【UML建模】类图（Class Diagram）
1.概述在我们的日常学习、工作、测验以及面试的过程中，都会使用到类图，它是一种表现体系中的类、接口、属性和方法等静态结构的图形语言，常用于面向对象的软件计划、分析，对技能实现起到指导作用，是架构师的常用工具之一。
通过类图，可以更好地理解体系的结构和计划，进步开发效率和软件质量。对于学习过计划模式的同砚来说，肯定会有更深刻的感触，正是因为有类图我们更直观的理解各种模式的实现方式，并按照类图的指导去完成我们自己的计划模式代码。
综上，能够看懂并画出类图就显得尤为重要了，本篇重要是陈诉范例中的核心概念以及使用方式，重要包罗：
[*]类、属性、方法、访问权限的表现方式
[*]类与类之间的关系及其符号表现方式
[*]基数的使用
在类图中，每个类都被表现为一个矩形框，此中包含类的名称、属性和方法，类之间的关系可以通过不同的关系符号来表现，下面我们直接切入主题。
2.类的表现方式
体现形式即我们可以通过什么样的图形来体现出类所包含的信息，例如类与接口怎样表现，怎样表现属性与方法，怎样表现访问权限。
2.1.类与接口
类和接口在范例中都是用矩形的方框来表现，方框分为两层，在第一层中会写接口名和类名，接口的第一层方框中还会用<<interface>>来表现，如下图所示：
https://img-blog.csdnimg.cn/0ead130d2f2946bdb1a71cccdd35ce92.png
2.2.属性、方法、访问权限
在方框的第二行，则会写属性与方法，在属性和方法的左边还会用一些符号来表现访问权限，如下图：
https://img-blog.csdnimg.cn/7e7950f1110447f1a3f07f778e17e2ab.png
[*]+：表现 public
[*]-：表现 private
[*]#：表现 protected
[*]无符号：表现 default
从上图我们发现属性和方法是放在同一层的，现在的写法还比较直观，但是当属性和方法变多，且不按照顺序来写的时间就会显得有点杂乱，不能直观的看出类的结构。
所以，还有另一种画类图的方式，将类图的方框隔离为三层，第二层定义属性，第三层定义方法。按照新的格式得到新的类图如下：
https://img-blog.csdnimg.cn/2e8b9a5bd1954050a4a6ab4047f78f8b.png
假如是初期的范畴划分建模，可以使用两层方框的表现方式，乃至只必要单层的方框填入类名即可，不必要填入大量的属性和方法，这种方式在初期建模时会更加简洁明了。假如是在做较具体的技能实现，建议使用具有3层方框的表现方式，这种方式整理的信息更加丰富和清楚。
3.类之间的关系
类之间的关系一共有6种，耦合程度由强到弱可以表现为：
实现 = 泛化 > 组合 > 聚合 > 关联 > 依赖
[*]实现（Realization）：表现类和接口之间的实现关系。
[*]泛化（Generalization）：表现类之间的继承关系，也被叫做继承。
[*]组合（Composition）：表现一个类对象包含另一个类对象，强团体与部门的关系。
[*]聚合（Aggregation）：表现一个类对象包含另一个类对象，弱团体与部门的关系。
[*]关联（Association）：表现一个类对象包含另一个类对象，是一种静态的关系。
[*]依赖（Dependency）：表现一个类在其方法中使用到了另一个类，但两者之间不具有长期性的包含关系。
只是看这样的解释，可能还是不太相识各个关系之间的区别到底是什么，尤其是组合、聚合、关联看起来都差不多。但是没有关系，在下面的内容中会有“说人话”的方式来具体解释各个关系。
3.1.继承与实现
继承与实现在类图中体现为is-a的关系，通过空心三角形来表现，此中实现用虚线表现、继承用实现表现。
空心三角形画在父类或父接口这一端，下图分别表现了类B实现接口A，类B继承类A的关系：
https://img-blog.csdnimg.cn/6c6a8386c79a4a4f85efb8186ffbd3b3.png
继承与实现大家都是比较认识的，这里就不过多的赘述。
3.2.关联、聚合、组合
关联关系是类图中最不容易区分清楚的部门，聚合与组合是关联关系的一种特殊的体现形式，它们三种都是has-a的关系。
关联关系表现为实线，聚合和组合是在关联的基础上加入了菱形来表现，聚合表现为空心菱形，组合表现为实心菱形。
假如将一个类作为包含类，那么它的成员变量中的类就是成员类，菱形是画在包含类这一端，如下图：
https://img-blog.csdnimg.cn/4338eb8748304a10b73092914ff53fd3.png
上图中的表达的关系，从上到下分别为：
[*]类A与类B存在关联关系（这个关联关系并不明确，有可能是双向关联）
[*]类B是类A的一部门
[*]类A中包含了类B
上面的表现方式是部门教程了较为尺度的一种画法，但有时间也会看到另一种画法，在实现上会带上箭头，如下图所示：
https://img-blog.csdnimg.cn/ff5a0eac800e40dca0c9ed877341c9ab.png
在这张图中关联关系带上了箭头，表现的是单项的关联关系，即类A中关联了类B，而组合与聚合表达的含义与上面不带箭头的图同等。
之所以要学习这种画法，重要是在看资料的时间遇到两种不同的画法都能看得懂。
3.2.1.用代码表达关联关系
所谓的关联关系，就是一个类中使用了另一个类作为成员变量，至于这个成员变量是怎样被使用的，并不是关联关系必要关注的。
例如现在存在两个类门生Student和课程Course的双向关联关系，如图：
https://img-blog.csdnimg.cn/a3fde0a0d8114f11aa94812ecb38fa69.png
class Student {
Course course;
}
class Course {
Student student;
}
同理，假如是单向关联，则可以表现为：
https://img-blog.csdnimg.cn/7f4b37f3e8e044d6a9cc4ee631295ba4.png
class Student {
Course course;
}
class Course {
}
3.2.2.用代码表达组合关系
组合是一种强has-a关系，它要求的是一个类中有另一个类作为其成员变量的条件下，成员类依赖于包含类的生命周期，简单的说，就是两个类的生命周期同等，一荣俱荣，一损俱损。
例如现在有一个Person类，它引入了一个Heart作为成员变量：
https://img-blog.csdnimg.cn/20e86aad4960485890d281df75f945a4.png
Heart会在Person的构造函数中被new出来，随Person的创建而创建，同时当Person被烧毁后回收后，Heart没有了引用也会被回收掉。
class Person {
private Heart heart;
public Person() {
this.heart = new Heart();
}
}
class Heart {
}
3.2.3.用代码表达聚合关系
组合是一种弱has-a关系，与组合关系不同的是，成员类不会依赖包含类的生命周期，简单的说，即使是某个类被烧毁了，它的成员类也不会被烧毁。
例如现在有一台电脑Computer，接入了一个键盘Keyboard，即使电脑坏了，我这个键盘还可以接入到其他的电脑上使用：
https://img-blog.csdnimg.cn/cdcdda63b63d47f08c7c46b1f621a283.png
我们可以通过构造方法大概setter方法将键盘注入到电脑中：
class Computer {
private Keyboard keyboard;
// 通过构造方法的参数注入
public Computer(Keyboardkeyboard) {
this.keyboard= keyboard;
}
// 通过setter方法注入
public void setKeyboard() {
this.keyboard= keyboard;
}
}
class Keyboard {
}
相名誉过Spring的同砚，一定对上面的这段代码非常认识，这就是我们常说的构造方法注入与set注入，不丢脸出，Spring中的依赖实现方式大多是通过聚合的方式来实现的。
3.3.依赖
依赖在类图中也是has-a的关系，表达的是一个类在它运行自己函数的过程中使用到了另一个类，函数没有运行的时间就不会使用到这个类。
依赖关系也可以算作是一种特殊的关联关系，我们从类图中就可以看出来，依赖关系的类图是由虚线+箭头构成（关联是实线+箭头）。下图表现的是类A中使用到了类B
https://img-blog.csdnimg.cn/a167348825f84fd6bc63c34e4e4d91e8.png
3.3.1.依赖关系的代码实现
依赖关系在代码中往往表现为方法的形参以及局部变量，以一个简化版的工厂模式为例，提供一个汽车工厂CarFactory，在这个工厂中可以生产汽车Car。
https://img-blog.csdnimg.cn/44d2495f36814ee7be39ce7d63829a34.png
class CarFactory {
public Car crateCar() {
return new Car();
}
}
class Car{
}
4.基数
基数(multiplicity) 在有些课本上也叫多重度(multiplicity）也叫，用来表现关联的类之间的数目关系，也就是我们常说的一对一 , 一对多 , 多对多，上述的4种关系关联、组合、聚合、依赖中都可以添加基数。
基数由数字 , * , .. 构成，数字表现的是类的具体数目，* 表现的是0个或多个的意思，而..是两个符号之间的连接符，用于表现一个区间关系，例如：
[*]1：表现1个
[*]0..1：表现0个或1个
[*]0..*：表现0个或多个，也可以直接用*表现
[*]1..*：表现1个或多个
基数的符号是写在关系的连线两端的，以上面的门生选择课程为例，一个门生至少选择1门课程，学有余力的可以选择多门，则可以通过下面的图形来表现：
https://img-blog.csdnimg.cn/91af720cbf5e455685cb01d579d7ffa8.png
写成代码，就是成员变量Course由一个对象，修改为一个聚集：
class Student {
List<Course> courses;
}
class Course {
}
5.总结
本篇重要是在陈诉怎样通过图形语言来描述类和接口，类之间的关系以及基数，通过本篇文章中的知识点，我们已经根本可以看懂并计划自己的类图了。当然，类图的画法是多种多样的，本篇文章中并没有例举完整，例如在菜鸟教程中搜刮计划模式，你可能会看到这样的类图：
https://img-blog.csdnimg.cn/df543014bdb44c4d943286f96b47d3e3.png
在这张图中，关系的表达方式与上述的表达方式不太相同，是使用同一箭头加描述的方式来表达的，但相信大家有了本篇文章的基础之后，看到这样的类图也不会有什么压力，所以我们在日后的工作学习中继续查漏补缺即可。
最后，再总结一下本篇中的几个重点知识点：
[*]类的表现方式：掌握类的画法
通过一个划分为3层的方框来表现，第一层是名字、第二层是属性、第三层方法，假如是接口，可以在第一层的第一行写上<<interface>>。
[*]关系：代表各种关系的图标，以及关联、组合、聚合、依赖的区别
[*]图标：
[*]继承与实现是空心三角形，继承是实线，实线是虚线
[*]关联与依赖是箭头，关联是实线、依赖是虚线
[*]组合与聚合是菱形，组合是实心菱形，聚合是空心菱形
[*]关联和依赖的区别：关联是成员变量，依赖是局部变量
[*]组合与聚合的区别：组合中的成员类与包含类有相同的生命周期，而聚合中成员类有自己独有的生命周期
[*]基数：基数的含义与表现方式
[*]含义：用于表达关联的类之间的数目关系
[*]表现方式：写在关联连线的两端，有一对一 , 一对多 , 多对多三种，必要注意0..*与*表现的是同一个意思，即：0个或多个
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