UML 之类图

类图（Class Diagram）是软件工程的统一建模语言（UML）一种静态结构图，该图描述了系统的类集合，类的属性和类之间的关系。
注：示意图使用 StarUML

一、修饰符

+ 表示 public

- 表示 private

# 表示 protected

~ 表示 package

UML类图python uml类图有几种关系_UML


图 1 修饰符

二、关系

类和类、类和接口、接口和接口之间存在一定关系，UML 类图中一般会有连线指明它们之间的关系。关系共有六种类型，分别是实现关系、泛化关系、依赖关系、关联关系、聚合关系、组合关系，如下图所示。

注：类与类之间由弱到强关系是： 没关系 < 依赖 < 关联 < 聚合 < 组合

UML类图python uml类图有几种关系_uml_02


图 2 图例说明

实现关系

实现关系（Realization）是指接口及其实现类之间的关系。在UML类图中，实现关系用空心三角和虚线组成的箭头来表示，从实现类指向接口。

泛化关系

泛化关系（Generalization）是指对象与对象之间的继承关系。如果对象 A 和对象 B 之间的 “is a” 关系成立，那么二者之间就存在继承关系。例如，一个学生（Student） “is a” 人（Persion），Student 继承于 Persion。

依赖关系

依赖（Dependency）关系可以简单的理解为对象 A 用到对象 B，但是和 B 的关系不是太明显的时候，就可以把这种关系看作是依赖关系。如果对象 A 依赖于对象 B，则 A “use a” B。比如驾驶员和汽车的关系，驾驶员使用汽车，二者之间就是依赖关系。
在 UML 类图中，依赖关系用一个带虚线的箭头表示，由使用方指向被使用方，表示使用方对象持有被使用方对象的引用。

关联关系

关联关系（Association）是指两个类之间、或类与接口之间一种强依赖关系，是一种长期的稳定的关系，" … has a …" 。它使一个对象知道另一个对象的属性和方法。如果一个对象的类代码中，包含有另一个对象的引用，那么这两个对象之间就是关联关系。
单向关联与双向关联。如果两个对象都知道（即可以调用）对方的公共属性和操作，那么二者就是双向关联。如果只有一个对象知道（即可以调用）另一个对象的公共属性和操作，那么就是单向关联。大多数关联都是单向关联，单向关联关系更容易建立和维护，有助于寻找可重用的类。
在UML图中，双向关联关系用带双箭头的实线或者无箭头的实线双线表示。单向关联用一个带箭头的实线表示，箭头指向被关联的对象。
一个对象可以持有其它对象的数组或者集合。在UML中，通过放置多重性（multipicity）表达式在关联线的末端来表示。多重性表达式可以是一个数字、一段范围或者是它们的组合。多重性允许的表达式示例如下：

  • 数字：精确的数量
  • * 或者 0…* ：表示0到多个
  • 0…1：表示 0 或者 1 个，在 Java 中经常用一个空引用来实现
  • 1…*：表示 1 到多个
    关联关系有单向关联、双向关联、自身关联、多维关联等等。其中后三个可以不加箭头。

UML类图python uml类图有几种关系_软件架构_03


图 3 关联示意图

聚合关系

聚合（Aggregation）是关联关系的一种特例，它体现的是整体与部分的拥有关系，即 “has a” 的关系。此时整体与部分之间是可分离的，它们可以具有各自的生命周期，部分可以属于多个整体对象，也可以为多个整体对象共享，所以聚合关系也常称为共享关系。例如，公司部门与员工的关系，一个员工可以属于多个部门，一个部门撤消了，员工可以转到其它部门。
在UML图中，聚合关系用空心菱形加实线箭头表示，空心菱形在整体一方，箭头指向部分一方。

组合关系

组合（Composition）也是关联关系的一种特例，它同样体现整体与部分间的包含关系，即 “contains a” 的关系。但此时整体与部分是不可分的，部分也不能给其它整体共享，作为整体的对象负责部分的对象的生命周期。这种关系比聚合更强，也称为强聚合。如果 A 组合 B，则A需要知道B的生存周期，即可能 A 负责生成或者释放 B，或者 A 通过某种途径知道 B的生成和释放。

例如，人包含头、躯干、四肢，它们的生命周期一致。当人出生时，头、躯干、四肢同时诞生。当人死亡时，作为人体组成部分的头、躯干、四肢同时死亡。

在UML图中，组合关系用实心菱形加实线箭头表示，实心菱形在整体一方，箭头指向部分一方。

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图 4 各种关系示意图

参考资料：
[1] UML：https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BB%9F%E4%B8%80%E5%BB%BA%E6%A8%A1%E8%AF%AD%E8%A8%80 [2] 类图：https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%A1%9E%E5%88%A5%E5%9C%96 [3] 开源UML工具推荐： [4] 30分钟学会UML类图：https://zhuanlan.zhihu.com/p/109655171 [5] 认识 UML 类关系——依赖、关联、聚合、组合、泛化：