UML类图简介及类与类之间的关系

UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）建模是面向对象开发设计方法中的第一步，用UML来表达设计模式不仅方便了开发人员的交流，而且更加清晰、准确。UML定义了5类10种模型图，每种图都有其不同的目的，说明了不同实体集合之间的关系，如下表：

由于在后面设计模式的学习中会大量的用到类图，所以这里只对类图进行简单的介绍

UML类图中的基本元素符号

1. 类

类的UML图有3部分组成。
第一个部分是定义的类名，如果类名是用斜体字形表示，则表示该类是抽象类，否则就是具体的类。

第二部分是属性，第三部分是方法。在属性和方法之前均可附加一个访问权限修饰符。加号（+）代表public；减号（-）代表private；#代表protected；没有任何修饰符表示访问权限是友好的，修饰符为friendly，但是需注意在java中是没有friendly修饰符的。如果属性或方法具有下划线，则表明它是静态的。如果在一个类图中只想显示高层细节，那么下面的两部分信息（属性和方法）不是必要的。

2. 接口

第一部分是接口的名称，必须用斜体字表示，而且顶端要用<<interface>>来修饰；第二部分是常量；第三部分是方法。

3. 注释

类与类之间的关系

在UML类图中，类与类之间有以下几种常见的关系：泛化（Generalization）、实现（Realization）、依赖（Dependency）、关联（Association）和组合（Composition）

1. 泛化（继承）

泛化也就是通常所说的继承关系，也称“is a kind of”关系。泛化是对象间耦合度最大的一种关系，UML表示法如下：

2. 实现

如果一个类B实现一个接口A的功能，那么类B和类A的关系就是实现，UML表示法如下：

3. 依赖

如果B作为参数被A类在某个方法中使用，则A依赖于B，UML表示法如下：

java代码示例为：

public class Car {}public class Person {private String name;public void drive(Car car) {}
}

4. 关联

如果A类中的成员变量是用B类声明的变量，即B类作为A类的一个属性存在，则A关联与B，UML类图如下：

java代码示例为：

public class B {}public class A {private B b;public B getB() {return this.b;}public void setB(B b) {this.b = b;}
}

另外，除了上述的单向关联外，还有双向关联和自关联，UML类图如下：

双向关联：

自关联：

java代码示例为：

public class Mouse {}public class Computer {private Mouse m;public Mouse getM() {return this.m;}public void setM(Mouse m) {this.m = m;}
}

5. 聚合

聚合关系是关联关系的一种（弱关联），与关联不同的是聚合体现的是整体和个体的关系，而关联体现的是两个处在同一层次的类之间的关系。这里的整体和个体是可以分离的，即个体可以独立于整体存在，例如电脑和鼠标，二者是一种“has-a”的关系。UML类图如下：

6. 组合

组合也是关联的一种（强关联），与聚合类似，同样体现的是整体和个体的关系，但这里的整体和个体是不可以分离的，即个体是整体的一部分，例如电脑和CPU。这种关系比聚合更强，是一种“contains-a”的关系，也称强聚合。一旦整体对象不存在，部分对象也不存在；同样部分对象不存在，整体对象也无法正常工作，部分和整体具有相同的生命周期。代码上表现为A类中的成员变量是用B类声明的变量，并且B对象在A对象创建时创建。UML类图如下：

java代码示例为：

public class CPU {}public class Computer {private CPU c;public Computer () {c = new CPU();}
}

实例分析——聊天系统登录模块

基于C/S的聊天系统登录模块功能描述：

用户通过登录页面（LoginForm）输入账号和密码，系统将输入的账号和密码与存储在数据库（User）表中的用户信息进行比较，验证用户输入是否正确，如果输入正确，则进入主界面（MainForm），否则提示“输入错误”。

该系统中类的说明表如下：

类名	说明
LoginForm	登录窗口（边界类）
LoginBO	登录业务逻辑类，封装实现登录功能的业务逻辑（控制类）
UserDao	抽象数据访问类接口，声明对user表的数据操作方法（实体类）
UserDaoImpl	具体数据访问类，实现对user表的数据操作方法（实体类）
MainForm	主窗口（边界类）

各类中的方法说明如下表：

方法名	说明
LoginForm类的LoginForm()方法	LoginForm构造函数，初始化实例成员
LoginForm类的validate()方法	界面类的验证方法，通过调用业务逻辑类LoginBO的validate()方法实现对用户输入信息的验证
LoginBO类的validate()方法	业务逻辑类的验证方法，通过调用数据访问类的findUserByAccAndPwd()方法验证用户输入信息的合法性
LoginBO类的setUserDao()方法	在业务逻辑对象中注入数据访问对象
UserDao接口的findUserByAccAndPwd()方法	业务方法声明
UserDaoImpl接口的findUserByAccAndPwd()方法	业务方法实现，通过用户输入的账号和密码和数据库中的信息进行比对

UML类图设计如下：

java代码粗略实现：

public class LoginForm {private LoginBO login;public LoginForm() {login = new LoginBO;}public boolean validate(String account, String password) {return login.validate(account, password);}
}public class LoginBo {@Autowireprivate UserDao userDao;public boolean validate(String account, String password) { if (userDao.findUserByAccAndPwd(account, password)) {return true;}return false;}
}public interface UserDao {boolean findUserByAccAndPwd(String account, String password);
}public class UserDaoImpl implements UserDao {public boolean findUserByAccAndPwd(String account, String password) {// select * from user where account=#{account} and password=#{password}}
}@Test
public void TestLogin {// 接收用户输入的account和passwordString account;String password;LoginForm loginForm = new LoginForm();if (loginForm.validate(account, password)) {// 进入主界面MainForm} else {// 提示登录失败}}