UML基础知识

不念不忘少年蓝@ 2022-08-27 13:56 185阅读 0赞

（这个是很久以前写的一篇关于UML的文章，现在放出来和大家共享）

了解一下类与类之间的关联基础知识很有必要，因为这些关系就像我们建造房子的基石，是面向对向编程的基础。

类中的关系有六种，分别是关联（Association）关系、聚合（Aggregation）关系、组合（Composition）关系、泛化（Generalization）关系、实现（Realization）关系以及依赖（Dependency）关系，下面分别介绍这六种关系。

## 依赖（Dependency）关系 ##

依赖是对象之间最弱的一种关联方式，是一种临时性的关联，依赖对象依赖于被依赖的对象来完成某方面的功能，被依赖对象行为的改变会影响的依赖对象的结果输出，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。

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，如下图示：

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比如某个人吃饭要使用到勺子，此时人和勺子之间就是一种依赖关系，勺子的大小会影响到人吃饭的速度或者心情等，此时的依赖关系图如下：

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## 关联（Association）关系 ##

关联表示的是两个对象之间的关系，换句话说，关联定义了对象之间的多重性，关联关系是一种比依赖关系更强的关系，不存在依赖关系的偶然性、关系也不是临时性的，一般是长期性的，而且双方的关系一般是平等的、关联可以是单向、双向的，我们经常用到的关联有一对一、一对多、多对一、多对多，它们之间的表示方式是用一条直线箭头连接，箭头所指的方向为被依赖的对象：

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单向的关联关系

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双向的关联关系

箭头两端的数字，分别表示两个关联对象之间的数量关系，下面分别举例说明。

一对一

如妻子与丈夫的关系，一个妻子只会有一个合法的丈夫，一个丈夫只会有一个合法的妻子，它们体现的是双向的关联联系，可以用如下图示表示：

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一对多、多对一

如一个公司会有多名员工，多名员工会同属于同一个公司，此时从公司的角度看和员工的关系，就是一对多的关系，如果从员工的角度看和公司的关系，那就是多对一的关系，用如下图示表示：

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多对多

如一个专业的摄影师会和多家报社签约，以便于这些报社都可以使用TA的照片，而同时每家报社又会和不同的摄影师进行签约，也就是每家报社都会有多名签约摄影师，这种关系就属于多对多的关系，可以用如下图示表示：

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## 聚合（Aggregation）关系 ##

聚合关系也是关联关系的一种，不过它表示的是一种更强的关联关系，它用来表示整体和部分之间的关系，表示对象与对象之间直接的关系，当一个对象“拥有”另外一个对象时，它们之间就可以使可以使用聚合关系，因而聚合关系也通常被称为“拥有”关系。

聚合关系用空心菱形\+实线\+箭头图示表示，菱形的一边指的的拥有者，实线所在的一边为被拥有者：

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箭头两端的数字，分别表示两个关联对象之间的数量关系，下面分别举例说明。

一对一

每辆汽车都会有引擎，而每一辆汽车通常来说都只会有一个引擎，这里的场景就适合于使用聚合关系图示表示：

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一对多、多对一

汽车能够开走，那没有轮子肯定是不行的，也就是说汽车拥有轮子，并且通常的汽车都有四个轮子，他们也适合于用聚合关系表示：

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汽车有一个引擎，也有四个轮子，他们之间的关系使用如下图表示：

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多对多

## 组合（Composition）关系 ##

组合关系是一种特殊的聚合关系，但是它比具有聚合关系具有更强的关系，当一个对象中包含另一个/些对象，如果没有容器对象的存在，那么被包含的对象就不能够存在时，此时这种关系就称为组合关系；组合关系中要求代表整体的对象负责对代表个体/部分的对象的整个生命周期的管理，如果代表整体的对象被销毁/破坏,那么代表个体/部分的对象也一定会被销毁/破坏。

聚合关系和组合关系的差别就是,在聚合关系中代表个体/部分的对象则有可能被多个代表整体的对象所共享,而不一定会随着某个代表整体的对象被销毁/破坏而被销毁/破坏。

组合关系用实心菱形\+实线\+箭头图示表示：

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箭头两端的数字，分别表示两个关联对象之间的数量关系，下面分别举例说明。

一对一

通常来说我们每个人的头上都只会有一个嘴巴，一个嘴巴只会属于一个头，如果头没有了，那么嘴巴也就没有了，头必须为嘴巴的存在负责，他们符合组合关系的定义，并且是属于一对一的关系，可以用如下图示表示他们之间的组合关系:

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一对多、多对一

我们的每只手，都会有五个手指，手指必须存在于手上，如果手没有了，那么手指也就不存在了，他们的定义符合组合关系的定义。一只手可以有多根手指，此时以手做为主体，那么手和手指的关系就是一对多的关系，如果是以手指为主体，多根手指同时属于一只手，此时就是多对一的关系。图示如下表示：

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多对多

在真实的世界中，虽然多对多的组合情况是存在的，如一对连体姐妹，他们是两个人，但是他们只有两只脚，两个人都可以对脚进行支配，脚是属于两个人的，这种情况也是属于多对多的组合情况。

但是在我们的系统中，多对多的组合关系是存在的吗？

## 泛化（Generalization）关系 ##

泛化表示的是is-a的关系，是对象之间耦合度最大的一种关系，子类继承父类的所有细节，并具有可以增加它自己的新功能的能力，继承是类与类或者接口与接口之间最常见的关系，在Java中直接使用语言中的继承关键字extends明确标识。

UML类图中使用带三角箭头的实线表示，箭头从子类指向父类，如下图示：

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类与类之间的继承

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接口与接口之间的继承

一个子类只可以继承一个父类，因为继承了父类的子类，只可以是父类的的某一种特殊类型，例如我们人类，只可以是动物或者植物中的一种，不可能既是动物又是植物，此时的继承关系图如下：

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但是接口之间的继承，子接口是可以同时继承多个父接口的，因为接口之间的表示的是功能或行为之间的继承，如我们人类可以有多种行为，如吃饭、睡觉、走路等，每一种行为可以用一个父接口表示，此时的继承关系图示如下;

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## 实现（Realization）关系 ##

实现关系在类图中表示的就是接口和实现类的关系，指的是一个class类实现一个或多个接口的功能，也是非常常用的关系，在Java中直接使用语言中的实现关键字implements明确标识。

UML类图中使用带三角箭头的虚线表示，箭头从实现类指向接口，如下图示：

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一个子类可以实现多个接口，这个可以理解为子类具有了被实现的父类的所有功能，子类可以同时实现不同的父类来具有不同的功能，如人有吃东西这么一种功能，也可以有走路这样的功能，还可以有说话的功能等等，此时的实现关系图如下：

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总结：

这六种关系中，继承和实现体现的是一种类与类、或者类与接口间的纵向上下级关系；而组合、聚合、关联及依赖这四者关系则体现的是类与类、或者类与接口间的横向引用关系，有些时候比较难以区分，并且有很多事物间的关系要想准确定位也不容易，这几种关系都是语义级别的，所以从代码层面并不一定能够完全区分这几种关系；但总的来说，组合、聚合、关联及依赖这几种关系所表现的依赖强弱程度依次为：组合>聚合>关联>依赖。

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