UML類圖關係大全

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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在UML建模中，對類圖上出現元素的理解是至關重要的。開發者必須理解如何將類圖上出現的元素轉換到Java中。以java爲代表結合網上的一些實例，下面是個人一些基本收集與總結：

 

基本元素符號：

 

1. 類（Classes）

類包含3個組成部分。第一個是Java中定義的類名。第二個是屬性（attributes）。第三個是該類提供的方法。

屬性和操作之前可附加一個可見性修飾符。加號（+）表示具有公共可見性。減號（-）表示私有可見性。#號表示受保護的可見性。省略這些修飾符表示具有package（包）級別的可見性。如果屬性或操作具有下劃線，表明它是靜態的。在操作中，可同時列出它接受的參數，以及返回類型，如下圖所示：

 

　　2. 包（Package）

包是一種常規用途的組合機制。UML中的一個包直接對應於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，你通常擁有邏輯性的包，它主要用於對你的模型進行組織。你還會擁有物理性的包，它直接轉換成系統中的Java包。每個包的名稱對這個包進行了惟一性的標識。

　　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。它直接對應於Java中的一個接口類型。接口既可用下面的那個圖標來表示（上面一個圓圈符號，圓圈符號下面是接口名，中間是直線，直線下面是方法名），也可由附加了<<interface>>的一個標準類來表示。通常，根據接口在類圖上的樣子，就能知道與其他類的關係。

關　系：

 

1. 依賴（Dependency）

實體之間一個“使用”關係暗示一個實體的規範發生變化後，可能影響依賴於它的其他實例。更具體地說，它可轉換爲對不在實例作用域內的一個類或對象的任何類型的引用。其中包括一個局部變量，對通過方法調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係。由於包中含有類，所以你可根據那些包中的各個類之間的關係，表示出包和包的關係。

　　2. 關聯（Association）

實體之間的一個結構化關係表明對象是相互連接的。箭頭是可選的，它用於指定導航能力。如果沒有箭頭，暗示是一種雙向的導航能力。在Java中，關聯轉換爲一個實例作用域的變量，就像圖E的“Java”區域所展示的代碼那樣。可爲一個關聯附加其他修飾符。多重性（Multiplicity）修飾符暗示着實例之間的關係。在示範代碼中，Employee可以有0個或更多的TimeCard對象。但是，每個TimeCard只從屬於單獨一個Employee。

 

 

3. 聚合（Aggregation）

聚合是關聯的一種形式，代表兩個類之間的整體/局部關係。聚合暗示着整體在概念上處於比局部更高的一個級別，而關聯暗示兩個類在概念上位於相同的級別。聚合也轉換成Java中的一個實例作用域變量。

關聯和聚合的區別純粹是概念上的，而且嚴格反映在語義上。聚合還暗示着實例圖中不存在迴路。換言之，只能是一種單向關係。

　　4. 合成（Composition）

合成是聚合的一種特殊形式，暗示“局部”在“整體”內部的生存期職責。合成也是非共享的。所以，雖然局部不一定要隨整體的銷燬而被銷燬，但整體要麼負責保持局部的存活狀態，要麼負責將其銷燬。

局部不可與其他整體共享。但是，整體可將所有權轉交給另一個對象，後者隨即將承擔生存期職責。Employee和TimeCard的關係或許更適合表示成“合成”，而不是表示成“關聯”。

　　5. 泛化（Generalization）

泛化表示一個更泛化的元素和一個更具體的元素之間的關係。泛化是用於對繼承進行建模的UML元素。在Java中，用extends關鍵字來直接表示這種關係。

 

　　6. 實現（Realization）

實例關係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。對Java應用程序進行建模時，實現關係可直接用implements關鍵字來表示。

像聚合還分爲：非共享聚合、共享聚合、複合聚合等。以及其它內容，下次再補充。