必不可少的UML类图技能

Posted 2021-04-17 JAVA搬运工

当我们阅读一些书籍，或者一些源码分析类文章时，总会看到一些UML类图。实际上，能准确识别UML类图所表达的意思，也是一个必不可少的技能。下面整理了一些最常用到的知识点，一起认识一下它吧。

什么是UML，概念是什么？

UML（Unified Modeling Language）中文统一建模语言，是一种开放的方法，用于说明、可视化、构建和编写一个正在开发的、面向对象的、软件密集系统的制品的开放方法。

类的属性的表示方式

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，比如下图表示一个类，它包含public String name（有默认值），public int age，private SexEnum sex和protected int length这4个属性，以及public String getName(String type)，private void buy()，protected int getLength() 三个方法。

那么属性/方法名称前加的加号和减号表示了这个属性或方法的可见性，UML类图中表示可见性的符号有三种：
· + ：表示public
· - ：表示private
· #：表示protected

实际上，属性的完整表示方式是这样的：
可见性 名称 ：类型 [ = 缺省值]
中括号中的内容表示是可选的，正如上图中的name字段有默认值，其他字段没有默认值。

类的方法的表示方式

其实上图中我们已经看到了方法的表示形式。方法的完整表示方式如下：
可见性 名称(参数列表) [ ：返回类型]
同样，中括号中的内容是可选的。
那么上图中的类可以用下面这几句话解释他的方法信息：
· public方法getName接收一个类型为String 的参数，返回值类型为String
· private 方法buy无参数，无返回值
· protected 方法getLength无参数，返回值类型为int

类与类之间关系的表示方式

在Java中，类与类的关系总体可分为四种：泛化（Generalization）、实现（Realization）、依赖（Dependence）、关联（Association），其中关联又分为关联、聚合（Aggregation）、组合（Composition）。

表示关系的强弱：依赖 < 关联 < 聚合 < 组合 < 泛化（继承）

泛化（继承）关系

泛化关系也就是我们所说的继承关系，对应的是extend关键字，在UML类图中用带空心三角形的直线表示，如下图所示中，HotDrinks类继承了Drinks类。

接口实现关系

这种关系对应implement关键字，在UML类图中用带空心三角形的虚线表示。如下图中，MarketImpl类实现了Market类的接口。

依赖关系

一个类引用了另一个类的这种关系就是依赖关系。Market的sale方法只有传入了一个Drinks对象才能完成sale的完整功能，因此我们说Market类依赖于Drinks类。在UML类图中，依赖关系用一条带有箭头的虚线表示。

关联关系

关联关系表示类与类之间的连接，它使得一个类知道另外一个类的属性和方法。关联关系又可进一步分为单向关联、双向关联和自关联。

（1）单向关联
在下图中，用一个带箭头的直线表示两个类的单向关联。表示超市在卖饮料，此时超市需要知道饮料的所有信息，让Market类持有一个Drinks类的成员变量以达到目的。

（2）双向关联
所谓的双向关联就是双方各自持有对方类型的成员变量。在下面UML类图中，用一条带双向箭头（或者两边无箭头）的直线表示。图中在Customer类中维护一个Waiter类，表示一个顾客有一个专属服务员；在Waiter类中维护一个Customer类型的成员变量表示这个服务员服务的顾客是谁。

（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直线表示。图的意思就是Node类包含类型为Node的成员变量，一个节点中会包含下一个节点的相关信息。

聚合关系

聚合关系是关联关系的特例，是强的关联关系，聚合是整个与个体的关系，即has-a关系。由图中我们可以看到，聚合关系用带空心菱形和箭头的直线表示。聚合关系强调的一个拥有包含的关系。Person类可以拥有玩具类。

组合关系

组合关系也是关联关系的一种特例，体现的是一种contain-a关系，比聚合更强，是一种强聚合关系。它同样体现整体与部分的关系，但此时整体与部分是不可分的，整体生命周期的结束也意味着部分生命周期的结束，反之亦然。比如下图：
显然，头是人的一部分且不能脱离了人而单独存在。在UML类图中，组合关系用一个带实心菱形和箭头的直线表示。

在掌握UML类图这些技能后，在我们阅读一些书籍，一些源码分析类文章，或者学习设计模式时能带来一定的帮助！