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本文和大家重點討論一下UML類圖的概念，UML類圖是定義其他圖的基礎(chǔ)，在UML類圖基礎(chǔ)上，可以使用狀態(tài)圖、協(xié)作圖、組件圖和配置圖等進(jìn)一步描述系統(tǒng)其他方面的特性。
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UML類圖的概念
一、概述
UML類圖（ClassDiagram）是描述類、接口、協(xié)作以及它們之間關(guān)系的圖，用來顯示系統(tǒng)中各個類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。UML類圖是定義其他圖的基礎(chǔ)，在UML類圖基礎(chǔ)上，可以使用狀態(tài)圖、協(xié)作圖、組件圖和配置圖等進(jìn)一步描述系統(tǒng)其他方面的特性。
UML類圖包括7個元素：類（Class）、接口（Interface）、協(xié)作（collaboration）、依賴關(guān)系（Dependency）、泛化關(guān)系（Generalization）、關(guān)聯(lián)關(guān)系（Association）以及實現(xiàn)關(guān)系（Realization）。
二、類
類定義了一組有著狀態(tài)和行為的對象。其中，屬性和關(guān)聯(lián)用來描述狀態(tài)。屬性通常用沒有身份的數(shù)據(jù)值表示，如數(shù)字和字符串。關(guān)聯(lián)則用有身份的對象之間的關(guān)系表示。行為由操作來描述，方法是操作的實現(xiàn)。對象的生命期則由附加給類的狀態(tài)機(jī)來描述。
1、名稱：類的名稱是每個類中所必有的構(gòu)成元素。
2、屬性（Attribute）
（1）可見性：類中屬性的可見性主要包括公有（public）、私有（Private）和受保護(hù)（Protected）。在UML中，公有類型的用“+”表達(dá)，私有類型用“-”表達(dá)，而受保護(hù)類型則用“#”表達(dá)。UML類圖的類中不存在默認(rèn)的可見性，如果沒有顯示任何一種符號，就表示沒有定義該屬性的可見性。
（2）屬性名：按照UML的約定，單字屬性名小寫。如果屬性名包含多個單詞，這些單詞要合并，且除了第一個單詞外其余單詞的首字母要大寫。
（3）屬性字符串。屬性字符串用來指定關(guān)于屬性的其他信息，例如某個屬性應(yīng)該是永久的。任何希望添加在屬性定義字符串值但又沒有合適地方可以加入的規(guī)則，都可以放在屬性字符串里。
（4）類屬性。屬性也可以作為一個類屬屬性來定義，這就意味著此屬性被該類的所有對象共享。在UML類圖中，類屬性帶有一條下劃線。
3、操作。類的操作是對類的對象所能做的事務(wù)的抽象，相當(dāng)于一個服務(wù)的實現(xiàn)。
4、職責(zé)：在操作部分下面的區(qū)域，可以用來說明類的職責(zé)。職責(zé)是類或其他元素的契約或義務(wù)。類的職責(zé)是是自由形式的文本，寫一個短語，一個句子等。在UML中，把職責(zé)列在UML類圖底部的分隔欄中。
5、約束。說明類的職責(zé)是消除二義性的一種非形式化的方法，形式化的方法是使用約束。約束指定了該類所要滿足的一個或多個規(guī)則。在UML中，約束是用一個花括號括起來的自由文本。
三、UML類圖接口
接口包含操作但不包含屬性，且它沒有對外界可見的關(guān)聯(lián)。
四、UML類圖中類之間的關(guān)系
類之間的關(guān)系最常見的有四種：依賴關(guān)系、泛化關(guān)系、管理關(guān)系、實現(xiàn)關(guān)系。
1、UML類圖中依賴關(guān)系（Dependency）
依賴表示兩個或多個模型元素之間語義上的關(guān)系。它表示了這樣一種情形，對于一個元素（提供者）的某些改變可能會影響或提供消息給其他元素（客戶），即客戶以某種形式依賴于其他類元。根據(jù)這個定義，關(guān)聯(lián)、實現(xiàn)和泛化都是依賴關(guān)系，但是它們有更特別的語義。在UML中，依賴用一個從客戶指向提供者的虛箭頭表示，用一個構(gòu)造型的關(guān)鍵字來區(qū)分它的種類。
UML定義了4種基本依賴類型，分別是使用（Usage）依賴、抽象（Abstraction）依賴、授權(quán)（Permission）依賴和綁定（Binding）依賴。
（1）、使用依賴。使用依賴都是非常直接的，通常表示客戶使用提供者提供的服務(wù)以實現(xiàn)它的行為。以下列出了5種使用依賴關(guān)系.
（2）、抽象依賴。抽象依賴用來表示客戶與提供者之間的關(guān)系，依賴于在不同抽象層次上的事物。
（3）、授權(quán)依賴。授權(quán)依賴表示一個事物訪問另一個事物的能力。提供者通過規(guī)定客戶的權(quán)限，可以控制和限制對其內(nèi)容訪問的方法。
（4）、綁定依賴。綁定依賴是較高級的依賴類型，用于綁定模板以創(chuàng)建新的模型元素。
2、UML類圖中泛化關(guān)系（Generalization）
UML類圖中泛化關(guān)系是一種存在于一般元素和特殊元素之間的分類關(guān)系，它只使用在類型上，而不是實例上。在類中，一般元素被稱為超類或父類，而特殊元素被稱為子類。在UML中，泛化關(guān)系用一條從子類指向父類的空心三角箭頭表示
3、UML類圖中關(guān)聯(lián)關(guān)系（Association）
關(guān)聯(lián)關(guān)系是一種結(jié)構(gòu)關(guān)系，它指明一個事物的對象與另一個事物的對象之間的聯(lián)系。也就是說，關(guān)聯(lián)描述了系統(tǒng)中對象或?qū)嵗g的離散連接。在UML中，關(guān)聯(lián)關(guān)系用一條連接兩個類的實線表示
UML類圖中關(guān)聯(lián)關(guān)系有6種對應(yīng)的修飾，它們分別是：名稱、角色、多重性、聚合、組合和導(dǎo)航性。
（1）、名稱（Name）。名稱用來描述關(guān)聯(lián)的性質(zhì)，通常使用一個動詞或動詞短語來命名關(guān)聯(lián)。名稱以前綴或后綴一個指引閱讀的方向指示符以消除名稱含義上可能存在的歧義，方向指示符用一個實心的三角形箭頭表示。
（2）、角色（Role）。角色是關(guān)聯(lián)關(guān)系中一個類對另一個類所表現(xiàn)出來的職責(zé)。角色名稱是名詞或名詞短語，以解釋對象是如何參與關(guān)聯(lián)的。
（3）、多重性（Multiplicity）。約束是UML三大擴(kuò)展機(jī)制之一，多重性是其中使用最廣泛的一種約束。關(guān)聯(lián)的多重性是指有多少對象可以參與該關(guān)聯(lián)，多重性可以用來表達(dá)一個取值范圍、特定值、無限定的范圍或一組離散值。
（4）、聚合（Aggregation）。聚合關(guān)系表示整體和部分關(guān)系的關(guān)聯(lián)。聚合關(guān)系描述了“hasa”的關(guān)系。在UML中聚合關(guān)系用帶空心的實線來表示，其中頭部指向整體。
（5）、組合關(guān)系(Composition)。組合關(guān)系是聚合關(guān)系中的一種特殊情況，是更強(qiáng)形式的聚合，又被稱為強(qiáng)聚合。在組合中，成員對象的生命周期取決于聚合的生命周期，聚合不僅控制著成員對象的行為，而且控制著成員對象的創(chuàng)建和析構(gòu)。在UML中，組合關(guān)系用帶實心菱頭的實線來表示，其中頭部指向整體。
（6）、導(dǎo)航性(Nevigation)。導(dǎo)航性描述的是一個對象通過鏈（關(guān)聯(lián)的實例）進(jìn)行導(dǎo)航訪問另一個對象，即對一個關(guān)聯(lián)端點設(shè)置導(dǎo)航屬性意味著本端的對象可以被另一端的對象訪問?？梢栽陉P(guān)聯(lián)關(guān)系上加箭頭表示導(dǎo)航方向。只在一個方向上可以導(dǎo)航的關(guān)聯(lián)稱為單向關(guān)聯(lián)(UnidirectionAssociation),用一條帶箭頭的實線來表示。在兩個方向上都可以導(dǎo)航的關(guān)聯(lián)稱為雙向關(guān)聯(lián)(BidirectionAssociation),用一條沒有箭頭的實線來表示。另外使用導(dǎo)航性可以降低類之間的耦合度，在也是好的面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計的目標(biāo)之一。
4、UML類圖中實現(xiàn)關(guān)系（Realization）
實現(xiàn)是規(guī)格說明和其實現(xiàn)之間的關(guān)系，它將一種模型元素與另一種模型元素連接起來，比如類和接口。
泛化和實現(xiàn)關(guān)系都可以將一般描述與具體描述聯(lián)系起來。泛化將同一語義層上的元素連接起來，并且通常在同一模型內(nèi)。實現(xiàn)關(guān)系則將不同語義層內(nèi)的元素連接起來，通常建立在不同的模型內(nèi)。
實現(xiàn)關(guān)系通常在兩種情況下被使用：在接口與實現(xiàn)該接口的類之間；在用例以及實現(xiàn)該用例的協(xié)作之間。
在UML中，實現(xiàn)關(guān)系的符號與泛化關(guān)系的符號類似，用一條帶指向接口的空心三角箭頭的虛線表示。下圖所示的是實現(xiàn)關(guān)系的一個示例，描述的是Keyboard保證自己的部分行為可以實現(xiàn)Typewriter的行為
實現(xiàn)關(guān)系還有一種省略的表示方法，即接口表示為一個小圓圈，并和實現(xiàn)接口的類用一條線段連接。
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名稱欄目：學(xué)習(xí)筆記 解析UML類圖的組成
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