UML類圖詳解 - JavaShuo

咱們在閱讀開源項目時，老是但願能比較高效的整理清楚項目中的各個類之間的關係，那麼有沒有相應的工具能高效、簡潔的表示清楚類關係呢？UML類圖就是一個能夠幫咱們解決此類問題的工具或者方法。markdown

1 什麼是UML

統一建模語言（Unified Modeling Language，縮寫UML）是非專利的第三代建模和規約語言。
UML是一種開放的方法，用於說明、可視化、構建和編寫一個正在開發的、面向對象的、軟件密集系統的製品的開放方法。架構

UML模型和圖形ide

UML分爲模型和圖形兩大類。區分UML模型和UML圖是很是重要的，UML圖（包括用例圖、協做圖、活動圖、序列圖、部署圖、構件圖、類圖、狀態圖）是模型中信息的圖表表達形式，可是UML模型獨立於UML圖存在。工具

在UML系統開發中有三個主要的模型：測試

功能模型：從用戶的角度展現系統的功能，包括用例圖。
對象模型：採用對象，屬性，操做，關聯等概念展現系統的結構和基礎，包括類別圖、對象圖。
動態模型：展示系統的內部行爲。包括序列圖，活動圖，狀態圖。

UML2.2中一共定義了14種圖示。編碼

結構性圖形（Structure diagrams）強調的是系統式的建模：spa

靜態圖（static diagram)：包括類圖、對象圖、包圖
實現圖（implementation diagram）：包括組件圖、部署圖
剖面圖
複合結構圖

行爲式圖形（Behavior diagrams）強調系統模型中觸發的事件設計

活動圖
狀態圖
用例圖

交互性圖形（Interaction diagrams），屬於行爲圖形的子集合，強調系統模型中的資料流程代理

通訊圖
交互概述圖
時序圖
時間圖

2 UML類圖做用

UML展示了一系列最佳工程實踐，這些最佳實踐在對大規模，複雜系統進行建模方面，特別是軟件架構層次方面已經被驗證有效。code

咱們此次介紹的主要是類圖，爲了解析項目的系統結構和架構層次，能夠簡潔明瞭的幫助咱們理解項目中類之間的關係。

類圖的做用：
（1）：在軟件工程中，類圖是一種靜態的結構圖，描述了系統的類的集合，類的屬性和類之間的關係，能夠簡化了人們對系統的理解；
（2）：類圖是系統分析和設計階段的重要產物，是系統編碼和測試的重要模型。

3 類圖格式

在UML類圖中，類使用包含類名、屬性(field) 和方法(method) 且帶有分割線的矩形來表示，

舉個栗子。一個Animal類，它包含name,age,state,isPet這4個屬性，以及name相關方法。

class Animal: NSObject {

	public var name: String?
	internal var isPet: Bool?
	fileprivate var state: String?
	private var age: Int? = 0

	override init() {
    	self.name = "no name"
    	self.age = 0
    	self.isPet = true
    	self.state = "dead"
	}

	public func getName() -> String {
    	return self.name!
	}

	internal func setName(name: String?) {
    	self.name = name
	}
}
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對應UML類圖：

類名：粗體，若是是類是抽象類則類名顯示爲斜體！
屬性：

可見性名稱：類型[=默認值]

可見性通常爲public、private和protected，在類圖分別用+、-和#表示，在Swift中沒有與protected徹底對應的可見控制，所以選用的是internal對應爲#；名稱爲屬性的名稱；類型爲數據類型；默認值如變量 age默認值爲0。

方法：

可見性名稱（參數列表參數1，參數2）：返回類型

可見性如上名稱表達式的介紹，名稱就是方法名，參數列表是可選的項，多參數的話參數直接用英文逗號隔開；返回值也是個可選項，返回值類型能夠說基本的數據類型、用戶自定義類型和void。若是是構造方法，則無返回類型！

4類與類之間的關係表達

類圖中類與類之間的關係主要由：繼承、實現、依賴、關聯、聚合、組合這六大類型。表示方式以下圖：

(1)繼承關係（Generalization/extends）

繼承關係也叫泛化關係，指的是一個類（稱爲子類、子接口）繼承另外的一個類（稱爲父類、父接口）的功能，並能夠增長它本身的新功能的能力，繼承是類與類或者接口與接口之間最多見的關係。

繼承用實線空心箭頭表示，由子類指向父類。

下面寫兩個子類，Fish和Cat分別繼承自Animal。

class Fish: Animal {
    
    public var fishType: String?
    func swim() {
    }
}

class Cat: Animal {
    public var hasFeet: Bool?
    func playToy(doll:Doll) {
        doll.toyMoved()
    }
}
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(2)實現關係（implements）

指的是一個class類實現interface接口（能夠是多個）的功能；實現是類與接口之間最多見的關係；在Java中此類關係經過關鍵字implements明確標識，在iOS中我將其理解成代理的實現。

寫一個洋娃娃類Doll，該類遵循了ToyAction協議，實現了玩具移動的方法。

protocol ToyAction {
    func toyMoved() -> Void
}

class Doll: NSObject,ToyAction {
    
    public var body: Body?
    public var cloth: Cloth?
    
    func toyMoved() {
        //洋娃娃玩具動做具體實現
    }
}
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(3)依賴關係（Dependency）

能夠簡單的理解，就是一個類A使用到了另外一個類B，而這種使用關係是具備偶然性的、、臨時性的、很是弱的，可是B類的變化會影響到A；好比某人要過河，須要借用一條船，此時人與船之間的關係就是依賴；表如今代碼層面，爲類B做爲參數被類A在某個method方法中使用。

在咱們的上述代碼中Cat的playToy方法中參數引用了Doll，所以他們是依賴關係。

(4)關聯關係（Association）

他體現的是兩個類、或者類與接口之間語義級別的一種強依賴關係，好比我和個人朋友；這種關係比依賴更強、不存在依賴關係的偶然性、關係也不是臨時性的，通常是長期性的，並且雙方的關係通常是平等的、關聯能夠是單向、雙向的；表如今代碼層面，爲被關聯類B以類屬性的形式出如今關聯類A中，也多是關聯類A引用了一個類型爲被關聯類B的全局變量；

寫一個Person類，他擁有一個寵物貓，他們之間的關係是關聯。

class Head: NSObject {
    
}

class Person: NSObject {
    public var pet: Cat?
    public var head: Head?
}
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](association.png)

(5)聚合關係（Aggregation）

聚合是關聯關係的一種特例，他體現的是總體與部分、擁有的關係，即has-a的關係，此時總體與部分之間是可分離的，他們能夠具備各自的生命週期，部分能夠屬於多個總體對象，也能夠爲多個總體對象共享；好比計算機與CPU、公司與員工的關係等；表如今代碼層面，和關聯關係是一致的，只能從語義級別來區分；

class Cloth: NSObject {
    
}

class Body: NSObject {
    
}
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在上述代碼中Doll由Body和Cloth組成，且即便失去Cloth，Doll也能夠正常存在。

(6)組合關係（Composition）

組合也是關聯關係的一種特例，他體現的是一種contains-a的關係，這種關係比聚合更強，也稱爲強聚合；他一樣體現總體與部分間的關係，但此時總體與部分是不可分的，總體的生命週期結束也就意味着部分的生命週期結束；好比你和你的大腦；表如今代碼層面，和關聯關係是一致的，只能從語義級別來區分；

上述代碼中的Person擁有Head，而且這個總體和部分是不可分割的。

最後來看看這個例子中的總體關係：

其實理解了以後咱們發現仍是很簡單的，學會了以後就能夠投入實踐中了，舉一個簡單第三方庫的類圖例子，下圖是Masonry的類圖整理，能夠看到項目結構很清晰的展現了出來。