UML中类之间的五种关系及其在C++代码中的表现形式

2022-08-18 22:47:48

借鉴资料：博客

类与类之间的关系

类与类之间的关系可以根据关系的强度依次分为以下五种：

依赖关系(Dependency)---关联关系(Association)---聚合(Aggregation)---组合(Composition)---泛化(Generalization)

1.依赖关系(Dependency)

依赖关系使用虚线加箭头表示，如下图所示：

这个例子可能不太好（Animal体内有Water，），换一个：

解释以下：Person 和 Computer之间是没有关系的，但是由于偶尔的需要，Person需要使用Computer，这时Person就依赖于Computer.

依赖关系是五种关系中耦合最小的一种关系。

类A要完成某个功能必须引用类B，则类A依赖类B。C#不建议双向依赖，也就是相互引用。

上述依赖关系在代码中的表现形式：这两个关系类都不会增加属性。

class Person
{
public:
    Person()
    {

    }
};
class Computer
{
public:
    Computer()
    {

    }
};

那么，Person类如何使用Computer类呢？有三种方式：

依赖关系的三种表现形式：

1.Computer类是public的，Person类可以调用它。

2.Computer类是Person类中某个方法的局部变量，则Person类可以调用它。

3.Computer类作为Person类中某个方法的参数或返回值。

代码如下：

//2.Computer类是Person类中某个方法的局部变量，则Person类可以调用它
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
class Computer{
public:
    Computer(){
    }
};

class Person{
public:
    Person(){
    }
    void Programing(){
        Computer *computer = new Computer();
    }
};

int main(){

}

【解释】

Person有一个Programing方法，Computer类作为该方法的变量来使用。

注意Computer类的生命周期，当Programing方法被调用的时候，才被实例化。

持有Computer类的是Person类的一个方法，而不是Person类，这点是最重要的。

//3.Computer类作为Person类中某个方法的参数或返回值。
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
class Computer{
public:
    Computer(){
    }
};

class Person{
public:
    Person(){
    }
    Computer *Programing(Computer *it){
        return it;
    }
};

int main(){

}

【解释】

Computer类被Person类的一个方法所持有，生命周期随着方法执行结束而结束。

在依赖关系中，必须使用这三种方法之一。

2.关联关系(Association)

关联关系是实线加箭头表示。表示类之间的关系比依赖要强。

例如，水和气候是关联的，表示如下：

在代码中的表现如下：

//关联 在Water类属性中增加了Climate类。
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
class Climate{
public:
    Climate(){
    }
};

class Water{
public:
    Climate *climate = new Climate();
    Water(){
    }

};

int main(){

}

可见，在Water类属性中增加了Climate类。

关联关系有单向关联、双向关联、自身关联、多维关联等等。其中后三个可以不加箭头。

单向关联：

双向关联：

自身关联：

多维关联：

关联和依赖的区别：

从类的属性是否增加的角度看：

发生依赖关系的两个类都不会增加属性。其中的一个类作为另一个类的方法的参数或者返回值，或者是某个方法的变量而已。

发生关联关系的两个类，其中的一个类成为另一个类的属性，而属性是一种更为紧密的耦合，更为长久的持有关系。

从关系的生命周期来看：

依赖关系是仅当类的方法被调用时而产生，伴随着方法的结束而结束了。

关联关系是当类实例化的时候即产生，当类销毁的时候，关系结束。相比依赖讲，关联关系的生存期更长。

3.聚合(Aggregation)

4.组合(Composition)

引用程杰的《大话设计模式》里举大那个大雁的例子：

大雁喜欢热闹害怕孤独，所以它们一直过着群居的生活，这样就有了雁群，每一只大雁都有自己的雁群，每个雁群都有好多大雁，大雁与雁群的这种关系就可以称之为聚合。

另外每只大雁都有两只翅膀，大雁与雁翅的关系就叫做组合。

有此可见：

聚合的关系明显没有组合紧密，大雁不会因为它们的群主将雁群解散而无法生存；

而雁翅就无法脱离大雁而单独生存——组合关系的类具有相同的生命周期。

聚合关系图：

组合关系图：

在代码中表现如下：

//聚合
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

class Goose{
public:
};

class GooseGroup{
public:
    Goose *goose;
    GooseGroup(Goose *g){
        goose = g;
    }
};


int main(){

}

//组合
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

class Goose{
public:
};

class GooseGroup{
public:
    Goose *goose;
    GooseGroup(){
        goose = new Goose();
    }
};


int main(){

}

【解释】

这两种关系的区别是：

1.构造函数不同

聚合类的构造函数中包含另一个类的实例作为参数

因为构造函数中传递另一个类的实例，因此大雁类可以脱离雁群类独立存在。

组合类的构造函数包含另一个类的实例化

因为在构造函数中进行实例化，因此两者紧密耦合在一起，同生同灭，翅膀类不能脱离大雁类存在。

2.信息的封装性不同

在聚合关系中，客户端可以同时了解GooseGroup类和Goose类，因为他们是独立的。

在组合关系中，客户端只认识大雁类，根本不知道翅膀类的存在，因为翅膀类被严密地封装在大雁类中。

5.泛化(Generalization)

泛化是学术名称，通俗的来讲，通常包含类与类之间的继承关系和类与接口实现关系。

类与类之间的泛化

接口的实现

码农公寓

类与类之间的关系

1.依赖关系(Dependency)

2.关联关系(Association)

3.聚合(Aggregation)

4.组合(Composition)

5.泛化(Generalization)

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