用gif图展示UML中箭头和线条的含义，及搞懂UML类图时序图和用例图

Posted 2022-06-17 阿啄debugIT

前言

新进入一家公司，应对 日常的软件开发工作和交流，要能看懂别人写的代码各个类之间的关系，那就需要您能看懂类图uml中各个类之间的线条、箭头代表什么意思？

UML的类图中,一共有以下六大关系:

泛化(Generalization), 实现(Realization), 依赖(Dependence),关联(Association),聚合(Aggregation) ,组合(Composition)

为了避免反复看，反复记，但是还是记不住，采用gif动图及幽默比喻的解释，来加深，对她们的理解。

从uml动图gif说起

 

UML类图六种关系的强弱是：
泛化> 实现> 组合> 聚合> 关联> 依赖

如何更有效的来记忆这些符号？

类图符号基础知识

首先我们从整体上来认识一下表达类图关系的符号，类图关系的符号由三部分组成：

箭头、线条和箭尾。

箭头形状有两种，分别为箭头和三角箭头。

线条形状有两种，分别为实线和虚线。

箭尾形状有三种，分别为点、空心菱形和实心菱形。

综上，我们可以得知表达类图关系的符号一共有2 x 2 x 3 =12种，但是UML类图中只有6种关系，所以还剩下6种关系未被使用。
在了解类图关系的符号表达之后，我们来看一下符号的优先级关系。

符号优先级

从关系符号的组成来看，我们定义以下优先级关系：

箭头> 箭尾> 线条
对于箭头：三角箭头> 箭头
对于箭尾：实心菱形> 空心菱形> 点
对于线条：实线> 虚线 

所以，从上述优先级我们不难得出： 

上面的六种符号就是UML类图中定义的六种关系符号表达。

应用设计模式中的对象关系

关联和依赖的对比

依赖关系：虚线箭头

public class Person

    void buy(Car car)
   
       ...
    

依赖关系，体现为类构造方法及类方法的传入参数，箭头的指向为调用关系；依赖关系除了临时知道对方外，还是“使用”对方的方法和属性。

依赖是a类成员方法中有b类的属性，如动物新陈代谢方法中有水和空气的属性，只有调这个方法的时候，才可能临时用一下。

关联关系：实线

public class 徒弟
  



public class 唐僧

     protected: list<徒弟> tdlist;

类与类的连接，（它使一个类知道另一个类的属性和方法，关联关系一般用成员变量实现）
关联是​​​​​表示类与类或类与接口之间的依赖关系，表现为“拥有关系”；具体到代码可以用实例变量来表示。

A类有一个成员变量保存的是B类的一个引用，也就是说由A类可以找到B类，或者说a类中存在b类对象，企鹅类中有气候类的属性，唐僧对应多个徒弟，老师教学生，老公和老婆，水壶装水等……

组合和聚合的对比

组合中被组合类单独存在没有意义; 聚合中被聚合类在可以有单独存在的意义。
生命期上：组合中必须要负责被组合类的生命期; 聚合中可不负责被聚合类的声明期，可以由外部程序来创建和消亡（可用赋值）。

组合关系：实心菱形

class 肢
 
 
 class 人
 
        protected:  肢   limb[4];
 

组合有相同的生命周期，人有四肢，人死了，四肢不复存在

聚合关系：空心菱形

public class 引擎
 

 
public class 轮胎
 

 
public class 汽车

        protected:引擎 engine;
        protected:轮胎 tyre[4];

聚合关系是关联关系的一种，是强的关联关系。
聚合是整体和部分之间的关系，例如汽车由引擎、轮胎以及其它零件组成。
体现整体和部分可以有不一样的生命周期，是一种弱拥有关系，如汽车的一个轮子坏了，还可以换一个；大雁群有大雁，一只大雁挂了，大雁群不会消失。

继承和实现的对比

继承：空心三角形实线

泛化关系表示类与类之间的继承关系，接口与接口之间的继承关系

如：老虎是动物的一种，即有老虎的特性也有动物的共性。

实现：空心三角形虚线

实现关系，指定两个实体之间的一个合同。换言之，一个实体定义一个合同，而另一个实体保证履行该合同。

对Java应用程序进行建模时，实现关系可直接用implements关键字来表示。

UML类图、时序图和用例图

UML类图

UML时序图

时序图，是显示对象之间交互的图，这些对象是按照时间顺序排列的，顺序图中显示的是参与交互的对象及其对象之间消息交互的顺序，一个时序图包括的建模元素主要有：角色（Actor）、对象（Object）、生命线（Lifeline）、控制焦点（Focus of control）、消息（Message）。
如下是简单工厂模式的时序图：

UML用例图

 用例图，主要用了描述“用户、需求、系统功能单元”之间的关系。

它展示一个外部用户能够观察到的系统功能模型图。用例图多用于静态建模阶段（主要是业务建模和需求建模），帮助开发团队以一种可视化的方式理解系统的功能需求。
 

参与者（Actor）

在系统外部与系统直接交互的人或事物。

需要注意以下两点：

1. 参与者是角色而不是具体的人，它代表了参与者，在与系统打交道的过程中，所扮演的角色，所以在系统的实际运作中，一个实际用户可能对应系统的多个参与者。不同的用户也可以只对应一个参与者，从而代表同一参与者的不同实例。
2. 参与者作为外部用户与系统发生交互作用，是它的主要特征。用小人表示

用例（Use Case）

系统外部可见的一个系统功能单元。系统的功能由系统单元所提供，并通过一系列系统功能与一个或多个参与者之间交换的消息所表达。用椭圆表示

介绍完参与者和用例后，我们了解下它们的存在关系。

关联（Association）

表示参与者与用例之间的交互，通信途径，任何一方都可发送或接受消息。使用普通箭头的实心线，箭头指向消息接收方

泛化（Generalization）

它是一种继承关系，子用例和父用例相似，但表现出更特别的行为；子用例将继承父用例的所有结构、行为和关系。子用例可以使用父用例的一段行为，也可以重载它。

父用例通常是抽象的。使用三角箭头的实线，箭头指向父类

包含（Include）

用来把一个较复杂的用例，所表示功能分解成较小的步骤。包含用例是必须的。

如果缺少包含用例，基用例就不完整，包含用例必须被执行。使用带箭头的虚线并标明“包含”，指向分解出来的功能用例

扩展（Extend）

它是只用例功能的延伸，相当于为基础用例提供一个附加功能。

扩展用例是可选的，如果缺少扩展用例，不会影响到基用例的完整性。使用带箭头的虚线并标明“扩展”，指向基用例