看懂 UML 类图

原文：看懂 UML 类图和时序图

从一个示例开始

请看以下这个类图，类之间的关系是我们需要关注的：

• 车的类图结构为<<abstract>>，表示车是一个抽象类；
• 它有两个继承类：小汽车和自行车；它们之间的关系为实现关系，使用带空心箭头的虚线表示；
• 小汽车为与 SUV 之间也是继承关系，它们之间的关系为泛化关系，使用带空心箭头的实线表示；
• 小汽车与发动机之间是组合关系，使用带实心箭头的实线表示；
• 学生与班级之间是聚合关系，使用带空心箭头的实线表示；
• 学生与身份证之间为关联关系，使用一根实线表示；
• 学生上学需要用到自行车，与自行车是一种依赖关系，使用带箭头的虚线表示。

下面详细介绍这六种关系。

类之间的关系

泛化关系 (generalization)

类的继承结构表现在 UML 中为：泛化 (generalize) 与实现 (realize)。

继承关系为 is-a（..是..）的关系，两个对象之间如果可以用 is-a 来表示，就是继承关系。

eg：自行车是车、猫是动物。

泛化关系用一条带空心箭头的直接表示，如下图表示（A 继承自 B）：

eg：汽车在现实中有实现，可用汽车定义具体的对象；汽车与 SUV 之间为泛化关系：

注：最终代码中，泛化关系表现为继承非抽象类。

实现关系 (realize)

实现关系用一条带空心箭头的虚线表示。

eg：”车”为一个抽象概念，在现实中并无法直接用来定义对象，只有指明具体的子类（汽车还是自行车），才可以用来定义对象（”车”这个类在 C++ 中用抽象类表示，在 Java 中有接口这个概念，更容易理解）。

注：最终代码中，实现关系表现为继承抽象类。

聚合关系 (aggregation)

聚合关系用一条带空心菱形箭头的直线表示，如下图表示 A 聚合到 B 上，或者说 B 由 A 组成：

聚合关系用于表示实体对象之间的关系，表示整体由部分构成的语义，例如一个部门由多个员工组成。

与组合关系不同的是，整体和部分不是强依赖的，即使整体不存在了，部分仍然存在。例如，部门撤销了，人员不会消失，他们依然存在。

组合关系 (composition)

组合关系用一条带实心菱形箭头直线表示，如下图表示 A 组成 B，或者 B 由 A 组成：

与聚合关系一样，组合关系同样表示整体由部分构成的语义，比如公司由多个部门组成。

但组合关系是一种强依赖的特殊聚合关系，如果整体不存在了，则部分也不存在了。例如，公司不存在了，部门也将不存在了。

关联关系 (association)

关联关系是用一条直线表示的，它描述不同类的对象之间的结构关系；它是一种静态关系，通常与运行状态无关，一般由常识等因素决定的；它一般用来定义对象之间静态的、天然的结构；所以，关联关系是一种“强关联”的关系。

比如，乘车人和车票之间就是一种关联关系，学生和学校就是一种关联关系。

关联关系默认不强调方向，表示对象间相互知道。如果特别强调方向，如下图，表示 A 知道 B，但 B 不知道 A：

注：在最终代码中，关联对象通常是以成员变量的形式实现的。

依赖关系 (dependency)

依赖关系是用一套带箭头的虚线表示的。如下图表示 A 依赖于 B。他描述一个对象在运行期间会用到另一个对象的关系。

与关联关系不同的是，它是一种临时性的关系，通常在运行期间产生，并且随着运行时的变化。依赖关系也可能发生变化。

显然，依赖也有方向，双向依赖是一种非常糟糕的结构，我们总是应该保持单向依赖，杜绝双向依赖的产生。

注：在最终代码中，依赖关系体现为类构造方法及类方法的传入参数，箭头的指向为调用关系。依赖关系除了临时知道对方外，还是“使用”对方的方法和属性。