统一建模语言UML
类、接口和类图
1.类
类(Class)是指具有相同属性、方法和关系的对象的抽象,它封装了数据和行为,是面向对象程序设计(OOP)的基础,具有封装性、继承性和多态性等三大特性。在 UML 中,类使用包含类名、属性和操作且带有分隔线的矩形来表示。
- 类名:比如Student 学生类
- 属性:就是类的成员变量:命名规则 [可见性]属性名:类型[=默认值]
- 可见性:表示该属性对类外的元素是否可见,包括公有(Public)、私有(Private)、受保护(Protected)和朋友(Friendly)4 种,在类图中分别用符号+、-、#、~表示。
- 操作:就是类的任意方法: UML格式表示: [可见性]名称(参数列表)[:返回类型]
UML表示学生类,私有的四个成员变量,以及一个display()的公开方法
2.接口
定义了一个 Graph接口 并且定义了两个子类继承后必须要实现的方法
3.类图
类图(ClassDiagram)是用来显示系统中的类、接口、协作以及它们之间的静态结构和关系的一种静态模型。它主要用于描述软件系统的结构化设计,帮助人们简化对软件系统的理解,它是系统分析与设计阶段的重要产物,也是系统编码与测试的重要模型依据。
如图所示,定义了一个Graph的接口,并且有两个子类长方形和圆形去实现了它,并且相对于的实现了里面的方法,然后有一个访问类Client,在它的方法里面有一个Graph的参数,它可以通过这个参数去调用
相对应子类下面的方法,实现功能
类与类之间的关系
在软件系统中,类不是孤立存在的,类与类之间存在各种关系。根据类与类之间的耦合度从弱到强排列,UML 中的类图有以下几种关系:依赖关系、关联关系、聚合关系、组合关系、泛化关系和实现关系。其中泛化和实现的耦合度相等,它们是最强的。
耦合度排序,依次增强
- 依赖关系
-
关联关系
- 一般关联关系
- 聚合关系
- 组合关系
- 泛化关系
- 实现关系
1.依赖关系
依赖(Dependency)关系是一种使用关系,它是对象之间耦合度最弱的一种关联方式,是临时性的关联。在代码中,某个类的方法通过局部变量、
方法的参数或者对静态方法的调用来访问另一个类(被依赖类)中的某些方法来完成一些职责。
如图所示,依赖关系使用虚线箭头表示,使用类指向被依赖的类,如图,人的类里面有一个打电话的方法call(),而call里面有一个手机类的属性
人的类调用手机类下面的transfer()方法
2.关联关系
关联(Association)关系是对象之间的一种引用关系,用于表示一类对象与另一类对象之间的联系,如老师和学生、师傅和徒弟、丈夫和妻子等。
关联关系是类与类之间最常用的一种关系,分为一般关联关系、聚合关系和组合关系。我们先介绍一般关联。
关联可以是双向的,也可以是单向的。在 UML 类图中,双向的关联可以用带两个箭头或者没有箭头的实线来表示,
单向的关联用带一个箭头的实线来表示,箭头从使用类指向被关联的类。
如图所示,一个老师有多个学生,而一个学生也可以有多个老师,他们进行了一个双向的关联。
使用类指向被关联的类
3.聚合关系
聚合关系可以用带线的空心菱形来表示,菱形指向整体
4.组合关系
例如,头和嘴的关系,没有了头,嘴也就不存在了。
组合关系用带实心菱形的实线来表示,菱形指向整体。
5.泛化关系
泛化(Generalization)关系是对象之间耦合度最大的一种关系,表示一般与特殊的关系,是父类与子类之间的关系,是一种继承关系,是 is-a 的关系。
在 UML 类图中,泛化关系用带空心三角箭头的实线来表示,箭头从子类指向父类。在代码实现时,使用面向对象的继承机制来实现泛化关系。
6.实现关系
实现(Realization)关系是接口与实现类之间的关系。在这种关系中,类实现了接口,类中的操作实现了接口中所声明的所有的抽象操作。
实现关系使用带空心三角箭头的虚线来表示,箭头从实现类指向接口。