UML类图详解

注明：本文画图工具为StarUML

一、概述

1.1、类图介绍

首先介绍下类图，定义一个Person类，如下：

public class Person {
   private String name;
   private int age =1;

   public String getName() {
      return name;
   }
   public int getAge() {
      return age;
   }
   public void setName(String name) {
      this.name=name;
   }
   public void setAge(int age) {
      this.age=age;
   }

}

定义了两个字段name和age，其中age有一个初始化值1，另外定义name和age的set、get方法。然后我们来看下这个类在UML类图中是如何表示的：

可以看到我们画了一个矩形，然后从上到下分割成三格，第一格为类名，第二格为类中字段属性，这里属性的表达也是有一定格式的，如下：

权限 属性名：类型 [ = 默认值 ]

由于这里我们的name和age都是私有的，所以在前面加一个-，另外还有其他几种权限：public 、protected、default，它们分别对应+、#、~。由于我们这里的age有一个默认值1，所以在类型后面再加上‘=1’来表示。接下来来看下第三格，第三格为类的方法，其格式如下：

权限 方法名称(参数列表) [ : 返回类型]

中括号代表可选项。

1.2、类与类之间的关系

在画类图时，首先要清晰类和类之间的关系。类与类的关系总共有以下几种：泛化（Generalization）、实现（Realization）、依赖（Dependence）、关联（Association）、聚合（Aggregation）、组合（Composition）。

这6种关系的强弱顺序为：泛化=实现>组合>聚合>关联>依赖；

二、类关系详解

2.1、泛化

泛化表示is-a的关系，在Java中也叫作继承关系，在UML中用带空心三角形的直线来表示，箭头从子类指向父类，是对象之间耦合度最大的一种关系。
增加两个类，一个Studen类，一个警察Policemen类，两个类均继承自Person类，那么他们的类关系图表示如下：

2.2、实现

这里的实现关系就是Java中类与接口的实现关系，在UML中用带空心三角形的虚线表示。
由于Student和Policeman都职业，学生的职业就是学习，而警察的职业为保护人民。所有这里我们定义一个接口，里面有一个职业的方法：

public interface ICareer{
void career();
}

这个接口用UML类图表示如下：

可以看到在接口名字上多了一个<>字符来表示这个为接口。接下来我们让Student和Policeman都实现这个接口，UML类图如下：

2.3、依赖

依赖是对象之间最弱的一种关联方式，是临时性的关联。代码中一般指由局部变量、函数参数、返回值建立的对于其他对象的调用关系。一个类调用被依赖类中的某些方法而得以完成这个类的一些职责。在类图使用带箭头的虚线表示，箭头从使用类指向被依赖的类。
这里学生捡到钱交给警察叔叔，学生和警察叔叔就是一种依赖关系。因为学生捡到钱给警察是一种偶然的事情，交给警察后他们之间就没有关系了。我们在学生类中加入一个交钱的方法，在警察类中加入一个收钱的方法，当调用学生的交钱方法时，就调用警察的收钱方法。Student的代码如下：

public class Student{

public Policemen policemen;

public void sendCoin(){
    policemen.receiveCoin();
}
}

可以看到Student类中引用了Policemen类，也就是说Student依赖了Policemen，这种依赖关系我们用带箭头的虚线表示，箭头指向被依赖对象，这里也就是Policemen，UML类图表示如下：

2.4、关联

关联是一种比较强的关系，他们的关系是比较持久的，稳定的。比如学生从家里出来，学生和家就是一种关联关系。这种关系是比较稳定的。
关联分单向关联和双向关联，如果一个类知道或者引用了另一个类，而另一个类不知道或者没有引用这个类，则这两个类是单向关联的。比如这里学生与家的关系就是单向关联的，因为每个学生都是有个家的（不考虑孤儿），但不能说每个家里都有学生。

单向关联我们用带箭头的实线表示，箭头指向被引用或者被包含的类，这里也就是家这个类。示例如下：

双向关联是两个类彼此都知道对方的存在，比如老师与学生的关系就是双向的。小明的语文老师是张老师，张老师的学生有小明。双向关联用不带箭头的实线来连接两个类。示例如下：

2.5、聚合

聚合关系表示has-a的关系，是一种不稳定的包含关系。强调的是整体和部分的关系，其中部分可以脱离整体而存在。比如雁群和一只大雁的关系，就是聚合关系，大雁离开雁群还是可以独立存在的。再比如警察与制服的关系，制服也是警察的一部分，制服可以脱离警察而存在。
在UML类图中聚合用带空心菱形的直线表示，其中菱形从局部指向整体。

2.6、组合

组合表示contains-a的关系，是一种强烈的包含关系。它与聚合关系很像，也是强调整体与部分的关系，不同的是部分无法脱离整体存在。比如学生用手捡钱，其中手就是学生的一部分，但是手不能脱离学生而单独存在。这里称学生与手为组合关系，用带实心的菱形直线表示，其中菱形指向整体：