UML 类图介绍

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UML 类图介绍

一、UML简介

UML(Unified Modeling Language)即统一建模语言,是OMG(Object Management Group)发表的图标式软件设计语言。

UML的功能:

可视化、说明、建造、建文档

UML包括:

              用例图(Use case diagrams)

              类图(Class diagrams)

              序列图(Sequence diagrams)

              合作图(Collaboration diagrams)

              状态图(Statechart diagrams)

              活动图(Activity diagrams)

              构件图(Component diagrams)

              部署图(Deployment diagrams)

(蓝色为较重要并且常用的图)

类图是最常用的UML图,显示出类、接口以及它们之间的静态结构和关系;它用于描述系统的结构化设计。

类图最基本的元素是类或者接口。

 

二、类图

 

1. 类(Class

一般包含3个组成部分。第一个是类名;第二个是属性(attributes);第三个是该类提供的方法( 类的性质可以放在第四部分;如果类中含有内部类,则会出现第五个组成部分)。类名部分是不能省略的,其他组成部分可以省略。

类名书写规范:正体字说明类是可被实例化的,斜体字说明类为抽象类。

属性和方法书写规范:修饰符 [描述信息] 属性、方法名称 [参数] [:返回类型|类型]

属性和方法之前可附加的可见性修饰符:

加号(+)表示public;减号(-)表示private;#号表示protected;省略这些修饰符表示具有package(包)级别的可见性。

如果属性或方法具有下划线,则说明它是静态的。

       描述信息使用 << 开头和使用 >> 结尾。

       类的性质是由一个属性、一个赋值方法和一个取值方法组成。书写方式和方法类似。

例1:

       public class TaxCalculator

{   

      private long  taxRate ;

      private long  salary  ;

     

      public TaxCalculator(long taxRate)

      {

           this.taxRate = taxRate ;

      }

          

      public long countTax()

      {   

           return taxRate*salary; 

      }

     

      public int getSalary()

      {

           return salary;

      }

     

      public void setSalary(int salary)

      {

           this.salary = salary;

      }

}

TaxCalculator

-taxRate:long

+TaxCalculator(a:long)

+countTax():long

salary:long


2. 包(Package)

包是一种常规用途的组合机制。UML中的一个包直接对应于Java中的一个包。在Java中,一个包可能含有其他包、类或者同时含有这两者。进行建模时,通常使用逻辑性的包,用于对模型进行组织;使用物理性的包,用于转换成系统中的Java包。每个包的名称对这个包进行了惟一性的标识。

例:

 


3.
接口(Interface

接口是一系列操作的集合,它指定了一个类所提供的服务。它直接对应于Java中的一个接口类型。接口的表示有大概两种方式。具体画法见下例:

例:

public interface TaxCalculator

{

      public long countTax();

      public int getSalary();

      public void setSalary(int salary);

}

画法一:
            


    画法二:

     

Interface

TaxCalculator

+countTax():long

+getSalary():int

+setSalary()

 

 

4. 关系

常见的关系有:一般化关系、实现关系、聚合关系、合成关系和依赖关系。请注意不同关系在图中连线表示的不同。     

4.1一般化关系(Generalization)

在有的书籍和资料中也叫做“泛化关系”。

      一般化关系表示类与类、接口与接口之间的继承关系。关系中的箭头由子类指向父类。在Java中,用extends关键字来直接表示这种关系。

      例:

public abstract class Employee{

}

public class Programmer extends Employee{

}

 

 

 

4.2实现(Realization

实例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。关系中的箭头由实现接口的类指向被实现的接口。在Java中,实现关系可直接用implements关键字来表示。

例:

public interface CollegePerson{

}

public class Professor implements CollegePerson{

}

表示方法一:(在Rose2003 下实现如下,连接线没有箭头,因为方向显而易见)


   表示方法二:

 

4.3关联(Association

表示类与类之间的连接。它使一个类的可见属性和方法被另一个类使用。关联可以是双向或者单向的。双向的关联箭头是可选的,单向的箭头指向遍历或者查询的方向。在Java中,关联使用实例变量来实现。在关联关系中可以使用附加的基数来说明类之间对应的个数。

 

基数

含义

0..1

零个或者一个实例

0..*或者*

没有限制,任意

1

有且只能一个实例

1..*

至少有一个实例

常见的基数

 

例:以权限中的用户组、用户角色为例,一个用户角色可以属于一个或者多个用户组,一个用户组则可以包含多个用户角色。如果用户组采用下面的方法来获得用户角色的权限…

      public class UserGroup{

private UserRole uRole ;

            ......

}

public class UserRole{

}

则表现在图中为:(注意箭头的画法)

 


注意:一个关联关系往往是聚合关系或者是合成关系。

 

4.4聚合(Aggregation)

聚合是关联的一种形式,代表两个类之间的整体/局部关系。聚合暗示着整体在概念上处于比局部更高的一个级别,而关联暗示两个类在概念上位于相同的级别。在Java中,聚合也是使用实例变量来实现的。
关联和聚合的区别纯粹是概念上的,在Java语法上分辨不出来的。聚合还暗示着实例图中不存在回路。换言之,只能是一种单向关系。

例:汽车与轮胎的关系可以很好的说问题。

public class Car{

      private Tyres tyres;

}

public class Tyres{

}

 

 

4.5合成(Composition

合成是聚合的一种特殊形式,暗示“局部”在“整体”内部的生存期职责。合成关系是不能共享的。所以,虽然局部不一定要随整体的销毁而被销毁,但整体要么负责保持局部的存活状态,要么负责将其销毁。局部不可与其他整体共享。但是,整体可将所有权转交给另一个对象,后者随即将承担生存期职责。

      例:人和他的腿就是一个好的例子。

public class Man{

      private Legs legs;

}

public class Legs{

}


4.6依赖(Dependency

依赖也是类与类之间的连接,并且依赖总是单向的。实体之间一个“使用”关系暗示一个实体的规范发生变化后,可能影响依赖于它的其他实例。更具体地说,它可转换为对不在实例作用域内的一个类或对象的任何类型的引用。其中包括一个局部变量,对通过方法调用而获得的一个对象的引用(如下例所示),或者对一个类的静态方法的引用(同时不存在那个类的一个实例)。也可利用“依赖”来表示包和包之间的关系。由于包中含有类,所以你可根据那些包中的各个类之间的关系,表示出包和包的关系。

例:给一个雇员计算薪水的时候,要使用计算器的例子

public class Employee{

      public void calcSalary(Calculator cSalary)

      {

      }

}

 

 


三、小结

      在这里主要介绍了在阅读、设计类图中可能遇到的细节。希望能对大家有所帮助。由于个人水平有限,对UML、OO认识不深,所以在正文中可能存在一些问题和不足,希望大家指正。

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