認識UML類圖元素

          在Visio裏，包和類的關係是包含關係，將類拖入包的文件夾以後，關係就創建了，二元關聯符號能夠設置爲：聚合、合成。
接口：空心圓+直線（唐老鴨類實現了‘講人話’）；
依賴：虛線+箭頭（動物和空氣的關係）；
關聯：實線+箭頭（企鵝須要知道氣候才遷移）；
聚合：空心四邊形+實線+箭頭（雁羣和大雁的關係）；
合成：實心四邊形+實線+箭頭（鳥和翅膀的關係）；
泛化：空心三角形+實線（動物和鳥的繼承關係）；
實現：空心三角形+虛線（實現大雁飛翔的接口）；

開發Java應用程序時，開發者要想有效地利用統一建模語言（UML），必須全面理解UML元素以及這些元素如何映射到Java。本文重點討論UML類圖中的元素。

類圖是最經常使用的UML圖，它用於描述系統的結構化設計。其中包括類關係以及與每一個類關聯的屬性及行爲。類圖能出色地表示繼承與合成關係。爲了將類圖做爲一 種高效的溝通工具使用，開發者必須理解如何將類圖上出現的元素轉換到Java中。下面來進一步探索這一轉換過程。

元素

在後面的小節中，分別講解了類圖的各個元素及其在Java中相應的表示。我會列出元素名，後續簡短的代碼片段和一幅圖來表示元素在類圖上的樣子。每一節的最後簡要總結了該元素。

類（Class）

類（圖A）是對象的藍圖，其中包含3個組成部分。第一個是Java中定義的類名。第二個是屬性（attributes）。第三個是該類提供的方法。

屬性和操做以前可附加一個可見性修飾符。加號（+）表示具備公共可見性。減號（-）表示私有可見性。#號表示受保護的可見性。省略這些修飾符表示具備 package（包）級別的可見性。若是屬性或操做具備下劃線，代表它是靜態的。在操做中，可同時列出它接受的參數，以及返回類型，如圖A的「Java」 區域所示。

圖A

　C#:

第一行:類名,若是是抽象類,則用斜體顯示.

第二行:字段或屬性.

第三行:類的操做(方法或者行爲).

+ :表示public; - :表示:private; #:表示protected;

包（Package）

包（圖B） 是一種常規用途的組合機制。UML中的一個包直接對應於Java中的一個包。在Java中，一個包可能含有其餘包、類或者同時含有這二者。進行建模時，你 一般擁有邏輯性的包，它主要用於對你的模型進行組織。你還會擁有物理性的包，它直接轉換成系統中的Java包。每一個包的名稱對這個包進行了唯一性的標識。

圖B

接口（Interface）

接口（圖C）是一系列操做的集合，它指定了一個類所提供的服務。它直接對應於Java中的一個接口類型。接口既可用圖C的那個圖標來表示，也可由附加了<<interface>>的一個標準類來表示。一般，根據接口在類圖上的樣子，就能知道與其餘類的關係。

圖C

C#:
             它表示一個接口圖，與類圖的區別主要是頂端有<<interface>>顯示。第一行是接口名稱，第二行是接口方法。接口還有另外一種表示方法，俗稱棒棒糖表示法，就是唐老鴨類實現了‘講人話’的接口。」

關係

後面的例子將針對某個具體目的來獨立地展現各類關係。雖然語法無誤，但這些例子可進一步精煉，在它們的有效範圍內包括更多的語義。

依賴（Dependency）

實體之間一個「使用」關係暗示一個實體的規範發生變化後，可能影響依賴於它的其餘實例（圖D）。 更具體地說，它可轉換爲對不在實例做用域內的一個類或對象的任何類型的引用。其中包括一個局部變量，對經過方法調用而得到的一個對象的引用（以下例所 示），或者對一個類的靜態方法的引用（同時不存在那個類的一個實例）。也可利用「依賴」來表示包和包之間的關係。因爲包中含有類，因此你可根據那些包中的 各個類之間的關係，表示出包和包的關係。

圖D

「動物幾大特徵，好比有新陳代謝，能繁殖。而動物要有生命力，須要氧氣、水以及食物等。也就是說，動物依賴於氧氣和水。他們之間是依賴關係（Dependency），用虛線箭頭來表示。」

abstract class Animal

{

   public Metabolism (Oxygen oxygen,Water water)

   {

      

   }

}

關聯（Association）

實體之間的一個結構化關係代表對象是相互鏈接的。箭頭是可選的，它用於指定導航能力。若是沒有箭頭，暗示是一種雙向的導航能力。在Java中，關聯（圖E） 轉換爲一個實例做用域的變量，就像圖E的「Java」區域所展現的代碼那樣。可爲一個關聯附加其餘修飾符。多重性（Multiplicity）修飾符暗示 着實例之間的關係。在示範代碼中，Employee能夠有0個或更多的TimeCard對象。可是，每一個TimeCard只從屬於單獨一個 Employee。

圖E

大 鳥：「你看企鵝和睦候兩個類，企鵝是很特別的鳥，會遊不會飛。更重要的是，它與氣候有很大的關聯。咱們不去討論爲何北極沒有企鵝，爲何它們要每一年長途 跋涉。總之，企鵝須要‘知道’氣候的變化，須要‘瞭解’氣候規律。當一個類‘知道’另外一個類時，能夠用關聯（association）。關聯關係用實線箭 頭來表示。」

class Penguin : Bird

{

   private Climate climate;

聚合（Aggregation）

聚合（圖F）是關聯的一種形式，表明兩個類之間的總體/局部關係。聚合暗示着總體在概念上處於比局部更高的一個級別，而關聯暗示兩個類在概念上位於相同的級別。聚合也轉換成Java中的一個實例做用域變量。

關聯和聚合的區別純粹是概念上的，並且嚴格反映在語義上。聚合還暗示着實例圖中不存在迴路。換言之，只能是一種單向關係。

圖F

大 鳥：「咱們再來看大雁與雁羣這兩個類，大雁是羣居動物，每隻大雁都是屬於一個雁羣，一個雁羣能夠有多隻大雁。因此它們之間就知足聚合 （Aggregation）關係。聚合表示一種弱的‘擁有’關係，體現的是A對象能夠包含B對象，但B對象不是A對象的一部分[DPE]（DPE表示此句 摘自《設計模式》（第2版），詳細摘要說明見附錄二）。聚合關係用空心的菱形+實線箭頭來表示。」

class WideGooseAggregate

{

   private WideGoose[] arrayWideGoose;

}

合成（Composition）

合成 （圖G） 是聚合的一種特殊形式，暗示「局部」在「總體」內部的生存期職責。合成也是非共享的。因此，雖然局部不必定要隨總體的銷燬而被銷燬，但總體要麼負責保持局 部的存活狀態，要麼負責將其銷燬。局部不可與其餘總體共享。可是，總體可將全部權轉交給另外一個對象，後者隨即將承擔生存期職責。

Employee和TimeCard的關係或許更適合表示成「合成」，而不是表示成「關聯」。

圖G

大 鳥：「合成（Composition，也有翻譯成‘組合’的）是一種強的‘擁有’關係，體現了嚴格的部分和總體的關係，部分和總體的生命週期同樣 [DPE]。在這裏鳥和其翅膀就是合成（組合）關係，由於它們是部分和總體的關係，而且翅膀和鳥的生命週期是相同的。合成關係用實心的菱形+實線箭頭來表 示。另外，你會注意到合成關係的連線兩端還有一個數字‘1’和數字‘2’，這被稱爲基數。代表這一端的類能夠有幾個實例，很顯然，一個鳥應該有兩隻翅膀。 若是一個類可能有無數個實例，則就用‘n’來表示。關聯關係、聚合關係也能夠有基數的。」

class Bird

{

   private Wing wing;

   public Bird()

   {

       wing = new Wing();

   }

}

泛化（Generalization）

泛化（圖H）表示一個更泛化的元素和一個更具體的元素之間的關係。泛化是用於對繼承進行建模的UML元素。在Java中，用extends關鍵字來直接表示這種關係。

圖H

大鳥：「接下來就可講類與類，類與接口之間的關係了。你可首先注意動物、鳥、鴨、唐老鴨之間關係符號。」

小菜：「明白了，它們都是繼承的關係，繼承關係用空心三角形+實線來表示。」

實現（Realization）

實例（圖I）關係指定兩個實體之間的一個合同。換言之，一個實體定義一個合同，而另外一個實體保證履行該合同。對Java應用程序進行建模時，實現關係可直接用implements關鍵字來表示。

圖I

大鳥：「我舉的幾種鳥中，大雁是最能飛的，我讓它實現了飛翔接口。實現接口用空心三角形+虛線來表示。」

			class WideGoose : IFly {    }
	class Bird : Animal { }

精確映射

如本文所述，UML類圖上的元素能精確映射到Java編程語言。開發團隊的成員可利用這種精確性來增強溝通，取得對系統結構化設計的共識。