手把手教你画 UML 类图

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类（接口）的表示

类的表示

在 UML 类图中，一个矩形代表一个类，如图：

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矩形分为三部分：

第一部分为类名，如果用正体书写，说明这是可以实例化的普通类；如果用斜体书写，说明这是抽象类。

第二部分为该类的属性，书写格式为：
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可见性 属性名 : 属性类型

可见性有以下几种：

可见性 说明
+ public
- private
# protected

第三部分为该类的方法，书写格式为：

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可见性 方法名(参数名1 : 参数类型1, ...) : 方法返回值类型

例子

假设有这样一个 Person 类：

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public class Person {
    private String mName;
    private int mAge;
    
    public void doSomething() {

    }
}

那么它的类图如下：

接口的表示

和类的表示类似，接口也是用矩形表示，并且该矩形也由三部分组成。和类不同的是，第一部分需要在接口名的上方加上 <> 修饰符。如图：

例子

例如有个 Vehicle 接口：

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public interface Vehicle {
    String name();
    void move();
}

它的类图如下：

关系

类与类（接口）间共有六种关系，下面对每种关系进行分析：

继承关系

继承关系表示父类和子类间的关系，它的符号（空心三角形 + 实线）为：

由子类指向父类，即子类 -> 父类

假如有一个 Student 类继承于 Person 类：

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public class Person {
    protected String name;
    protected int age;

    public void say() {}
}

public class Student extends Person {
    private String mNumber;

    public void study() {}
}

用类图表示如下：

接口关系

接口关系表示类和接口之间的关系，它的符号（空心三角形 + 虚线）为：

由类指向接口，即类 -> 接口

假如有一个 Car 类实现了 Vehicle 接口：

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public interface Vehicle {
    void move();
}

public class Car implements Vehicle {
    private String mName;

    @Override
    public void move() {

    }
}

用类图表示如下：

关联关系

关联关系表示一个类内部拥有另一个类，可分为以下三种：

  1. 单向关联

单向关联指类 A 的内部拥有类 B，但类 B 的内部没有类 A，它的符号（实线箭头）为：

例如教室内部含有桌子：

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public class Classroom {
    private List<Desk> mDesks;
}

public class Desk {
}

用类图表示如下：

  1. 双向关联

双向关联指类 A 的内部拥有类 B，并且类 B 的内部拥有类 A，它的符号（实线）为：

例如老师会带多个学生，而每个学生都有带他的老师：

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public class Teacher {
    private List<Student> mStudents;
}

public class Student {
    private Teacher mTeacher;
}

用类图表示如下：

  1. 自关联

自关联指类 A 的内部拥有类 A（自己），它的符号和单向关联一样，不过它指向的是自己。

例如在单链表中，每个节点内部都指向下一节点：

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public class Node {
    private Node mNext;
}

用类图表示如下：

聚合关系

聚合关系是单向关联的一种。在这种关系中，一般是整体对象拥有个体对象。它的符号（空心菱形 + 实线）为：

其中菱形那头连着整体对象，另一头连着个体对象。

整体对象和个体对象的生命周期不同，整体不存在了，个体依然存在。例如 Team 拥有 Person，当 Team 解散了，Person 并不会消失，它还可以加入其它的 Team。

在代码中实现聚合关系时，通常将个体对象通过构造方法的参数注入到整体对象中：

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public class Team {
    private List<Person> mPersonList;

    public Team(List<Person> mPersonList) {
        this.mPersonList = mPersonList;
    }
}

用类图表示如下：

组合关系

组合关系也是单向关联的一种。和聚合关系类似，一般是整体对象拥有个体对象。它的符号（实心菱形 + 实线）为：

其中菱形那头连着整体对象，另一头连着个体对象。

和聚合关系不同的是，在组合关系中，整体对象和个体对象的生命周期一致，整体消亡时个体也会跟着消亡。例如 Person 由 Head、Body、Hand、Leg 等组成，当 Person 消亡时，其组成成分也跟着消亡。

在代码中实现组合关系时，通常在构造方法内部创建个体对象：

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public class Person {
    private Head mHead;
    private Body mBody;
    private Hand mHand;
    private Leg mLeg;

    public Person() {
        mHead = new Head();
        mBody = new Body();
        mHand = new Hand();
        mLeg = new Leg();
    }
}

用类图表示如下：

依赖关系

在依赖关系中，存在着依赖方和被依赖方。它的符号（虚线箭头）为：

其中箭头指向被依赖方

假设类 A 和类 B 之间存在依赖关系，类 A 依赖于类 B，那么类 A 为依赖方，类 B 为被依赖方。类 B 的变化将会影响类 A，是一种 “use-a” 关系。

通常被依赖方只是以依赖方的局部变量，方法参数，静态方法调用等形式存在，而不会作为依赖方的成员。

例如 Person 依赖于 Car：

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public class Person {
    // 局部变量
    public void drive() {
        Car car = new Car();   
        // ...
    }
}
    

public class Person {
    // 方法参数
    public void drive(Car car) {
        // ...
    }
}
    
public class Person {
    // 静态方法调用
    public void drive() {
        Car.drive();
    }
}

用类图表示如下：

小结

  • 继承关系和接口关系比较容易理解，A extends B 就表示 A，B 之间有继承关系，A implements B 就表示 A，B 之间有接口关系
  • 关联关系和依赖关系的不同：关联关系是一种 “has-a” 关系，A 拥有 B 时，B 作为 A 的成员存在。而依赖关系是一种 “use-a” 关系，A 依赖 B 时，B 不作为 A 的成员变量，而是以 A 的局部变量、方法参数、静态方法调用等方式存在。
  • 聚合关系和组合关系都可以看作是一种单向关联。它们之间的不同在于：在聚合关系中，假设 A 拥有 B，则 B 一般是作为构造方法的参数传入，A 和 B 的生命周期不同，A 消亡时 B 还会存在。而在组合关系中，假设 A 拥有 B，则 B 一般是在构造方法内部创建，A 和 B 的生命周期相同，A 消亡时 B 也会跟着消亡。

参考

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