Java利器之UML類圖詳解

DemetriaPen 8年前發布 | 171K 次閱讀 UML Java UML建模 Eclipse插件

前言

UML（Unified Modeling Language）中文統一建模語言，是一種開放的方法，用于說明、可視化、構建和編寫一個正在開發的、面向對象的、軟件密集系統的制品的開放方法。UML展現了一系列最佳工程實踐，這些最佳實踐在對大規模，復雜系統進行建模方面，特別是在軟件架構層次已經被驗證有效。 【維基百科】

最近看一些開源項目的時候，總是看到UML中的類圖，一開始自己的做法就是跳過去類圖的部分，不過后來又遇到了幾次，就決定學習下，不能再選擇逃避了，這也是一個即將優秀的程序探索者應該必備的素質。今天把自己學習到的內容記錄一下（怕健忘…），相信對類圖不清楚的朋友，通過讀取這篇文章后也能有一個比較清晰的認識，讓你看的懂，畫的出。

類圖作用

類圖是軟件工程的統一建模語言一種靜態結構圖，該圖描述了系統的類集合，類的屬性和類之間的關系。幫助人們簡化對系統的理解，它是系統分析和設計階段的重要產物，也是系統編碼和測試的重要模型依據。學習好類圖的繪制，是一位合格的軟件工程師應有的技能。

類的UML圖示

在UML類圖中，類使用包含類名，屬性，方法名及其參數并且用分割線分隔的長方形表示。例如最簡單的一個類Person 類有兩個屬性分別是name和age,并提供對應的get和set方法。java類代碼如下

/***


    

  • Module:  Person.java
    • 

  • Author:  Code4Android
    • 

  • Purpose: Defines the Class Person
***/
 
importjava.util.;
 
/** @pdOid 4615fa10-38a3-446e-a7d5-59dcb3e786b5 /
public class Person {
  / @pdOid f314a698-c3c1-4ec7-a8ea-f8b2df107a29 */
  private String name = zhangsan;
  / @pdOid 271c633b-87e5-4b41-9f70-2ce320635014 /
  private int age = 23;
 
  /** @pdOid ccf5b7c1-d005-4a5f-b823-9988f2dd6f91 /
  public String getName() {
      // TODO: implement
      return name;
  }
 
  / @pdOid 83e01fba-b004-498e-b7ab-778de8be6dfa */
  public int getAge() {
      // TODO: implement
      return age;
  }
 
  / @param name
     @pdOid 9525895a-11bf-44a3-afed-b4a014540a98 /
  public void setName(String name) {
      // TODO: implement
      this.name=name;
  }
 
  / @param age
     @pdOid 16fd66cc-2af1-4fef-ae98-2a37f495a487 /
  public void setAge(int age) {
      // TODO: implement
      this.age=age;
  }
 
}
</code></pre> 

    那么用類圖表示如下，它很簡單的表示出了類的所有信息。
     

     

    通過上面的Person的類圖，你應該可以看出類圖有三部分組成，類名，屬性和操作方法
     

    類名
     

    顧名思義就是類的名字，對應于Java類中的類名，如果該類是抽象類的話，在類名右下角會有一個(Abstract)表示，假如Person是一個抽象類的話，則UML類圖如下
     

     

    屬性名
     

    UML中的屬性名就是Java中的成員變量，當然一個類可以沒有屬性也可以有任意多個屬性。Java類中成員變量的修飾符，類型和默認值都可以在UML類圖中體現出來。通用表示方法如下
     

    可見性  名稱:類型 [ = 默認值 ]

     

    在Java類中可見性分為三類，分別是private,public 和protected,在類圖中分別用符號-、+和#表示。通用表示方法中名稱就成員變量的名字，類型就是成員變量的類型如String類型，int類型等，當然也可以是自定義類型。而后面的默認值是可選參數，如果我們沒有給成員變量設置初始值，UML類圖中就不顯示，如上面Person類圖，變量name，age沒有設置初始值，如果此時我們給name和vaule分別設置默認值zhangsan，23。則UML類圖如下
     

     

    操作方法
     

    可見性  名稱(參數列表) [ : 返回類型]

     

    類的操作方法通用表示方式如上，方法可見性和屬性可見性是一致的，名稱就是方法名，參數列表是可選像，可以是對個參數也是沒有參數，若多個參數用英文逗號隔開，返回類型是一個可選項，表示方法的返回值類型，依賴于具體的編程語言，可以是基本數據類型，也可以是用戶自定義類型，還可以是空類型(void)，如果是構造方法，則無返回類型。
     

    類之間的關系
     

    在UML類圖中類與類之間存在多種關系，如泛化(Generalization)關系，實現（Realization)關系，依賴(Dependence)關系，關聯（Association）關系，聚合(Aggregation)關系， 組合(Composition)關系。
     

    泛化(Generalization)關系
     

    泛化關系也就是Java中的繼承，類和類，接口和接口都可以是繼承關系，父類又稱作基類或超類，子類又稱作派生類，類繼承父類后可以實現父類的所以功能，并能擁有父類沒有的功能。在UML中，泛化關系可以用帶空心三角形的直線來表示；例如我們創建兩個Java類Teachers和Students類如下代碼
     

    /*
    • 

  • Module:  Teachers.java
    • 

  • Author:  Code4Android
    • 

  • Purpose: Defines the Class Teachers
***/
 
importjava.util.;
 
/** @pdOid b54e2d34-d17e-4f2d-993d-563b8e007db4 /
public class Teachers extends Person {
  / @pdOid 55b38630-1e30-449b-9cb7-f8ef9de59412 */
  private int tNumber;
 
  / @pdOid f603d47d-a51f-4b0c-b10b-881842374f8a /
  public String teach() {
      // TODO: implement
      return "I am teaching";
  }
 
}
 
 
/**
    • 

  • Module:  Students.java
    • 

  • Author:  Code4Android
    • 

  • Purpose: Defines the Class Students
***/
 
importjava.util.;
 
/** @pdOid 6b8ac239-000e-46d3-8233-962a612c12bd /
public class Students extends Person {
  / @pdOid 0c7627fd-fa78-4f60-a859-2b90274323e1 */
  private int sNumber;
 
  / @pdOid 1f929347-b84a-4a54-9ca9-144de66c742b /
  public String study() {
      // TODO: implement
      return "I am learning";
  }
 
}
</code></pre> 

    則UML類圖如下
     

     

    實現（Realization)關系
     

    實現關系在java中就是一個類和接口之間的關系，接口中一般是沒有成員變量，所有操作都是抽象的（abstract修飾），只有聲明沒有具體的實現，具體實現需在實現該接口的類中。在UML中用與類的表示法類似的方式表示接口，區別可在UML中類圖中看出。如我們創建一個交通工具類接口IVehicle,并有一個形式速度方法聲明travelSpeed，Java代碼如下
     

    /**
    • 

  • Module:  IVehicle.java
    • 

  • Author:  Code4Android
    • 

  • Purpose: Defines the Interface IVehicle
***/
 
importjava.util.;
 
/** @pdOid 7cbe9f91-a7d9-44b5-a743-280cbc464e61 /
public interface IVehicle {
  / @pdOid 5e87ebbc-5647-4dc6-8c3c-d23857662584 /
  int travelSpeed();
 
}
</code></pre> 

    對于交通工具，有很多種，不同交通工具都有一個速度，我們舉兩個例子，如HighSpeedRail（高鐵，時速288KM）和Bicycle（自行車類時速20KM）,則兩個實現類代碼為
     

    /**
    • 

  • Module:  HighSpeedRail.java
    • 

  • Author:  Code4Android
    • 

  • Purpose: Defines the Class HighSpeedRail
***/
 
importjava.util.;
 
/** @pdOid 0ae31b48-07b0-4bcd-83ff-a8a7c7d94518 /
public class HighSpeedRail implements IVehicle {
  / @pdOid a7693fd4-d6d4-4e93-a946-380f69011b13 /
  public int travelSpeed() {
      // TODO: implement
      return 288;
  }
 
}
 
/**
    • 

  • Module:  Bicycle.java
    • 

  • Author:  Code4Android
    • 

  • Purpose: Defines the Class Bicycle
***/
 
importjava.util.;
 
/** @pdOid c212a8c3-88db-48d8-a2a0-d381d2ee7f91 /
public class Bicycle implements IVehicle {
  / @pdOid 9ac52769-7489-47b0-9079-4f63f84f1fde /
  public int travelSpeed() {
      // TODO: implement
      return 20;
  }
 
}
</code></pre> 

    在UML中實現接口用虛線和帶空心的三角形表示。則上面對應的UML類圖如下
     

     

    依賴(Dependence)關系
     

    依賴關系是類與類之間最弱的關系，依賴可以簡單的理解一個類使用了另一個類，這種使用關系具有臨時性特征，但是一個類又會由于另一個類的改變而受到影響，例如在上面舉的例子中，假如我們的Students類擁有一個Bicycle，那么要獲取移動速度則需要使用Bicycle中獲取速度的方法travelSpeed()方法。此時Students代碼如下
     

    /**
    • 

  • Module:  Students.java
    • 

  • Author:  Code4Android
    • 

  • Purpose: Defines the Class Students
***/
 
importjava.util.;
 
/** @pdOid 6b8ac239-000e-46d3-8233-962a612c12bd /
public class Students extends Person {
  / @pdOid 0c7627fd-fa78-4f60-a859-2b90274323e1 */
  private int sNumber;
 
  / @pdOid 1f929347-b84a-4a54-9ca9-144de66c742b /
  public String study() {
      return "I am learning";
  }
 
  /** @param bicycle
     @pdOid 82bd76ff-f70c-4e25-bea5-8de19db4699c /
  public int moveSpeed(Bicyclebicycle) {
      return bicycle.travelSpeed();
  }
 
}
</code></pre> 

    在UML中一欄用帶箭頭的虛線表示依賴，對應的UML類圖如下
     

     

    關聯（Association）關系
     

    關聯關系表示一個類和另一類有聯系，例如在上面的舉例中每個Teachers都有個家庭住址與之對應，而此時Teacher和Address就形成了一對一的關聯關系。如下
     

     

    關聯關系是一種包含關系，在UML中用一個帶箭頭的實線表示，箭頭指向被包含類。在上圖中你可能會發現在線上有1 ..1,這個是說明包含關系的。在UML類中有如下幾種。
     

    1..1 表示另一個類的一個對象只與該類的一個對象有關系
 
0.. 表示另一個類的一個對象與該類的零個或多個對象有關系
 
1..* 表示另一個類的一個對象與該類的一個或多個對象有關系
 
0..1 表示另一個類的一個對象沒有或只與該類的一個對象有關系
 
    • 

  • 任意多個對象關聯
</code></pre> 

    聚合(Aggregation)關系
     
    聚合關系是表示整體與部分的關系，但是部分可以脫離整體而存在。例如一個Teachers對象有一輛汽車Car，此時Car就是Teachers的一部分，但是Car可以脫離Teachers而存在。在UML類中聚合關系用帶空心菱形的直線表示。
     

     

    組合(Composition)關系
     

    組合關系也是一種部分和整體的關系，但是部分存活周期受到整體的影響，若整體不存在則部分也將不存在。此時部分需在整體的構造方法中創建。在UML類中，組合關系用帶實心菱形的直線表示。
     

     

    在文章的最后，附上本篇文章所畫的完整的UML類圖。
     

     

    到此，本篇文章真的結束了，若文章有不足或者錯誤的地方，歡迎指正，以防止給其他讀者錯誤引導。最后感謝 LoveLion 的系列文章。
     

     
     

    來自：http://blog.jobbole.com/108568/
     

     
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