UML類圖（Unified Modeling Language Class Diagrams)

統一建模語言（UML） |  類圖

什麼是UML？

　　UML是一種用於可視化描述系統，具有廣泛用途的建模語言。作爲一種標準化的圖形語言，在軟件工業中被用於軟件系統部件的具體化，可視化，結構化描述以及撰寫文檔，同樣在商業模型中也得到應用。

UML的優點：

• 使複雜的軟件設計更爲簡單，也能夠實現像OOP（面向對象編程）這一類被廣泛應用的概念。
• 用理解起來可能更容易的圖來描述，避免了大量的文字。
• 是表達和交流概念或系統結構變得更容易。
• 在一張圖中就能夠描繪出整個系統。
• 程序員實用類圖來描述實際需求時，可讓問題更加清晰明瞭，實現起來更容易。

UML的分類

　　UML通常分爲兩類：描述結構的UML圖（Structural UML diagrams）和描述行爲的UML圖（Behavioral UML diagrams），具體見下表：

描述結構的UML圖	描述行爲的UML圖
類圖（Class diagram） 包圖（Package diagram） 對象圖（Object diagram） 組件圖（Component daigram） 組合結構圖（Composite structure diagram） 部署圖（Deployment diagram）	活動圖（Activity diagram） 時序圖（Sequence diagram） 用例圖（Use case diagram） 狀態圖（State diagram） 協作圖（Communication diagram） 交互關係概覽圖（Interaction overview diagram） 時間線圖（Timing diagram）

UML | 類圖

　　類圖展示出OOP中的類，接口，及其中存在的關係，關聯與協作。UML在類圖中是標準化的。類是OOP的主要構件模塊，而類圖用恰當的結構展示OOP中遇到的一切，包括類，繼承關係，類關係。它能夠描述各種對象和它們之間的靜態關係。使用類圖的主要目的：

• 類圖是唯一能夠恰當的展示出OOP中各種不同概念的UML。
• 利用類圖來對應用程序做出優化的設計與分析高效而快速。
• 類圖是部署圖和組件圖的基礎。

類圖一般的規則如下：

• 每個類用一個矩形框表示，框內由類名，屬性，及定義的操作三個子部件構成。
• 三種表示可見性的修飾符：
• + 表示public
• # 表示protected
• -  表示private
• ~  表示default（無修飾符）

一些常用的構成模型的組件：

• 類（Class）{名(name)，屬性(attribute)，方法(method)
• 對象（Object）
• 接口（Interface）
• 關係（Relationships） { 繼承（inheritance），關聯（association），泛化（generalization）}
• 關聯（association）{雙向，單向（unidirectional，aggregation）}

常用表示關係的組件：

 

關於繪製類圖： 

一些在線或離線的軟件都能夠完成類圖的製作，比如Edraw max, lucid chart等。如果能在相關網站軟件找到模板，製作類圖更爲方便。

推薦網站https://www.draw.io/，可製作各種各樣的diagram，使用很快捷，可保存文件到本地，免費無需登錄。之前也經常用來畫流程圖。

 

例子：

下圖爲實現interface和aggregation的類圖描述。MovablePoint, MovableCircle實現Movable。MovablePoint成爲MovableCircle一部分。

 

 

如下是一張類圖，父類Animal有兩個子類dog，cat。d1爲子類dog的對象。

 

以下爲對應代碼：

import java.io.*; 

class GFG { 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        dog d1 = new dog(); 
        d1.bark(); 
        d1.run(); 
        cat c1 = new cat(); 
        c1.meww(); 
    } 
} 

class Animal { 
    public void run() 
    { 
        String name; 
        String colour; 

        System.out.println("animal is running"); 
    } 
} 

class dog extends Animal { 
    public void bark() 
    { 
        System.out.println("wooh!wooh! dog is barking"); 
    } 
    public void run() 
    { 
        System.out.println("dog is running"); 
    } 
} 

class cat extends Animal { 
    public void meww() 
    { 
        System.out.println("meww! meww!"); 
    } 
} 

 

參考資料：

[1]. Unified Modeling Language (UML) | Class Diagrams - GeeksforGeeks     https://www.geeksforgeeks.org/unified-modeling-language-uml-class-diagrams/

[2]. UML Class Diagrams Tutorial, Step by Step – Salma – Medium    https://medium.com/@smagid_allThings/uml-class-diagrams-tutorial-step-by-step-520fd83b300b