一文掌握UML类图：PlantUML实操分享

系统管理员 2022-12-08 05:16 517阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  UML
 *  类图
 *   *  依赖
     *  泛化
     *  实现
     *  关联
     *  聚合
     *  组合
 *  怎么画类图？
 *   *  环境准备
     *   *  安装Graphviz
         *  安装PlantUML
     *  PlantUML
     *   *  定义
         *  方法
         *  关系
         *  注释
 *  后记

# UML #

--------------------

**UML**(Unified Modeling Language，**统一建模语言**)是一种为面向对象系统的产品进行说明、可视化和编制文档的一种标准语言，是非专利的第三代建模和规约语言。UML是面向对象设计的建模工具，独立于任何具体程序设计语言。  
方便程序员间交流，读别人代码是真的痛苦。

*  UML主要有以下作用：

1.  为软件系统建立可视化模型
2.  为软件系统建立构件
3.  为软件系统建立文档

*  UML图分类：

1.  用例图
2.  静态结构图：类图、对象图、包图、组件图、部署图
3.  动态行为图：交互图（时序图与协作图）、状态图、活动图

其中类图是描述类与类之间的关系的，是UML图中最核心的，本文将结合PlantUML展开介绍类图。  
用例图和时序图：[一文掌握UML用例图和时序图：PlantUML实操分享][UML_PlantUML]

# 类图 #

--------------------

**类图**(Class diagram)是显示了模型的静态结构，特别是模型中存在的类、类的内部结构以及它们与其他类的关系等。类图不显示暂时性的信息。类图是面向对象建模的主要组成部分。它既用于应用程序的系统分类的一般概念建模，也用于详细建模，将模型转换成编程代码。类图也可用于数据建模。

*  类之间的关系：依赖、泛化（继承）、实现、关联、聚合与组合。

## 依赖 ##

只要是在类中用到了对方，那么他们之间就存在**依赖**(Dependency)关系。如果没有对方，连编绎都通过不了的那种。比如

1.  类中用到了对方
2.  是类的成员属性
3.  是方法的返回类型
4.  是方法接收的参数类型
5.  方法中使用到

![在这里插入图片描述][20200921085708203.png_pic_center]

## 泛化 ##

**泛化**关系（Generalization）是实际上是继承关系，是依赖关系的特例，如果A类继承了B类，那么A和B存在泛化关系。  
![在这里插入图片描述][20200921085824947.png_pic_center]

## 实现 ##

**实现**关系（Realization）实际上就是类和接口的关系，表示类是接口所有特征和行为的实现，也是依赖关系的特例。  
![在这里插入图片描述][20200921090226668.png_pic_center]

## 关联 ##

**关联**关系（Association）实际上是类和类之间的联系，是一种拥有的关系，它使一个类知道另一个类的属性和方法，也是依赖关系的特例。  
关联具有导航性：即双向关系或单向关系，也可以是单向的。双向的关联可以有两个箭头或者没有箭头，单向的关联有一个箭头。nm、1n等标识可无。  
![在这里插入图片描述][20200921091014767.png_pic_center]

## 聚合 ##

**聚合**关系（Aggregation）表示的是整体和部分的关系，**整体与部分可以分开**，部分可以脱离整体单独存在，属于关联的特例，可用箭头标识导航性，使用带空心菱形的实线来表示：  
![在这里插入图片描述][20200921092418965.png_pic_center]

## 组合 ##

**组合**关系（Composition）也是整体与部分的关系，但是**整体与部分不可以分开**，部分可以脱离整体单独存在，属于关联的特例，可用箭头标识导航性，使用带实心菱形的实线来表示：  
![在这里插入图片描述][2020092109291863.png_pic_center]

# 怎么画类图？ #

--------------------

说了这么多，那么怎么画类图呢？且继续往下看。

## 环境准备 ##

在IDEA安装PlantUML插件，以便操作演练，当然了如果不想安装，也可以使用[PlantUML在线网站][PlantUML]，**跳过本节**。

### 安装Graphviz ###

首先需要安装Graphviz可视化图形软件提供依赖支持。

1.  下载  
    [https://www2.graphviz.org/Packages/development/windows/10/][https_www2.graphviz.org_Packages_development_windows_10]  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]
2.  安装  
    注意修改安装路径，其余默认下一步就好。  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]
3.  配置变量  
    我的电脑->属性->高级系统设置->环境变量->path->新建  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]  
    ![在这里插入图片描述][20200919093829705.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]  
    ![在这里插入图片描述][20200919094455110.png_pic_center]

![M0NzA4,size\_16,color\_FFFFFF,t\_70\#pic\_center)][M0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
4. 测试  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]

### 安装PlantUML ###

打开IDEA，File->settings->plugins，搜索uml，安装PlantUML  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 6]  
安装好后重启IDEA，就能新建PantUML File了。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 7]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 8]

## PlantUML ##

--------------------

### 定义 ###

如果未定义就直接使用，默认为类。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>类型</th> 
   <th>关键字</th> 
   <th>图例</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>类</td> 
   <td>class</td> 
   <td><img src="https://img-blog.csdnimg.cn/20200921081924302.png#pic_center" alt="在这里插入图片描述"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>抽象类</td> 
   <td>abstract</td> 
   <td><img src="https://img-blog.csdnimg.cn/20200921082007478.png#pic_center" alt="在这里插入图片描述"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>接口</td> 
   <td>interface</td> 
   <td><img src="https://img-blog.csdnimg.cn/20200921082031142.png#pic_center" alt="在这里插入图片描述"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>接口</td> 
   <td>棒棒糖样式</td> 
   <td><img src="https://img-blog.csdnimg.cn/20200921124656556.png#pic_center" alt="在这里插入图片描述"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>枚举</td> 
   <td>enum</td> 
   <td><img src="https://img-blog.csdnimg.cn/20200921082046921.png#pic_center" alt="在这里插入图片描述"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>注释</td> 
   <td>annotation</td> 
   <td><img src="https://img-blog.csdnimg.cn/20200921082109514.png#pic_center" alt="在这里插入图片描述"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>泛型</td> 
   <td>加&lt;?..&gt;</td> 
   <td><img src="https://img-blog.csdnimg.cn/20200921124455670.png#pic_center" alt="在这里插入图片描述"></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 方法 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>访问范围</th> 
   <th>符号</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>private</td> 
   <td>-</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>protected</td> 
   <td>#</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>package private</td> 
   <td>~</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>public</td> 
   <td>+</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

此外通过修饰符\{static\}、\{abstract\}，可以定义静态、抽象的方法或者属性。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 9]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 10]

### 关系 ###

'>'表示箭头，‘|>’表示三角箭头，‘o’表示空心菱形，’\*'表示实心菱形  
‘.’表示虚线，‘-’表示实线，一个是水平方向，两个以上是竖直方向。

*  关系上的标识  
    在关系之间使用标签来说明时, 使用 :后接 标签文字；  
    对元素的说明，你可以在每一边使用 “” 来说明。

这样一来就能表示各种关系的线了。

### 注释 ###

*  可以使用note left of , note right of , note top of , note bottom of这些关键字来添加备注
 *  还可以在类的声明末尾使用note left, note right,note top, note bottom来添加备注
 *  单独用note这个关键字也是可以的，使用 … 符号可以作出一条连接它与其它对象的虚线  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 11]

# 后记 #

--------------------

画类图还有更多细节和扩展可参考PlantUML文档：[https://plantuml.com/zh/class-diagram][https_plantuml.com_zh_class-diagram]

踩了很多坑，比如安装Graphviz时没有执行”dot -c“指令，idea报错全网还找不到，从入门到放弃 。  
[一文掌握UML用例图和时序图：PlantUML实操分享][UML_PlantUML]

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[20200921090226668.png_pic_center]: /images/20221123/cab0b7c1b0734892a6e78ed6a0e64292.png
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[20200921092418965.png_pic_center]: /images/20221123/2ed62ae064574fcca5795b53fd4d2bbe.png
[2020092109291863.png_pic_center]: /images/20221123/eb285eb4fb644d62bb05351614728ead.png
[PlantUML]: http://www.plantuml.com/plantuml/uml
[https_www2.graphviz.org_Packages_development_windows_10]: https://www2.graphviz.org/Packages/development/windows/10/
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221123/423404d607ab493a826234e83a52a708.png
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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: /images/20221123/65b9edc8685f447cb131856e1c60ba0d.png
[20200919093829705.png_pic_center]: /images/20221123/8f7be3bfc150430691150dcaa3ba4b8c.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]: /images/20221123/e35a84462f294cdda56c486921c417ae.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]: /images/20221123/76cd5c391d234b15a9e7405917ef5dea.png
[20200919094455110.png_pic_center]: /images/20221123/e4bb4d38a1294069b3b209cbdc6b1c1c.png
[M0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221123/57c2e013f2fe423ab21dca23f64fec22.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]: /images/20221123/61020f029e5a44799eb3dbfb4974f460.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 6]: /images/20221123/d19b59f62b8b47b98c10bb626dcaec74.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 7]: /images/20221123/9bb4eb3130d04b34979d198d5c206ebf.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 8]: /images/20221123/f786b943123f4db9a3817beb06fe4670.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 9]: /images/20221123/8a00323af35f47efa1a2fc1b19e36430.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 10]: /images/20221123/b22cf60da68444e4989ad84418af39d5.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MDM0NzA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 11]: /images/20221123/d2e1cd56b0724279ba27a9e0cc2847dd.png
[https_plantuml.com_zh_class-diagram]: https://plantuml.com/zh/class-diagram
[https_blog.csdn.net_qq_45034708]: https://blog.csdn.net/qq_45034708