【Java基础】UML类图及各种线代表的关系含义总结

文章目录

一.UML常见图
- 1.类图(Class Diagram)
- 2.对象图(Object Diagram)
- 3.时序图(Sequence Diagram)
二.UML类图线的概括
- 1.类（Class）
- 2.接口（interface）
- 3.泛化(generalization)—继承关系
- 4.实现(realization)—接口实现关系
- 5.依赖(dependency)—使用关系
- 6.关联(association)— 拥有关系
- 7.组合和聚合概念简单理解
- 8.聚合(aggregation)—组合类需要被组合类存在才能构建，被组合类可以单独存在
- 9.组合(composition)— 组合类需要被组合类存在才能构建，被组合类不可以单独存在
- 10.各类关系强弱
三.生活案例之动物衍生关系图
四.关联关系、聚合关系、组合关系之间的区别
五.类关系记忆技巧

一.UML常见图

1.类图(Class Diagram)

类图是显示一组类、接口、协作以及它们之间关系的图。

2.对象图(Object Diagram)

对象图是表示在某一时间点上一组对象以及它们之间的关系的图。

3.时序图(Sequence Diagram)

时序图显示对象之间的关系，强调对象之间消息的时间顺序，显示对象之间的交互。

二.UML类图线的概括

关系	线
继承
实现
依赖
关联	，注意:`双向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`
组合

聚合

1.类（Class）

使用3层矩形框表示

第1层显示类的名称，如果是抽象类，则就用斜体显示。
第2层是字段和属性。
第3层是类的方法。注意前面的符号，+表示public，-表示private，#表示protected

2.接口（interface）

使用2层矩形框表示，与类图的区别主要是顶端有<<interface>>显示

第一层是接口名称
第二层是接口方法。

3.泛化(generalization)—继承关系

继承类（extends）：用实线空心箭头来表示。在Java中，用extends关键字来继承一个类
- 继承关系中，子类会继承所具有的属性、方法，子类应该都有。子类还可以有自己独有的属性、方法。
在UML中继承抽象类，无论类名还是抽象方法名，都以斜体的方式表示，因为这也是一种继承关系，所以子类与父类通实线空心箭头来联系。
- 例如出租车、公交车、货车都是属于车，它们都有自己的名字，都可以上路跑。

java代码

class Car{//汽车名字private String name;public String getName(){this.name;};public String setName(String name){this.name= name;};//跑public String run(){this.name;};
}//公交车
class Bus extends Car{}//出租车
class Taxi extends Car{}

类图

注意：箭头方向是子类指向父类。

泛化是依赖关系的特例

4.实现(realization)—接口实现关系

实现接口（implements）：用虚线空心箭头来表示 在Java中，用implements关键字来实现一个接口。
接口（包括抽象类）是方法的集合，实现接口的具体实现类需要实现接口下的所有方法。
- 汽车和轮船都是交通工具，而交通工具只是一个可移动工具的抽象概念，船和车实现了具体移动的功能。

java代码：

//交通工具
interface Vehicle{//移动public void run();
}//汽车
class Car implements Vehicle{//汽车的名称(独有属性)private String name;@Overridepublic void run() {}
}//轮船
class Ship implements Vehicle{//轮船的名称(独有属性)private String name;@Overridepublic void run() {}
}

类图

实现是依赖关系的特例

5.依赖(dependency)—使用关系

依赖（Dependency）：用虚线箭头来表示是一种使用的关系，即一个类的实现需要另一个类的协助。在Java中，方法参数需要传入另一个类的对象，就表示依赖这个类。
- 大多数情况下，依赖关系体现在某个类的方法使用另一个类的对象作为参数。
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
- 类中用到了对方
- 是类的成员属性
- 是方法的返回类型
- 是方法接收的参数类型
- 方法中使用到
例如：汽车依赖汽油，如果没有汽油，汽车将无法行驶。

java代码

//汽车
class Car{public void beforeRun(Oil oil){System.out.println("使用"+oil.getType+"号企业");}
}//汽油
class Oil {//汽油类型private String type;private String getType(){this.type;};private String setType(String type){this.type = type;};
}

类图

注意：类A需要用到类B，类A指向类B。

6.关联(association)— 拥有关系

关联（Association）：用实线箭头来表示 在Java中，一个类的全局变量引用了另一个类，就表示关联了这个类

关联关系是类与类之间最常用的一种关系，表示一类对象与另一类对象之间有联系。组合、聚合也属于关联关系，只是关联关系的类间关系比其他两种要弱。

关联关系有4种：双向关联、单向关联、自关联、多重数关联。

在多重性关系中，可以直接在关联直线上增加一个数字，表示与之对应的另一个类的对象的个数。
1…1：仅一个

0…*：零个或多个

1…*：一个或多个

0…1：没有或只有一个

m…n：最少m、最多n 个(m<=n)依赖关系

例如：汽车和司机，一辆汽车对应特定的司机，一个司机也可以开多辆车。(这按一个司机固定开司机专属的车来设计)

java代码
单向关联


//学生
class Student{private Pen pen;
}
//笔
class Pen{}

双向关联

//司机
class Driver{private  Car[] cars;;public void  addCar(Car car){this.cars.add(car);}
}
//车
class Car{ private  Driver[] drivers;public void  addDriver(Driver driver){this.drivers.add(driver);}
}

类图

注意：类A中用到类B属性，类A指向类B。

关联是依赖关系的特例

7.组合和聚合概念简单理解

聚合：就是说各个对象聚合在一起工作，但是我没有你也行，我照样可以正常运行。
组合呢，关系就比较密切，组合中的各个对象之间组成了一个整体，缺少了某一个对象就不能正常运行或者说功能会有很大缺陷。
也就是说聚合对象 "不具备相同生命周期"，而组合对象 "具有相同的生命周期"

举个例子：

比如：电脑和U盘就是 “聚合”，而电脑显示器和主机就是 “组合”。

8.聚合(aggregation)—组合类需要被组合类存在才能构建，被组合类可以单独存在

聚合（Aggregation）：用尾部为空心菱形的实线箭头（也可以没箭头）来表示：是一种弱的‘拥有’关系，体现的是A对象可以包含B对象，但B对象不是A对象的一部分
- 在聚合关系中，成员对象是整体的一部分，但是成员对象可以脱离整体对象独立存在。Java代码实现聚合关系，成员对象通常以构造方法、Setter方法的方式注入到整体对象之中。
- 例如：公交车司机和工衣、工帽是整体与部分的关系，但是可以分开，工衣、工帽可以穿在别的司机身上，公交司机也可以穿别的工衣、工帽。

//公交车司机
class BusDriver{private Clothes clothes;private  Hat hat;public void setClothes(Clothes clothes){this.clothes= clothes;}public void setHat(Hat hat){this.hat= hat;}public void show(){System.out.println("我穿了"+clothes.getName()+"的工衣,戴了"+hat.getName()+"的工帽");}
}//工衣
class Clothes{//工衣类型private String name;public String getName(){this.name;};public String setName(String name){this.name= name;};
}
//工帽
class Hat{//工衣类型private String name;public  String getName(){this.name;};public String setName(String name){this.name= name;};;
}

类图

注意：类A中用到类B属性，类A指向类B。

这六种类关系中，组合、聚合和关联的代码结构一样，可以从关系的强弱来理解。
聚合属于关联的特例

9.组合(composition)— 组合类需要被组合类存在才能构建，被组合类不可以单独存在

组合（Composition）：用尾部为实心菱形的实线箭头（也可以没箭头）来表示。
- 组合关系也表示的是一种整体和部分的关系，但是在组合关系中整体对象可以控制成员对象的生命周期，一旦整体对象不存在，成员对象也不存在，整体对象和成员对象之间具有同生共死的关系
- Java代码实现组合关系，通常 在整体类的构造方法中直接实例化成员类，这是因为组合关系的整体和部分是共生关系，如果通过外部注入，那么即使整体不存在，那么部分还是存在的，这就相当于变成了一种聚合关系了。
- 例如：人由头部和身体组成，两者不可分割，共同存在。通常是在构造函数的时候，通过new创建出来。

java代码

//人
class Human{private Head head;private  Body body;public void setHead(Head head){this.head = head;}public void setBody(Body body){this.body = body;}
}
//头
class Head{}
//身体
class Body {}

类图

注意：类A中用到类B属性，类A指向类B。

这六种类关系中，组合、聚合和关联的代码结构一样，可以从关系的强弱来理解。
组合属于关联的特例

10.各类关系强弱

各类关系从强到弱依次是：继承→实现→组合→聚合→关联→依赖。

三.生活案例之动物衍生关系图

四.关联关系、聚合关系、组合关系之间的区别

从上文可以看出，关联关系、聚合关系和组合关系三者之间比较相似，本文的最后就来总结一下这三者之间的区别。

关联和聚合的区别主要在于语义上

关联的两个对象之间一般是平等的，聚合则一般是不平等的。

聚合和组合的区别则在语义和实现上都有差别：

组合的两个对象之间生命周期有很大的关联，被组合的对象在组合对象创建的同时或者创建之后创建，在组合对象销毁之前销毁，一般来说被组合对象不能脱离组合对象独立存在，而且也只能属于一个组合对象；
聚合则不一样，被聚合的对象可以属于多个聚合对象。

再举例子来说：

你和你的朋友属于关联关系，因为你和你的朋友之间的关系是平等的，关联关系只是表示一下两个对象之间的一种简单的联系而已，就像我有一个朋友
你和你借的书属于聚合关系，第一是因为书可以独立存在，第二是因为书不仅仅属于你，也可以属于别人，只是暂时你拥有
你和你的心脏属于组合关系，因为你的心脏只是属于你的，不能脱离与你而存在

五.类关系记忆技巧

继承实现，箭头方向：从子类指向父类。

定义子类是需要通过extends关键字指定父类；
子类一定是知道父类定义的，但父类并不知道子类的定义；
只有知道对方信息时才能指向对方；
所以箭头的方向是从子类指向父类。

继承实现：用线条连接两个类。

空心三角箭头表示继承或实现
实线表示继承，是is-a 的关系，表示扩展，不虚，很结实；
虚线表示实现，虚线代表“虚”无实体。

关联依赖：用线条连接两个类。

虚线表示依赖关系：
临时用一下，若即若离，虚无缥缈，若有若无；表示一种使用关系，一个类需要借助另一类来实现功能；一般是一个类将另一个类作为参数使用，或作为返回值。
实线表示关联关系：
关系稳定，实打实的关系，铁哥们；表示一个类对象和另一个类对象有关联；通常是一个类中有另一个类对象作为属性。

组合聚合：用菱形表示。

菱形就是像是一个盛东西的器皿（比如盘子）；
聚合：空心菱形，代表空器皿里可以放很多相同的东西，聚集在一起（箭头方向所指的类）；整体和局部的关系，两者有独立的生命周期，是has-a 的关系；弱关系，消极的词：弱-空。
组合：实心菱形，代表器皿里已经有实体结构的存在，生死与共；整体与局部的关系，和聚合关系对比，关系更加强烈；两者具有相同的生命周期，contains-a 的关系；强关系，积极的词：强-满。

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