OOAD-2 UML建模、類、接口、類圖的詳細介紹

統一建模語言UML簡介

　　統一建模語言是用來設計軟件藍圖的可視化建模語言。它的特色是簡單、統1、圖形化、能表達軟件設計中的動態和靜態信息

　　同一建模語言能爲軟件開發的全部階段提供模型化和可視化支持。並且融入了軟件工程領域的新思想、新方法和新技術，是軟件設計人員溝通更加簡明，進一步縮短了設計實踐，減小開發成本。它的應用領域很寬，不只適合於通常系統的開發，並且適合於並行與分佈式系統的建模

　　UML從目標系統的不一樣角度出發，定義了用例圖、類圖、對象圖、狀態圖、活動圖、時序圖、協做圖、部署圖等等。目前這裏只介紹常見的類圖以及類之間的關係。其餘的以後再寫一篇文章。

 

類、接口和類圖

　　類：類(Class)是指具備相同屬性、方法和關係的對象的抽象，它封裝了數據和行爲，是面向對象程序設計OOP的基礎，具備封裝、繼承、多態等三大特性。在UML中，類使用包含類名、屬性和操做且帶有分割線的矩形來表示

　　　　類名：是一個字符串，例如，Student

　　　　屬性：是指類的特性，即類的成員變量。UML按如下格式表示：

　　　　　　[可見性]屬性名:類型[=默認值]

　　　　　　例如： -name:String

　　　　注意：「可見性」表示該屬性對類外的元素是否可見，包括公有（Public）、私有（Private）、受保護（Protected）和朋友（Friendly）4 種，在類圖中分別用符號+、-、#、~表示。

　　　　操做：是類的任意一個實例對象均可以使用的行爲，是類的成員方法。UML按如下格式表示：

　　　　　　[可見性]名稱(參數列表)[:返回類型]

　　　　　　例如：+display():void

 

　　　　圖 1 所示是學生類的 UML 表示。

　　　　　　　　　

 

　　接口：接口是一種特殊的類，它具備類的結構但不能夠被實例化，只能夠被子類實現。它包含抽象操做，但不包含屬性。它描述了類或組件對外可見的動做。在UML中。接口使用一個帶有名稱的小圓圈來進行表示

　　  圖 2 所示是圖形類接口的 UMDL 表示。

圖2 Graph 接口

　　

 

　　類圖：類圖是用來顯示系統中的類、接口、協做以及它們之間的靜態結構和關係的一種靜態模型。它主要用於描述軟件系統的結構化設計，幫助人們簡化對軟件系統的理解，他是系統分析與設計階段的重要產物，也是系統編碼與測試的重要模型依據。

　　類圖中的類能夠經過某種編程 語言直接實現。類圖在軟件系統開發的整個生命週期都是有效的，它是面向對象系統的建模中最多見的圖。圖 3 所示是「計算長方形和圓形的周長與面積」的類圖，圖形接口有計算面積和周長的抽象方法，長方形和圓形實現這兩個方法供訪問類調用。

圖3 「計算長方形和圓形的周長與面積」的類圖

　　

類之間的關係

　　在軟件系統中，類不是孤立存在的，類與類之間存在各類關係。根據類與類之間的耦合度從弱到強排列，UML中的類圖有如下幾種關係：依賴關係、通常關聯關係、聚合關係、組合關係、泛化關係、實現關係。其中泛化和實現的耦合度相等。它們是最強的。

 

　　依賴關係：依賴關係是一種使用關係。他是對象之間耦合度最小的一種關聯方式。 是臨時性的關聯。在代碼層面。某個類的方法經過局部變量、方法參數或者對靜態方法的調用來訪問另外一個類（被依賴類）中的一些方法來完成一些職責。

　　

　　在UML中，依賴關係使用帶箭頭的虛線來表示，箭頭從使用類指向被依賴的類。圖4所示是人與手機的關係圖，人經過手機的語音傳送方法打電話

　　

圖4 依賴關係的實例

　　 

　　聚合關係：聚合關係是關聯關係的一種。是強關聯關係。是總體和部分之間的關係，是has-a的關係。

　　聚合關係也是經過成員對象來實現的，其中成員對象是總體對象的一部分，可是成員對象能夠脫離總體對象而獨立存在。例如，學校與老師的關係，學校包含老師，可是若是學校停辦了，老師依然能夠獨立存在。也就是說，個體能夠脫離總體而獨立存在。

　　在UML類圖中，聚合關係能夠用帶空心菱形的實線表示，菱形指向總體。圖6所示是大學和教師的關係圖

　　

圖6 聚合關係的實例

　　

　　組合關係：組合關係也是關聯關係的一種，也表示類之間的總體與部分之間的關係。但它是一種更強烈的關聯關係。比聚合更強。是contain-a關係。在組合關係中，總體對象能夠控制部分對象的生命週期，一旦總體對象不存在，部分對象也將不復存在，也就是說，部分對象沒法脫離總體對象而存在。例如，頭和嘴的關係，沒有了頭，嘴也就不存在了。

　　在UML類圖中，組合關係用帶實心菱形的實線來表示，菱形指向總體。圖7所示是頭和嘴的關係圖　　　

　　
圖7 組合關係的實例

　　泛化關係：泛化關係是對象之間耦合度最大的一種關係，表示通常與特殊的關係。是父類與子類之間的關係，是一種繼承關係，是is-a的關係。泛化關係和實線關係的耦合度都是最大的

 

　　在UML類圖中，泛化關係用帶空心的三角箭的實線來表示，箭頭從父類指向子類。在代碼實線時，使用面向對象的繼承機制來實現泛化關係。例如，Student類和Teacher類都是Person類的子類，其類圖如圖8所示。

　　
圖8 泛化關係的實例

　　

　　實現關係：實現關係是接口與實現類之間的關係，在這種關係中，類實現了接口，類中的操做實現了接口中所聲明的全部抽象操做。

　　在UML類圖中，實現關係使用帶空心三角箭頭的虛線來表示，箭頭從實現類指向接口。例如，汽車與船實現了交通工具，其類圖如圖9所示。

　　圖9 實現關係的實例