C++中的UML类图

Posted 2021-04-17 CurryCoder的程序人生

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1.什么是UML?

UML即统一建模语言，它是用于开发、说明、可视化与构建一个面向对象软件的一种方法。UML是面向对象设计的建模工具，独立于任何具体程序设计语言。UML类图将用户所希望描述的事物抽象为类，描述类的内部与多个类之间的设计视图。为之后学习各种设计模式打下基础，因为我们可以通过一种直观的表示方法来描述设计模式。

2.UML模型结构

UML是一种主要由图形符号表示的建模语言，其结构主要包括：

视图 ：从不同角度来表示待建模的系统，视图是由很多图形组成的一个抽象集合；一个系统模型可能有多个视图，每个视图从特定角度来描述系统的特征，比如用户视图、结构视图、行为视图、实现视图等。

图 ：图是UML视图内容的图形，比如用例图、类图、对象图、包图等。

模型元素：UML图中使用的一些概念，如类、对象、消息以及各种关系等。

通用机制：UML提供的通用机制为模型元素提供额外的注释、语义和扩展机制，允许用户对UML进行扩展。

3.UML中类的表示

类是由一个矩形框表示的，矩形框分为三层。如下图所示：

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第一层：类的名称，如果该类是抽象类，则使用斜体;

第二层：类的属性，即成员变量。格式为：[外部可见性]名称:类型[=默认值];

第三层：类的方法，即成员函数。格式为：[外部可见性]名称([参数列表])[:返回值类型];

外部可见性说明：

-：private(私有)

+：public(公有)

#：protect(保护)

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4.UML中类之间的关系

4.1 泛化

含义：类的继承关系

表示：用空心三角形和实线构成，空心三角形指向父类；

举例：狗和猫都属于动物类。

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4.2 实现

含义：类与接口的关系，表示类是接口所有特征和行为的实现。

表示：用空心三角形和虚线表示，空心三角形指向接口。

举例：狗和猫实现了动物的吃和跑的接口。

4.3 关联

关联是一种拥有(has a)关系，一个类可以调用另一个类的公有属性和方法。在类中以成员变量的方式表示。例如老板有自己的员工，知道自己员工的姓名、员工卡号、绩效等；员工有自己的老板，也知道老板的姓名和所属部门。关联分为单向关联、双向关联和自关联。

(1) 单向关联

含义：只有一个类知道另一个类的公有属性和方法。

表示：带箭头的直线表示。

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(2) 双向关联

含义：双方都知道对方的存在，都可以调用对方的公有属性和方法。

表示：用一条直线连接两个类，也可以用双箭头。

举例：老板有自己的员工，员工也有领导自己的老板。

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(3) 自关联

含义：自己引用自己

表示：带箭头的直线，指向自己。

举例：二叉树结构体。

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(4) 多重关联

含义：对象之间存在多种多重性关联关系，如下表所示。

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4.4 聚合

含义：整体与部分的关系，部分离开整体后可以单独存在。常用于类的成员变量。

表示：带空心的菱形和直线(或者带箭头的直线)，箭头指向部分。

举例：汽车和轮胎，轮胎是汽车的一部分，但轮胎也可以单独存在。

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4.5 组合

含义：整体和部分的关系，部分离开整体后不可以单独存在，代表整体的对象负责代表部分的对象的生命周期。常用于类的成员变量。

表示：带实心的菱形和直线(带箭头的直线)，箭头指向部分。

举例：公司和部分，部门是公司的一部分，但部门不可以单独存在。

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4.6 依赖

含义：是一种使用的关系，即一个类的实现需要另一个类的协助。常用于类方法的局部变量、方法参数等。

表示：带箭头的虚线，箭头指向协助的类。

举例：动物依赖水

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5.关联、组合、聚合与依赖的区别

关联代表类与类的关系；

聚合 和组合代表整体与部分的关系；

依赖 是一种弱的关系，表示一个类的方法的实现需要用到另一个类，但二者之间并没有明显的关系。

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