.NET设计模式之UML类图介绍

一、概述

UML类图用来定义系统中的类，包括描述类的结构和类之间的关系。类图的主要作用于描述系统的静态结构。

类图的基本模型元素如下：

我们可以看到，一个类图表示为长方形，分为3部分，最上面是类名，中间是类的属性，下面是类的操作。描述信息使用 << >> 包裹。

类图中的实体如下：

1、类名

正体字说明类是可被实例化的，斜体字说明类为抽象类。

2、属性

如图：

属性一般通过如上的格式表示——<访问权限><属性名>：<属性类型>=<初始值>

对于可见性　：　　

• +表示public，
• -表示private，
• #表示protected，
• 没有符号表示默认包访问权限

（如果一个属性只在类的内部使用，一般称为Attribute。若提供了相应的get、set方法，一般称为Property）

3、方法

如图：

方法一般通过如上格式表示——<访问权限><方法名>：（<参数1名>：<参数1类型>，<参数2名>：<参数2类型>）：<返回值类型>

静态方法用下划线表示。

抽象方法，整条操作都用斜体表示。

4、接口

接口是一系列操作的集合，它指定了提供的一系列服务。

• 接口

• 抽象类

抽象类和接口都是类名用斜体表示，接口还可以用一个圆圈表示。

二、关系

在UML类图中，常见的有以下几种关系:

• 依赖(Dependency)
• 关联（Association)
• 聚合（Aggregation）
• 组合(Composition)
• 泛化（Generalization）
• 实现（Realization）

各种关系的强弱顺序：

（耦合度依次增强）

依赖 < 关联 < 聚合 < 组合 < 泛化 < 实现 

1. 依赖(Dependency)

依赖关系是一种使用的关系，即一个类的实现需要另一个类的协助，所以要尽量不使用双向的互相依赖.（偶然的弱关系）

【代码表现】：局部变量、方法的参数或者对静态方法的调用

【箭头及指向】：带箭头的虚线，指向被使用者

2. 关联（Association)

关联关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；如：老师与学生，丈夫与妻子关联可以是双向的，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。例如：学生拥有课程实例。

【代码体现】：成员变量

【箭头及指向】：带普通箭头的实心线，指向被拥有者

上图中，老师与学生是双向关联，老师有多名学生，学生也可能有多名老师。但学生与某课程间的关系为单向关联，一名学生可能要上多门课程，课程是个抽象的东西他不拥有学生。

下图为自身关联：

3. 聚合（Aggregation）

聚合关系是整体与部分的关系，且部分可以离开整体而单独存在。如车和轮胎是整体和部分的关系，轮胎离开车仍然可以存在。（Has-A )

聚合关系是关联关系的一种，是强的关联关系；关联和聚合在语法上无法区分，必须考察具体的逻辑关系。

【代码体现】：成员变量

【箭头及指向】：带空心菱形的实心线，菱形指向整体

4. 组合(Composition)

组合关系是整体与部分的关系，但部分不能离开整体而单独存在。如公司和部门是整体和部分的关系，没有公司就不存在部门。。（Has-A )

组合关系是关联关系的一种，是比聚合关系还要强的关系，它要求普通的聚合关系中代表整体的对象负责代表部分的对象的生命周期。

【代码体现】：成员变量

【箭头及指向】：带实心菱形的实线，菱形指向整体

5. 泛化（Generalization）

泛化关系是一种继承关系，表示一般与特殊的关系，它指定了子类如何特化父类的所有特征和行为。例如：老虎是动物的一种，即有老虎的特性也有动物的共性。（IS-A）

【箭头指向】：带三角箭头的实线，箭头指向父类

6. 实现（Realization）

实现关系是一种类与接口的关系，表示类是接口所有特征和行为的实现.例如：大燕是飞翔的关系。

【箭头指向】：带三角箭头的虚线，箭头指向接口

三、应用举例

下面这张UML图，比较形象地展示了各种类图关系：