IDEA快速构建UML类图

Posted 2023-03-06 赵广陆

目录

• 1 UML图
• • 1.1 类图概述
  • 1.2 类图的作用
  • 1.3 类图表示法
  • • 1.3.1 类的表示方式
    • 1.3.2 类与类之间关系的表示方式
    • • 1.3.2.1 关联关系
      • 1.3.2.2 聚合关系
      • 1.3.2.3 组合关系
      • 1.3.2.4 依赖关系
      • 1.3.2.5 继承关系
      • 1.3.2.6 实现关系
• 2 IDEA快速构建UML类图

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1 UML图

统一建模语言（Unified Modeling Language，UML）是用来设计软件的可视化建模语言。它的特点是简单、统一、图形化、能表达软件设计中的动态与静态信息。

UML 从目标系统的不同角度出发，定义了用例图、类图、对象图、状态图、活动图、时序图、协作图、构件图、部署图等 9 种图。

1.1 类图概述

类图(Class diagram)是显示了模型的静态结构，特别是模型中存在的类、类的内部结构以及它们与其他类的关系等。类图不显示暂时性的信息。类图是面向对象建模的主要组成部分。

1.2 类图的作用

• 在软件工程中，类图是一种静态的结构图，描述了系统的类的集合，类的属性和类之间的关系，可以简化了人们对系统的理解；
• 类图是系统分析和设计阶段的重要产物，是系统编码和测试的重要模型。

1.3 类图表示法

1.3.1 类的表示方式

在UML类图中，类使用包含类名、属性(field) 和方法(method) 且带有分割线的矩形来表示，比如下图表示一个Employee类，它包含name,age和address这3个属性，以及work()方法。

属性/方法名称前加的加号和减号表示了这个属性/方法的可见性，UML类图中表示可见性的符号有三种：

• +：表示public

• -：表示private

• #：表示protected

属性的完整表示方式是： 可见性 名称 ：类型 [ = 缺省值]

方法的完整表示方式是： 可见性 名称(参数列表) [ ： 返回类型]

注意：

​ 1，中括号中的内容表示是可选的

​ 2，也有将类型放在变量名前面，返回值类型放在方法名前面

举个栗子：

上图Demo类定义了三个方法：

• method()方法：修饰符为public，没有参数，没有返回值。
• method1()方法：修饰符为private，没有参数，返回值类型为String。
• method2()方法：修饰符为protected，接收两个参数，第一个参数类型为int，第二个参数类型为String，返回值类型是int。

1.3.2 类与类之间关系的表示方式

1.3.2.1 关联关系

关联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。

关联又可以分为单向关联，双向关联，自关联。

1，单向关联

在UML类图中单向关联用一个带箭头的实线表示。上图表示每个顾客都有一个地址，这通过让Customer类持有一个类型为Address的成员变量类实现。

2，双向关联

从上图中我们很容易看出，所谓的双向关联就是双方各自持有对方类型的成员变量。

在UML类图中，双向关联用一个不带箭头的直线表示。上图中在Customer类中维护一个List<Product>，表示一个顾客可以购买多个商品；在Product类中维护一个Customer类型的成员变量表示这个产品被哪个顾客所购买。

3，自关联

自关联在UML类图中用一个带有箭头且指向自身的线表示。上图的意思就是Node类包含类型为Node的成员变量，也就是“自己包含自己”。

1.3.2.2 聚合关系

聚合关系是关联关系的一种，是强关联关系，是整体和部分之间的关系。

聚合关系也是通过成员对象来实现的，其中成员对象是整体对象的一部分，但是成员对象可以脱离整体对象而独立存在。例如，学校与老师的关系，学校包含老师，但如果学校停办了，老师依然存在。

在 UML 类图中，聚合关系可以用带空心菱形的实线来表示，菱形指向整体。下图所示是大学和教师的关系图：

1.3.2.3 组合关系

组合表示类之间的整体与部分的关系，但它是一种更强烈的聚合关系。

在组合关系中，整体对象可以控制部分对象的生命周期，一旦整体对象不存在，部分对象也将不存在，部分对象不能脱离整体对象而存在。例如，头和嘴的关系，没有了头，嘴也就不存在了。

在 UML 类图中，组合关系用带实心菱形的实线来表示，菱形指向整体。下图所示是头和嘴的关系图：

1.3.2.4 依赖关系

依赖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。

在 UML 类图中，依赖关系使用带箭头的虚线来表示，箭头从使用类指向被依赖的类。下图所示是司机和汽车的关系图，司机驾驶汽车：

1.3.2.5 继承关系

继承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。

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。例如，Student 类和 Teacher 类都是 Person 类的子类，其类图如下图所示：

1.3.2.6 实现关系

实现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。

在 UML 类图中，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。例如，汽车和船实现了交通工具，其类图如图 9 所示。

2 IDEA快速构建UML类图

最近在开发的过程当中，对于已有的代码，想将相关类绘制成UML类图，虽然现在有很多UML类图的优秀软件，比如ProcessOn（可视化编辑）、draw.io（可视化编辑）、PlantUML(代码生成)。

其实看到这里我就想IDEA中有没有像PlantUML一样的自动生成的插件，本着怀疑的态度百度了一下，果然IDEA还是很强大的，这个插件都是自带的，接下稍微讲述如何利用IDEA生成UML类图的教程。

说之前先说一下Diagram这个单词，意思是图表; 示意图; 图解; [数] 线图的意思。

• 打开设置 File->Setting或windows下按Ctrl+Alt+S
• 在搜索框中输入``Diagram，如下图：

如上所示，我们主要关心的只有Java Class Diagrams下面的几个单选框，分别对应红字部分，一般的UML类图只需要知道成员变量、构造器和方法（前面三个），其他的随意，设置好了之后我们就来演示一下，

• 选择需要的类文件，在编辑器中打开它
• 按Ctrl + Shift + Alt + U或Ctrl + Alt + U或右键选择，``生成类Uml关联图，如下图：

上面的是类的UML图，下面的support包的UML图：

局限性：虽然这个很是方便，但是也有他自己的局限性。

首先这个功能只能是根据类来自动生成的，所以对于设计类的时候就不行了，还是需要正规的UML图软件。

还有就是对于专业的UML软件来说，这种自动生成的东西可能表达并不是非常的准确直观，特别是对于UML图有严格要求的人来说，显得格外重要。