[架构之路-214]- UML-类图图解、详解、布局化、本质化讲解
目录一、什么是类
1.1 概述
1.2 UML中类的表示
1.3 接口
1.4 抽象类
1.5 模板类
二、什么类图
2.1 概述
2.2 类关系
三、UML类图
3.1 布局关系
3.1.1 完全一体：继续关系 （类与类耦合度最高，类与类之间最强的关系）
3.1.2 组合关系
3.1.3 聚合关系
3.1.4 关联关系
3.2 操纵关系
3.2.1 操纵上的继续关系：实现关系（Implementation）
3.2.2 依赖关系
四 总结
一、什么是类
1.1 概述
类是面向对象语言的程序设计中的概念，是面向对象编程的基础。
类的实质是一种引用数据类型，类似于 byte、short、int（char）、long、float、double 等根本数据类型，不同的是它是一种复杂的数据类型。由于它的本质是数据类型，而不是数据，所以不存在于内存中，不能被直接操纵，只有被实例化为对象时，才会变得可操纵。
布局化面向对象简单数据类型char，short，int，long，float，doublechar，short，int，long，float，double复合数据类型struct ABC ;//布局体类型class ABC； //类类型组成 布局体成员变量
布局体成员函数（新增加）
类成员变量
类成员函数
数据struct ABC val；//变量定义=》变量 class ABC val； //实例化-》对象
类是对实际生活中一类具有共同特性的事物的抽象。如果一个程序里提供的数据类型与应用中的概念有直接的对应，这个程序就会更轻易明白，也更轻易修改。一组经过很好选择的用户定义的类会使程序更简洁。此外，它还能使各种形式的代码分析更轻易举行。特别地，它还会使编译器有可能查抄对象的非法使用。
类的内部封装了属性和方法，用于操纵自身的成员。类是对某种对象的定义，具有举动（behavior），它描述一个对象可以或许做什么以及做的方法（method），它们是可以对这个对象举行操纵的程序和过程。它包含有关对象举动方式的信息，包括它的名称、属性、方法和事件。
类的构成包括成员属性和成员方法（数据成员和成员函数）。数据成员对应类的属性，类的数据成员也是一种数据类型，并不必要分配内存。成员函数则用于操纵类的各项属性，是一个类具有的特有的操纵，比如“门生”可以“上课”，而“水果”则不能。类和外界发生交互的操纵称为接口。
备注：
类有两种组成：成员变量和成员函数，因此类与类之间的关系，也是从这两个角度去看：是在成员函数布局上创建关联？ 还是在成员函数上创建关联？
1.2 UML中类的表示
在类的UML图中，使用长方形描述一个类的告急构成，长方形垂直地分为三层，以此放置类的名称、属性和方法。
https://img-blog.csdnimg.cn/20201231135026421.png
一般类的类名用正常字体粗体表示，如上图抽象类名用斜体字粗体，如User；接口则需在上方加上<< interface >>。
属性和方法都必要标注可见性符号，+代表public，#代表protected，-代表private。
另外，还可以用冒号:表明属性的类型和方法的返回类型，如+$name:string、+getName():string。当然，类型说明并非必须。
https://img-blog.csdnimg.cn/20200118021054193.png
1. 从上到下分为三部分，分别是类名、属性和操纵。类名是必须有的
2.类如果有属性，则每一个属性必须有一个名字，另外还可以有其他的描述信息，如可见性、数据类型、缺省值等
3.类如果有操纵，则每一个操纵也都有一个名字，其他可选的信息包括可见性、参数的名、参数类型、参数缺省值和操纵的返回值的类型等
1.3 接口
一组操纵的聚集，只有操纵的声明而没有实现。
1.4 抽象类
不能被实例化的类，一般至少包含一个抽象操纵
1.5 模板类
一种参数化的类，在编译时把模板参数绑定到不同的数据类型，从而产生不同的类。
https://img-blog.csdnimg.cn/20200118021110441.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwMzMyMDQ1,size_16,color_FFFFFF,t_70
二、什么类图
2.1 概述
类图以反映一个类与其他类在类的布局(属性、操纵)以及类之间的关系为告急目的，描述了软件系统的布局，是一种静态建模方法。
类图中的“类”与面向对象语言中的“类”的概念是对应的，是对实际世界中的事物的抽象。
类是一种复合数据类型，是一种自定义复合数据类型，既然是数据类型，就意味着会被其他数据类似使用，在UML中，称为类与类的关系。
2.2 类关系
类与类之间的关系告急有六种：
继续、实现、组合、聚合、关联和依赖，
这六种关系的箭头表示如下。
https://img-blog.csdnimg.cn/20201231135536350.png
类的关系的强弱，体如今如下两个大的方面：
（1）通过内存布局体现，由强到弱为：继续-》组合-》聚合-》关联
（2）通过操纵函数体现，由强到弱为：实现-》....................-》依赖
三、UML类图
3.1 布局关系
3.1.1 完全一体：继续关系 （类与类耦合度最高，类与类之间最强的关系）
继续关系也称泛化关系（Generalization），用于描述父类与子类之间的关系。父类又称作基类，子类又称作派生类。
继续关系中，子类继续父类的全部功能，父类所具有的属性、方法，子类应该都有。子类中除了与父类同等的信息以外，还包括额外的信息。
例如：公交车、出租车和小轿车都是汽车，他们都有名称，并且都能在路上行驶。
https://img-blog.csdnimg.cn/20201231135654206.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzM2MTcyMg==,size_16,color_FFFFFF,t_70
继续关系：Bus或Taxi完成拥有Car的一切，包括全部的成员属性和成员函数。
与在Bus或Taxi空的类定义上增加一个Car类型的成员变量不同的是，后者称为关联。
继续关系：子类可以直接操纵父类中的成员函数和成员属性的名字。而关联关系必须通过新定义的成员变量名才能访问。如:
Class A
{
int x；
}
1. 继续关系
Class B: A
{
}
在使用B的实例时，可以直接访问A中的x.
2. 组合关系
Class C
{
Class A a；
}
是在使用C的实例时，必要通过新定义的变量访问，如a.x
3.1.2 组合关系
组合关系（Composition）：团体与部分的关系，但是团体与部分不可以分开。
组合关系表示类之间团体与部分的关系，团体和部分有同等的生存期。一旦团体对象不存在，部分对象也将不存在，是同生共死的关系。
例如：人由头部和身体组成，两者不可分割，共同存在。
https://img-blog.csdnimg.cn/2020123113585076.png
两个类的耦合程度，组合关系仅次于继续关系。
与继续关系相似，组合关系表示一个类是另一个类布局上（成员变量）的组成部分。
只不过，必要听过新定义变量才能访问。
3.1.3 聚合关系
聚合关系（Aggregation）：团体和部分的关系，团体与部分可以分开。
聚合关系也表示类之间团体与部分的关系，成员对象是团体对象的一部分，但是成员对象可以脱离团体对象独立存在。
例如：公交车司机和工衣、工帽是团体与部分的关系，但是可以分开，工衣、工帽可以穿在别的司机身上，公交司机也可以穿别的工衣、工帽。
https://img-blog.csdnimg.cn/20201231140105536.png
与组合关系一样，组合关系表示一个类是另一个类布局上（成员变量）的组成部分，是团体与部分的关系。
与组合关系不同的是：
组合关系：两个类对应的对象（实例化后的变量，内存空间）的生命周期是相同的。体如今代码上，是通过成员变量的创建了部分与团体的关系。
聚合关系：两个类对应的对象（实例化后的变量，内存空间）的生命周期可以不同，体如今代码上，是通过引用或指针创建了部分与团体的关系。
3.1.4 关联关系
关联关系（Association）：表示一个类的成员属性中保存了对另一个类的一个实例（或多个实例）的引用。即两个类的实例，在布局上并没有部分与团体这种强关系，仅仅表示布局上（不是成员函数、成员操纵上）有某种内在的接洽而已。
关联关系是类与类之间最常用的一种关系，表示一类对象与另一类对象之间有接洽。
组合、聚合也属于关联关系，是一种强关联关系，是一种特殊的关联关系：部分与团体的关系，只是关联关系的类间关系比其他两种要弱。
关联关系有四种：双向关联、单向关联、自关联、多重数关联。
例如：汽车和司机，一辆汽车对应特定的司机，一个司机也可以开多辆车。
https://img-blog.csdnimg.cn/20201231140405575.png
在多重性关系中，可以直接在关联直线上增加一个数字，表示与之对应的另一个类的对象的个数。
1..1：仅一个
0..*：零个或多个
1..*：一个或多个
0..1：没有或只有一个
m..n：最少m、最多n个 (m<=n)
3.2 操纵关系
3.2.1 操纵上的继续关系：实现关系（Implementation）
告急用来规定接口和实现类的关系。
接口（包括抽象类）是方法的聚集，在实现关系中，类实现了接口，类中的方法实现了接口声明的全部方法。
例如：汽车和轮船都是交通工具，而交通工具只是一个可移动工具的抽象概念，船和车实现了具体移动的功能。
https://img-blog.csdnimg.cn/20201231135808812.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzM2MTcyMg==,size_16,color_FFFFFF,t_70
实现关系本质上是一种继续关系，因此图形表示与继续是相似的，只不过，只有成员函数，没有成员变量，因此用了虚线表示。
3.2.2 依赖关系
依赖关系（Dependence）：假设A类的变革引起了B类的变革，则说名B类依赖于A类。
大多数环境下，依赖关系体如今某个类的方法使用另一个类的对象作为参数。
并没有体如今对象的内存布局（成员属性，成员变量）上有某种关系。
依赖关系是一种“使用”关系，特定事物的改变有可能会影响到使用该事物的其他事物，在必要表示一个事物使用另一个事物时使用依赖关系。
例如：汽车依赖汽油，如果没有汽油，汽车将无法行驶。
https://img-blog.csdnimg.cn/2020123114060824.png
备注：
平凡的关联关系本质也是一种依赖关系，依赖关系本质上也是一种关联关系，因此他们的图形是相似的。
[*]平凡的关联关系：内存布局上、成员变量上的依赖关系，通过成员变量关联，即在内存布局上举行关联，因此用的是实线。
[*]依赖关系：成员函数上的依赖关系，通过成员函数举行关联，因此，用的是虚线。
四 总结
这六种类关系中，组合、聚合和关联的代码布局一样，可以从关系的强弱来明白，各类关系从强到弱依次是：继续→实现→组合→聚合→关联→依赖。如下是完整的一张UML关系图。
https://img-blog.csdnimg.cn/20201231140635472.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzM2MTcyMg==,size_16,color_FFFFFF,t_70
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