OOP中 UML中類關係(UML 箭頭含義)

原創

2020-06-30 23:00

UML中類關係

如果你確定兩件對象之間是is-a的關係，那麼此時你應該使用繼承；比如菱形、圓形和方形都是形狀的一種，那麼他們都應該從形狀類繼承而不是聚合。
如果你確定兩件對象之間是has-a的關係，那麼此時你應該使用聚合；比如電腦是由顯示器、CPU、硬盤等組成的，那麼你應該把顯示器、CPU、硬盤這些類聚合成電腦類，而不是從電腦類繼承。

類間的關係

網上關於此類的討論非常多，發現對於該問題的理解各有各的說法，而各個說法中又相去甚遠。通過瀏覽這些討論以及對《O'Reilly - UML 2.0 In A Nutshell (2007)》的參考，發表一下自己的看法

類間關係有很多種，在大的類別上可以分爲兩種：縱向關係、橫向關係。

縱向關係就是繼承關係，它的概念非常明確，也成爲OO的三個重要特徵之一，這裏不過多的討論。

橫向關係較爲微妙，按照UML的建議大體上可以分爲四種：

依賴（Dependency）
關聯（Association）
聚合（Aggregation）
組合（Composition）

它們的強弱關係是沒有異議的：依賴 < 關聯 < 聚合 < 組合

然而它們四個之間的差別卻又不那麼好拿捏，需要好好體會。

依賴：
- UML表示法：虛線 + 箭頭
- 關係：" ... uses a ..."
- 此關係最爲簡單，也最好理解，所謂依賴就是某個對象的功能依賴於另外的某個對象，而被依賴的對象只是作爲一種工具在使用，而並不持有對它的引用。
- 典型的例子很多，比如：
  class Human
  {
      public void breath()
      {
          Air freshAir = new Air();
          freshAir.releasePower();
      }
      public static void main()
      {
          Human me = new Human();
          while(true)
          {
              me.breath();
          }
      }
  }
  
  class Air
  {
      public void releasePower()
      {
          //do sth.
      }
  }
- 釋義：一個人自創生就需要不停的呼吸，而人的呼吸功能之所以能維持生命就在於吸進來的氣體發揮了作用，所以說空氣只不過是人類的一個工具，而人並不持有對它的引用。
關聯：
- UML表示法：實線 + 箭頭
- 關係：" ... has a ..."
- 所謂關聯就是某個對象會長期的持有另一個對象的引用，而二者的關聯往往也是相互的。關聯的兩個對象彼此間沒有任何強制性的約束，只要二者同意，可以隨時解除關係或是進行關聯，它們在生命期問題上沒有任何約定。被關聯的對象還可以再被別的對象關聯，所以關聯是可以共享的。
- 典型的例子很多，比如：
  class Human
  {
      ArrayList friends = new ArrayList();
      public void makeFriend(Human human)
      {
          friends.add(human);
      }
      public static void main()
      {
          Human me = new Human();
          while(true)
          {
              me.makeFriend(mySchool.getStudent());
          }
      }
  }
- 釋義：人從生至死都在不斷的交朋友，然而沒有理由認爲朋友的生死與我的生死有必然的聯繫，故他們的生命期沒有關聯，我的朋友又可以是別人的朋友，所以朋友可以共享。
聚合：
- UML表示法：空心菱形 + 實線 + 箭頭
- 關係：" ... owns a ..."
- 聚合是強版本的關聯。它暗含着一種所屬關係以及生命期關係。被聚合的對象還可以再被別的對象關聯，所以被聚合對象是可以共享的。雖然是共享的，聚合代表的是一種更親密的關係。
- 典型的例子很多，比如：
  class Human
  {
      Home myHome;
      public void goHome()
      {
          //在回家的路上
          myHome.openDoor();
          //看電視
      }
      public static void main()
      {
          Human me = new Human();
          while(true)
          {
              //上學
              //喫飯
              me.goHome();
          }
      }
  }
- 釋義：我的家和我之間具有着一種強烈的所屬關係，我的家是可以分享的，而這裏的分享又可以有兩種。其一是聚合間的分享，這正如你和你媳婦兒都對這個家有着同樣的強烈關聯；其二是聚合與關聯的分享，如果你的朋友來家裏喫個便飯，估計你不會給他配一把鑰匙。
組合：
- UML表示法：實心菱形 + 實線 + 箭頭
- 關係：" ... is a part of ..."
- 組合是關係當中的最強版本，它直接要求包含對象對被包含對象的擁有以及包含對象與被包含對象生命期的關係。被包含的對象還可以再被別的對象關聯，所以被包含對象是可以共享的，然而絕不存在兩個包含對象對同一個被包含對象的共享。
- 典型的例子很多，比如：
  class Human
  {
      Heart myHeart = new Heart();
      public static void main()
      {
          Human me = new Human();
          while(true)
          {
              myHeart.beat();
          }
      }
  }
- 釋義：組合關係就是整體與部分的關係，部分屬於整體，整體不存在，部分一定不存在，然而部分不存在整體是可以存在的，說的更明確一些就是部分必須創生於整體創生之後，而銷燬於整體銷燬之前。部分在這個生命期內可以被其它對象關聯甚至聚合，但有一點必須注意，一旦部分所屬於的整體銷燬了，那麼與之關聯的對象中的引用就會成爲空引用，這一點可以利用程序來保障。心臟的生命期與人的生命期是一致的，如果換個部分就不那麼一定，比如闌尾，很多人在創生後的某個時間對其厭倦便提前銷燬了它，可它和人類的關係不可辯駁的屬於組合。
  在UML中存在一種特例，就是允許被包含對象在包含對象銷燬前轉移給新的對象，這雖然不自然，但它給需要心臟移植的患者帶來了福音。