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类图简介
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类图简介
在UML统一建模语言中类图是使用频率最高的图形之一用于描述系统中包含的类以及它们之间的相互关系。类图不仅帮助人们简化对系统的理解也是系统分析和设计阶段的重要产物同时也是系统编码和测试的重要模型依据。
类图的基本组成
一个类图主要由以下几个部分组成
类名Class Name每个类都有一个唯一的名称位于类的顶部。属性Attributes也称为数据字段描述类的特性位于类名下方。操作Operations/Methods也称为成员函数描述类的行为位于类名的底部。
类之间的关系
类图中类与类之间的关系主要有以下几种
关系类型描述绘图方式依赖关系Dependency表示一个类对另一个类的使用或调用虚线箭头箭头指向被使用者泛化关系Generalization/继承Inheritance描述类的一般和具体之间的关系即“is a kind of”的关系实线空心三角箭头箭头指向父类关联关系Association表示一个事物的对象与另一个事物的对象之间的语义上连接实线箭头双向箭头或无箭头组合关系Composition一种更强形式的关联整体拥有并管理部分的生命周期实菱形的实线头部指向整体聚合关系Aggregation表示部分与整体的关系但部分可以脱离整体存在空菱形的实线头部指向整体实现关系Realization一个类或多个类实现一个接口封闭空箭头的虚线箭头指向接口
示例类图
下面是一个简单的类图示例展示了上述关系的应用
--------- ---------- -----------
| Person |--------| Address | | Employee |
--------- ---------- -----------
| - name | | - street | | - id |
| - age | | - city | | - salary |
| work()| | print()| | work() |
--------- ---------- -----------^|----------| Company |----------| - name || hire() |----------关系说明
- Person 与 Address 之间是关联关系Person has an Address
- Employee 继承自 Person是泛化关系Employee is a kind of Person
- Employee 依赖于 CompanyEmployee works in a Company是依赖关系
- Company 可能包含多个 Employee这是聚合关系Company has Employees注意事项
在绘制类图时要注意类之间的关系是否准确表达。尽可能使用标准的UML符号以提高类图的可读性和通用性。类图中的类和关系应清晰明了避免冗余和混淆。
结论
类图是UML中非常重要的图形之一它用于描述系统中的类及其之间的关系。通过类图开发人员可以更好地理解系统的结构和功能为系统的编码和测试提供有力的支持。掌握类图的表示方法是进行UML建模的基础也是提高软件设计质量的关键。
UML类图示例
假设我们有一个简单的学校系统包含Student、Teacher、Course和Classroom四个类。这些类之间的关系包括继承、关联和依赖。
类图描述
Student 类代表学生拥有姓名、年龄和选课记录。Teacher 类代表教师拥有姓名和教授的课程列表。Course 类代表课程拥有课程名称和课程描述。Classroom 类代表教室拥有教室编号和容量。
类之间的关系
继承无直接继承关系但可以根据需要引入如特殊类型的学生或教师。关联 Student 与 Course 之间存在选课关联多对多。Teacher 与 Course 之间存在教授关联一对多。Classroom 与 Course 之间存在教室分配关联一对多但可能会复杂因为一门课程可能在不同时间分配不同教室。 依赖此示例中不明显但可以假设有某些操作如打印成绩单依赖于外部系统或库。
UML类图图示文本描述非图形
----------- --------- ---------- ------------
| Student |----| Course |------| Teacher | | Classroom |
----------- --------- ---------- ------------
| - name | | - name | | - name | | - roomNum |
| - age | | - desc | | - courses| | - capacity |
| enroll()|----| teach()|-----| teach()| | assign() |
----------- --------- ---------- ------------^ || |选课关联(多对多) 教授关联(一对多)|-----教室分配关联(可能一对多)使用表格展示关系
关系类型描述涉及的类关联学生选课Student, Course关联教师教授课程Teacher, Course关联可能教室分配课程Classroom, Course假设的依赖如打印成绩单可能涉及多个类与外部系统
注意由于文本格式的限制实际的UML类图应使用图形工具如Visio、StarUML、Lucidchart等来绘制以便更直观地展示类和它们之间的关系。
注意事项
在UML类图中通常使用不同的线型和箭头来表示不同的关系如实线箭头表示关联虚线箭头表示依赖等。类图中的每个类都应该清晰地标注其属性即数据字段和操作即成员函数。关联关系中的多重性如一对多、多对多也应该在图中标出但在这个文本示例中无法直接展示。如果需要可以进一步细化类图如添加接口、抽象类、包等UML元素。
