【設(shè)計(jì)模式】10分鐘學(xué)懂UML類圖

UML介紹

自己剛剛參加工作時(shí)，剛進(jìn)部門第一周leader讓我熟悉一個(gè)模塊的調(diào)用過程，那個(gè)模塊包含幾十個(gè)類、有上百個(gè)方法，類和類之間關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，各種方法調(diào)來調(diào)去，我就畫了一整張紙，密密麻麻，睡醒覺第二天就已經(jīng)看不懂了，簡直裂開，這種感覺記憶尤新，當(dāng)時(shí)leader說”工具不對“，然后從那個(gè)時(shí)候才開始接觸UML。

UML（Unified Modeling Language）是一種統(tǒng)一建模語言，是用來對軟件密集系統(tǒng)進(jìn)行可視化建模的一種語言。

UML圖有很多種，主要包含以下幾類：

但是對于初學(xué)者來說，我們不需要掌握所有的UML圖，才能進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)工作，否則學(xué)習(xí)的成本太高了。根據(jù)二八原則，一般說來，在UML圖中，只要掌握類圖、用例圖、時(shí)序圖的使用，就能完成80%的工作了。而對于程序員來說，使用最頻繁的又是類圖。因此，本文我們只介紹UML類圖。

抽象類、抽象類、接口和包的UML類圖表示

類的UML類圖表示

UML類圖中用矩形框表示一個(gè)具體類，矩形框分為三層：

• ? 第一層：類名

• ? 第二層：成員變量

• ? 第三層：成員方法

成員變量以及成員方法名前的訪問修飾符用對應(yīng)符號來表示，成員變量以及成員方法名后緊跟著":"后面再跟著成員變量的類型或者方法的返回類型,舉個(gè)例子。

class Student{
    public String pubVar;
    protected String proVar;
    private String priVar;
    String defaultVar;

    public String pubFun(){
        return "pubFun";
    }
    protected String proFun(){
        return "proFun";
    }
    private String priFun()
    {
        return "priFun";
    }
    String defaultFun(){
        return "defaultFun";
    }
}

下面是該類對應(yīng)的UML類圖：

抽象類的UML類圖表示

抽象類在UML類圖中同樣用矩形框表示，不同的是抽象類的類名以及抽象方法的名字都用斜體字表示，其它和具體類沒有任何差別。

下面是一個(gè)抽象類的定義：

abstract class Person{
    public String pubVar;
    protected String proVar;
    private String priVar;
    String defaultVar;

    public String pubFun(){
        return "pubFun";
    }
    protected String proFun(){
        return "proFun";
    }
    private String priFun()
    {
        return "priFun";
    }
    String defaultFun(){
        return "defaultFun";
    }
    //抽象方法
    public abstract void abstractFun();
}

接口的UML類圖表示

接口在類圖中也是用矩形框表示，但是與類的表示法不同的是，接口在類圖中的第一層頂端會(huì)用 <<interface>>標(biāo)注這是一個(gè)接口，下面是接口的名字，第二層是方法。另外需要注意的是接口的方法前面沒有訪問修飾符默認(rèn)就是public訪問權(quán)限。

下面是一個(gè)接口的定義：

interface Shoes{
    void abstractFun();
}

包的UML類圖表示

package graph;

UML類圖表示類之間關(guān)系

繼承關(guān)系

繼承關(guān)系也稱為泛化關(guān)系，是指對象與對象之間的繼承關(guān)系。如，

在UML類圖中，繼承關(guān)系是用空心三角和實(shí)線組成的箭頭表示，從子類指向父類。

class Parent{

}

class Son extends Parent{

}

實(shí)現(xiàn)關(guān)系

實(shí)現(xiàn)關(guān)系是指接口及其實(shí)現(xiàn)類之間的關(guān)系。在UML類圖中，實(shí)現(xiàn)關(guān)系用空心三角和虛線組成的箭頭來表示，從實(shí)現(xiàn)類指向接口，

interface Animal{

}

class Dog implements Animal{

}

聚合關(guān)系

聚合關(guān)系是一種特殊的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示的是整體和部分的關(guān)系，整體與部分具有各自的生命周期,即使整體沒有了，部分還能存在，典型的例子就是，公司部門與員工的關(guān)系，一個(gè)部門撤消了，員工還能存在。

在UML圖中，聚合關(guān)系用空心菱形加實(shí)線箭頭表示，空心菱形在整體一方，箭頭指向部分一方。

class Department{
    private Employee employee;
}

class Employee{

}

組合關(guān)系

和聚合關(guān)系類似，組合關(guān)系表示的也是整體與部分的關(guān)系，但不同于聚合關(guān)系的是:組合關(guān)系中，整體與部分不可以分開，一旦整體對象不存在，部分對象也將不存在，部分對象與整體對象之間具有同生共死的關(guān)系。

組合關(guān)系和聚合關(guān)系不關(guān)概念很像，它們的UML類圖表示也很像，在UML圖中，組合關(guān)系用實(shí)心菱形加實(shí)線箭頭表示，實(shí)心菱形在整體一方，箭頭指向部分一方。

舉個(gè)例子，比如人的頭（Head）和嘴巴（Mouth），嘴巴是頭的組成部分之一，一旦頭沒了，嘴巴也沒了，因此頭和嘴巴是組合關(guān)系，對應(yīng)的java代碼如下：

class Mouth
{

}

class Head {
    private Mouth mouth;
}

依賴關(guān)系

依賴（Dependency）關(guān)系是一種弱關(guān)聯(lián)關(guān)系。如果對象A用到對象B，但是和B的關(guān)系不是太明顯的時(shí)候，就可以把這種關(guān)系看作是依賴關(guān)系。如：工人(Worker)要去擰螺絲，要依賴螺絲刀(Screwdriver)來幫助你完成擰螺絲的工作

依賴關(guān)系在Java中的具體代碼表現(xiàn)形式為B為A的構(gòu)造器或方法中的局部變量、方法或構(gòu)造器的參數(shù)、方法的返回值，或者A調(diào)用B的靜態(tài)方法。

在UML類圖中，依賴關(guān)系用一個(gè)帶虛線的箭頭表示，由使用方指向被使用方，可以看下面的例子。

class Screwdriver{

}

class Worker{
    //Screwdriver對象作為Worker類方法的參數(shù)，構(gòu)成依賴關(guān)系
    public void screw(Screwdriver screwdriver){

    }
}

最后，在網(wǎng)上找到一張對于類圖比較綜合的例子（如有侵權(quán)，請聯(lián)系我刪除），它將我們前面介紹的內(nèi)容都聯(lián)系起來，如下圖所示，大家可以對照著理解圖中各個(gè)類之間的關(guān)系：

本文源碼地址：
https://github.com/qinlizhong1/javaStudy/tree/master/DesignPattern/src/graph

本文示例代碼環(huán)境：
操作系統(tǒng)：macOs 12.1
JDK版本：12.0.1
maven版本: 3.8.4

— 完 —