[轉載]UML類圖關係全面剖析

很想寫一篇用C++代碼來輔助說明UML中類圖關係的文章,使小組裏面大家的設計文檔能夠規範化一些,但發現已經有人寫了這樣的文章,所以這裏就簡單轉載一下吧:


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本文隨便轉載,請保留出處:http://blog.csdn.net/dylgsy/


UML的類圖關係分爲: 關聯、聚合/組合、依賴、泛化(繼承)。而其中關聯又分爲雙向關聯、單向關聯、自身關聯;下面就讓我們一起來看看這些關係究竟是什麼,以及它們的區別在哪裏。

1、關聯


雙向關聯:
C1-C2:指雙方都知道對方的存在,都可以調用對方的公共屬性和方法。

在 GOF的設計模式書上是這樣描述的:雖然在分析階段這種關係是適用的,但我們覺得它對於描述設計模式內的類關係來說顯得太抽象了,因爲在設計階段關聯關係 必須被映射爲對象引用或指針。對象引用本身就是有向的,更適合表達我們所討論的那種關係。所以這種關係在設計的時候比較少用到,關聯一般都是有向的。

使用ROSE 生成的代碼是這樣的:

class C1 
{
public:
    C2
* theC2;

}
;

class C2 
{
public:
    C1
* theC1;

}
;

雙向關聯在代碼的表現爲雙方都擁有對方的一個指針,當然也可以是引用或者是值。





單向關聯:
C3->C4:表示相識關係,指C3知道C4,C3可以調用C4的公共屬性和方法。沒有生命期的依賴。一般是表示爲一種引用。

生成代碼如下:

class C3 
{
public:
    C4
* theC4;

}
;

class C4 
{

}
;
...

單向關聯的代碼就表現爲C3有C4的指針,而C4對C3一無所知。



自身關聯(反身關聯):
自己引用自己,帶着一個自己的引用。

代碼如下:

class C14 
{
public:
    C14
* theC14;

}
;

就是在自己的內部有着一個自身的引用。

2、聚合/組合

當類之間有整體-部分關係的時候,我們就可以使用組合或者聚合。



聚合:表示C9聚合C10,但是C10可以離開C9而獨立存在(獨立存在的意思是在某個應用的問題域中這個類的存在有意義。這句話怎麼解,請看下面組合裏的解釋)。

代碼如下:

class C9 
{
public:
    C10 theC10;

}
;

class C10 
{

}
;




組 合(也有人稱爲包容):一般是實心菱形加實線箭頭表示,如上圖所示,表示的是C8被C7包容,而且C8不能離開C7而獨立存在。但這是視問題域而定的,例 如在關心汽車的領域裏,輪胎是一定要組合在汽車類中的,因爲它離開了汽車就沒有意義了。但是在賣輪胎的店鋪業務裏,就算輪胎離開了汽車,它也是有意義的, 這就可以用聚合了。在《敏捷開發》中還說到,A組合B,則A需要知道B的生存週期,即可能A負責生成或者釋放B,或者A通過某種途徑知道B的生成和釋放。

他們的代碼如下:

class C7 
{
public:
    C8 theC8;

}
;

class C8 
{
}
;

可以看到,代碼和聚合是一樣的。具體如何區別,可能就只能用語義來區分了。

3、依賴



依賴:
指C5可能要用到C6的一些方法,也可以這樣說,要完成C5裏的所有功能,一定要有C6的方法協助纔行。C5依賴於C6的定義,一般是在C5類的頭文件中包含了C6的頭文件。ROSE對依賴關係不產生屬性。

注意,要避免雙向依賴。一般來說,不應該存在雙向依賴。

ROSE生成的代碼如下:

// C5.h
#include "C6.h"

class C5 
{

}
;

// C6.h
#include "C5.h"

class C6
{

}
;

雖然ROSE不生成屬性,但在形式上一般是A中的某個方法把B的對象作爲參數使用(假設A依賴於B)。如下:

#include "B.h"
class A
{
          
void Func(B &b);
}

那依賴和聚合/組合、關聯等有什麼不同呢?

關聯是類之間的一種關係,例如老師教學生,老公和老婆,水壺裝水等就是一種關係。這種關係是非常明顯的,在問題領域中通過分析直接就能得出。

依 賴是一種弱關聯,只要一個類用到另一個類,但是和另一個類的關係不是太明顯的時候(可以說是“uses”了那個類),就可以把這種關係看成是依賴,依賴也 可說是一種偶然的關係,而不是必然的關係,就是“我在某個方法中偶然用到了它,但在現實中我和它並沒多大關係”。例如我和錘子,我和錘子本來是沒關係的, 但在有一次要釘釘子的時候,我用到了它,這就是一種依賴,依賴錘子完成釘釘子這件事情。

組合是一種整體-部分的關係,在問題域中這種關係很明顯,直接分析就可以得出的。例如輪胎是車的一部分,樹葉是樹的一部分,手腳是身體的一部分這種的關係,非常明顯的整體-部分關係。

上述的幾種關係(關聯、聚合/組合、依賴)在代碼中可能以指針、引用、值等的方式在另一個類中出現,不拘於形式,但在邏輯上他們就有以上的區別。

這 裏還要說明一下,所謂的這些關係只是在某個問題域纔有效,離開了這個問題域,可能這些關係就不成立了,例如可能在某個問題域中,我是一個木匠,需要拿着錘 子去幹活,可能整個問題的描述就是我拿着錘子怎麼釘桌子,釘椅子,釘櫃子;既然整個問題就是描述這個,我和錘子就不僅是偶然的依賴關係了,我和錘子的關係 變得非常的緊密,可能就上升爲組合關係(讓我突然想起武俠小說的劍不離身,劍亡人亡...)。這個例子可能有點荒謬,但也是爲了說明一個道理,就是關係和 類一樣,它們都是在一個問題領域中才成立的,離開了這個問題域,他們可能就不復存在了。


4、泛化(繼承)



泛化關係:如果兩個類存在泛化的關係時就使用,例如父和子,動物和老虎,植物和花等。
ROSE生成的代碼很簡單,如下:

#include "C11.h"

class C12 : public C11
{
}
;


5、這裏順便提一下模板



上面的圖對應的代碼如下:

template<int>
class C13 
{
}
;

這裏再說一下重複度,其實看完了上面的描述之後,我們應該清楚了各個關係間的關係以及具體對應到代碼是怎麼樣的,所謂的重複度,也只不過是上面的擴展,例如A和B有着“1對多”的重複度,那在A中就有一個列表,保存着B對象的N個引用,就是這樣而已。

好了,到這裏,已經把上面的類圖關係說完了,希望你能有所收穫了,我也費了不少工夫啊(畫圖、生成代碼、截圖、寫到BLOG上,唉,一頭大汗)。不過如果能讓你徹底理解UML類圖的這些關係,也值得了。:)

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