫助。由于個人水平有限，對 UML 認識不深，所以在正文中可能存在一些問題和不足，希望大家指正。