1、关联
双向关联:
C1-C2:指双方都知道对方的存在,都可以调用对方的公共属性和方法。
在 GOF的设计模式书上是这样描述的:虽然在分析阶段这种关系是适用的,但我们觉得它对于描述设计模式内的类关系来说显得太抽象了,因为在设计阶段关联关系必须被映射为对象引用或指针。对象引用本身就是有向的,更适合表达我们所讨论的那种关系。所以这种关系在设计的时候比较少用到,关联一般都是有向的。
使用ROSE 生成的代码是这样的:
...{
public:
C2* theC2;
};
class C2
...{
public:
C1* theC1;
};
双向关联在代码的表现为双方都拥有对方的一个指针,当然也可以是引用或者是值。
单向关联:
C3->C4:表示相识关系,指C3知道C4,C3可以调用C4的公共属性和方法。没有生命期的依赖。一般是表示为一种引用。
生成代码如下:
...{
public:
C4* theC4;
};
class C4
...{
};
单向关联的代码就表现为C3有C4的指针,而C4对C3一无所知。
自身关联(反身关联):
自己引用自己,带着一个自己的引用。
代码如下:
...{
public:
C14* theC14;
};
就是在自己的内部有着一个自身的引用。
2、聚合/组合
当类之间有整体-部分关系的时候,我们就可以使用组合或者聚合。
聚合:表示C9聚合C10,但是C10可以离开C9而独立存在(独立存在的意思是在某个应用的问题域中这个类的存在有意义。这句话怎么解,请看下面组合里的解释)。
代码如下:
...{
public:
C10 theC10;
};
class C10
...{
};
组合(也有人称为包容):一般是实心菱形加实线箭头表示,如上图所示,表示的是C8被C7包容,而且C8不能离开C7而独立存在。但这是视问题域而定的,例如在关心汽车的领域里,轮胎是一定要组合在汽车类中的,因为它离开了汽车就没有意义了。但是在卖轮胎的店铺业务里,就算轮胎离开了汽车,它也是有意义的,这就可以用聚合了。在《敏捷开发》中还说到,A组合B,则A需要知道B的生存周期,即可能A负责生成或者释放B,或者A通过某种途径知道B的生成和释放。
他们的代码如下:
...{
public:
C8 theC8;
};
class C8
...{
};
可以看到,代码和聚合是一样的。具体如何区别,可能就只能用语义来区分了。
3、依赖
依赖:
指C5可能要用到C6的一些方法,也可以这样说,要完成C5里的所有功能,一定要有C6的方法协助才行。C5依赖于C6的定义,一般是在C5类的头文件中包含了C6的头文件。ROSE对依赖关系不产生属性。
注意,要避免双向依赖。一般来说,不应该存在双向依赖。
ROSE生成的代码如下:
#include "C6.h"
class C5
...{
};
// C6.h
#include "C5.h"
class C6
...{
};
虽然ROSE不生成属性,但在形式上一般是A中的某个方法把B的对象作为参数使用(假设A依赖于B)。如下:
class A
...{
void Func(B &b);
}
那依赖和聚合\组合、关联等有什么不同呢?
关联是类之间的一种关系,例如老师教学生,老公和老婆,水壶装水等就是一种关系。这种关系是非常明显的,在问题领域中通过分析直接就能得出。
依赖是一种弱关联,只要一个类用到另一个类,但是和另一个类的关系不是太明显的时候(可以说是“uses”了那个类),就可以把这种关系看成是依赖,依赖也可说是一种偶然的关系,而不是必然的关系,就是“我在某个方法中偶然用到了它,但在现实中我和它并没多大关系”。例如我和锤子,我和锤子本来是没关系的,但在有一次要钉钉子的时候,我用到了它,这就是一种依赖,依赖锤子完成钉钉子这件事情。
组合是一种整体-部分的关系,在问题域中这种关系很明显,直接分析就可以得出的。例如轮胎是车的一部分,树叶是树的一部分,手脚是身体的一部分这种的关系,非常明显的整体-部分关系。
上述的几种关系(关联、聚合/组合、依赖)在代码中可能以指针、引用、值等的方式在另一个类中出现,不拘于形式,但在逻辑上他们就有以上的区别。
这里还要说明一下,所谓的这些关系只是在某个问题域才有效,离开了这个问题域,可能这些关系就不成立了,例如可能在某个问题域中,我是一个木匠,需要拿着锤子去干活,可能整个问题的描述就是我拿着锤子怎么钉桌子,钉椅子,钉柜子;既然整个问题就是描述这个,我和锤子就不仅是偶然的依赖关系了,我和锤子的关系变得非常的紧密,可能就上升为组合关系(让我突然想起武侠小说的剑不离身,剑亡人亡...)。这个例子可能有点荒谬,但也是为了说明一个道理,就是关系和类一样,它们都是在一个问题领域中才成立的,离开了这个问题域,他们可能就不复存在了。
4、泛化(继承)
泛化关系:如果两个类存在泛化的关系时就使用,例如父和子,动物和老虎,植物和花等。
ROSE生成的代码很简单,如下:
class C12 : public C11
...{
};
5、这里顺便提一下模板
上面的图对应的代码如下:
class C13
...{
};
这里再说一下重复度,其实看完了上面的描述之后,我们应该清楚了各个关系间的关系以及具体对应到代码是怎么样的,所谓的重复度,也只不过是上面的扩展,例如A和B有着“1对多”的重复度,那在A中就有一个列表,保存着B对象的N个引用,就是这样而已。
好了,到这里,已经把上面的类图关系说完了,希望你能有所收获了,我也费了不少工夫啊(画图、生成代码、截图、写到BLOG上,唉,一头大汗)。不过如果能让你彻底理解UML类图的这些关系,也值得了。:)
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像聚合还分为:非共享聚合、共享聚合、复合聚合等。以及其它内容,下次再补充。
UML 2 中的阴和阳
在 UML 2 中有二种基本的图范畴:结构图和行为图。每个 UML 图都属于这二个图范畴。结构图的目的是显示建模系统的静态结构。它们包括类,组件和(或)对象图。另一方面,行为图显示系统中的对象的动态行为,包括如对象的方法,协作和活动之类的内容。行为图的实例是活动图,用例图和序列图。
大体上的结构图
如同我所说的,结构图显示建模系统的静态结构。关注系统的元件,无需考虑时间。在系统内,静态结构通过显示类型和它们的实例进行传播。除了显示系统类型和它们的实例,结构图至少也显示了这些元素间的一些关系,可能的话,甚至也显示它们的内部结构。
贯穿整个软件生命周期,结构图对于各种团队成员都是有用的。一般而言,这些图支持设计验证,和个体与团队间的设计交流。举例来说,业务分析师可以使用类或对象图,来为当前的资产和资源建模,例如分类账,产品或地理层次。架构师可以使用组件和部署图,来测试/确认他们的设计是否充分。开发者可以使用类图,来设计并为系统的代码(或即将成为代码的)类写文档。
特殊的类图
UML 2 把结构图看成一个分类;这里并不存在称为“结构图”的图。然而,类图提供结构图类型的一个主要实例,并为我们提供一组记号元素的初始集,供所有其它结构图使用。由于类图是如此基本,本文的剩余部分将会把重点集中在类图记号集。在本文的结尾,你将对于如何画UML 2类图有所了解,而且对于理解在后面文章中将涉及的其他结构图有一个稳固的基础。
基础
如先前所提到的,类图的目的是显示建模系统的类型。在大多数的 UML 模型中这些类型包括:
- 类
- 接口
- 数据类型
- 组件
UML 为这些类型起了一个特别的名字:“分类器”。通常地,你可以把分类器当做类,但在技术上,分类器是更为普遍的术语,它还是引用上面的其它三种类型为好。
类名
类的 UML 表示是一个长方形,垂直地分为三个区,如图 1 所示。顶部区域显示类的名字。中间的区域列出类的属性。底部的区域列出类的操作。当在一个类图上画一个类元素时,你必须要有顶端的区域,下面的二个区域是可选择的(当图描述仅仅用于显示分类器间关系的高层细节时,下面的两个区域是不必要的)。图 1 显示一个航线班机如何作为 UML 类建模。正如我们所能见到的,名字是 Flight,我们可以在中间区域看到Flight类的3个属性:flightNumber,departureTime
和 flightDuration。在底部区域中我们可以看到Flight类有两个操作:delayFlight 和 getArrivalTime。
图 1: Flight类的类图
类属性列表
类的属性节(中部区域)在分隔线上列出每一个类的属性。属性节是可选择的,要是一用它,就包含类的列表显示的每个属性。该线用如下格式:
name : attribute type
|
flightNumber : Integer
|
继续我们的Flight类的例子,我们可以使用属性类型信息来描述类的属性,如表 1 所示。
表 1:具有关联类型的Flight类的属性名字
|
在业务类图中,属性类型通常与单位相符,这对于图的可能读者是有意义的(例如,分钟,美元,等等)。然而,用于生成代码的类图,要求类的属性类型必须限制在由程序语言提供的类型之中,或包含于在系统中实现的、模型的类型之中。
在类图上显示具有默认值的特定属性,有时是有用的(例如,在银行账户应用程序中,一个新的银行账户会以零为初始值)。UML 规范允许在属性列表节中,通过使用如下的记号作为默认值的标识: