类与类之间的关系UML模型图

关联、依赖、聚合、组合、泛化、实现

类之间可能存在以下几种关系:关联(association)、依赖(dependency)、聚合(Aggregation,也有的称聚集)、组合(Composition)、泛化(generalization,也有的称继承)、实现(Realization)。

1、关联

是指两个类之间存在某种特定的对应关系,例如客户和订单,一个订单只能属于某个客户,一个客户可能会有多张订单。根据方向,分为单向和双向。根据对应的数量分为一对一、一对多、多对多等。对应的UML图如下所示:
类与类之间的关系UML模型图
    关联关系用实线+箭头表示。
Customer和Order是双向一对多关联关系,那么在Customer中应该有Order的集合,在Order中应该Customer的属性。

2、依赖

依赖指的是类之间的调用关系。类A访问类B的属性或方法,或者类A负责实例化类B,那么就说类A依赖于类B。和关联关系不同的是,无需在类A中定义类B类型的属性。
 
例如自行车和打气筒,自行车通过打气筒来充气,那么就需要调用打气筒的充气方法。对应的UML图如下所示:
    类A            类B
类与类之间的关系UML模型图
    依赖关系用虚线+箭头表示。上图显示Bicycle和Pump是依赖关系,Bicycle依赖于Pump。
 
打气筒并不属于某个特定的自行车,一个打气筒可以为多个自行车提供充气的服务。在Bicycle中不需要定义Pump类型的属性,而是将传递了一个Pump类型的参数到Bicycle的方法中。
 

3、聚合

聚合是整体与部分之间的关系。例如计算机和主板,计算机是一个整体,主板是其中的一部分,主板、显卡、显示器等部件组成了计算机。对应的UML图如下所示:
 类与类之间的关系UML模型图
    聚合使用空心菱形+实线表示。上图显示Computer是由MainBoard和DisplayCard等组成的。
 
计算机由主板、显卡等部件组成,所以在Computer中定义了MainBoard和DisplayCard类型的属性。
 
聚合中类之间可以独立出来,比如一块主板可以状态A计算机上,也可以装在B计算机上。也就是说这块主板离开A计算机之后仍然是有意义的。

4、组合

组合中的类也是整体与部分的关系,与聚合不同的而是,其中的类不能对立出来。例如一个人由头、手、腿和躯干等组成,如果这个头离开了这个人,那么这个头就没有任何意义了。对应的UML图如下所示:
类与类之间的关系UML模型图
组合使用实心菱形和实线表示。上图表示People是由Head、Hand、Leg等组成。
 
People和Head、Hand、Leg是不可分割的,Head、Hand、Leg离开了People没有任何实际意义。在People中定义了Head、Hand、Leg类型的属性,组合也可以看成是聚合的一种特殊形式。
 
聚合和组合的代码几乎相同,单凭代码是无法区分两个类之间是聚合还是组合的关系的。所以就需要结合实际的业务环境来区分。例如汽车和轮胎,车主买了一辆汽车,上边肯定是由轮胎的,在这个业务中,轮胎和汽车是组合关系,它们分开就没有实际意义了。
 
在汽车修理店,汽车可以更换轮胎,所以在汽修店的业务环境中,汽车和轮胎就是聚合的关系,轮胎离开汽车是有业务意义的。
 

5、泛化

泛化比较好理解,就是两个类之间具有继承关系。例如人和学生,学生继承了人,除过具有人的一般的属性和方法之外,他还要有学习的方法。对应的UML图如下所示:
类与类之间的关系UML模型图
    泛化用空心三角形+实线表示。
 
Student继承自People,并且多了一个study的方法。

6、实现

实现即一个类实现了某个接口。对应的UML图如下所示:
类与类之间的关系UML模型图
    实现用三角形箭头和虚线表示。上图表示类CarDriver和PlaneDriver都实现了Driver接口。
 
值得注意的是,关联、依赖、聚合、组合的关系很容易搞混。当对象A和对象B之间存在关联、依赖、聚合或者组合关系时,对象A都有可能调用对象B的方法。这是它们的相同之处。另外它们还有自己的特征。
对于两个相对独立的对象A和B,当一个对象A的实例与B的实例存在固定的对应关系时,这两个对象之间为关联关系。代码中表现为在A中定义了B类型的属性。
对于两个相对独立的对象A和B,当一个对象A负责构造对象B的实例,或者调用对象B提供的服务时,这两个对象之间主要体现为依赖关系。代码中的表现即将B类型的参数传入A的方法中,而不是在A中定义B类型的属性。
聚合、组合与关联在代码中并没有明显的区别,主要看实际的业务环境,根据代码所处的实际业务环境来判断它们之间的关系。同样的两个类,处在不同的业务环境中,可能它们的关系也不相同。
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