前言
UML（Unified Modeling Language）中文統(tǒng)一建模語(yǔ)言，是一種開(kāi)放的方法，用于說(shuō)明、可視化、構(gòu)建和編寫(xiě)一個(gè)正在開(kāi)發(fā)的、面向?qū)ο蟮?、軟件密集系統(tǒng)的制品的開(kāi)放方法。UML展現(xiàn)了一系列最佳工程實(shí)踐，這些最佳實(shí)踐在對(duì)大規(guī)模，復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行建模方面，特別是在軟件架構(gòu)層次已經(jīng)被驗(yàn)證有效。 【維基百科】
最近看一些開(kāi)源項(xiàng)目的時(shí)候，總是看到UML中的類(lèi)圖，一開(kāi)始自己的做法就是跳過(guò)去類(lèi)圖的部分，不過(guò)后來(lái)又遇到了幾次，就決定學(xué)習(xí)下，不能再選擇逃避了，這也是一個(gè)即將優(yōu)秀的程序探索者應(yīng)該必備的素質(zhì)。今天把自己學(xué)習(xí)到的內(nèi)容記錄一下（怕健忘...），相信對(duì)類(lèi)圖不清楚的朋友，通過(guò)讀取這篇文章后也能有一個(gè)比較清晰的認(rèn)識(shí)，讓你看的懂，畫(huà)的出。
類(lèi)圖作用
類(lèi)圖是軟件工程的統(tǒng)一建模語(yǔ)言一種靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖，該圖描述了系統(tǒng)的類(lèi)集合，類(lèi)的屬性和類(lèi)之間的關(guān)系。幫助人們簡(jiǎn)化對(duì)系統(tǒng)的理解，它是系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)階段的重要產(chǎn)物，也是系統(tǒng)編碼和測(cè)試的重要模型依據(jù)。學(xué)習(xí)好類(lèi)圖的繪制，是一位合格的軟件工程師應(yīng)有的技能。
類(lèi)的UML圖示
在UML類(lèi)圖中，類(lèi)使用包含類(lèi)名，屬性，方法名及其參數(shù)并且用分割線(xiàn)分隔的長(zhǎng)方形表示。例如最簡(jiǎn)單的一個(gè)類(lèi)Person 類(lèi)有兩個(gè)屬性分別是name和age,并提供對(duì)應(yīng)的get和set方法。java類(lèi)代碼如下
/***********************************************************************
* Module: Person.java
* Author: Code4Android
* Purpose: Defines the Class Person
***********************************************************************/
import java.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;
}
}
那么用類(lèi)圖表示如下，它很簡(jiǎn)單的表示出了類(lèi)的所有信息。
通過(guò)上面的Person的類(lèi)圖，你應(yīng)該可以看出類(lèi)圖有三部分組成，類(lèi)名，屬性和操作方法
類(lèi)名
顧名思義就是類(lèi)的名字，對(duì)應(yīng)于Java類(lèi)中的類(lèi)名，如果該類(lèi)是抽象類(lèi)的話(huà)，在類(lèi)名右下角會(huì)有一個(gè)(Abstract)表示，假如Person是一個(gè)抽象類(lèi)的話(huà)，則UML類(lèi)圖如下
屬性名
UML中的屬性名就是Java中的成員變量，當(dāng)然一個(gè)類(lèi)可以沒(méi)有屬性也可以有任意多個(gè)屬性。Java類(lèi)中成員變量的修飾符，類(lèi)型和默認(rèn)值都可以在UML類(lèi)圖中體現(xiàn)出來(lái)。通用表示方法如下
可見(jiàn)性 名稱(chēng):類(lèi)型 [ = 默認(rèn)值 ]
在Java類(lèi)中可見(jiàn)性分為三類(lèi)，分別是private,public 和protected,在類(lèi)圖中分別用符號(hào)-、+和#表示。通用表示方法中名稱(chēng)就成員變量的名字，類(lèi)型就是成員變量的類(lèi)型如String類(lèi)型，int類(lèi)型等，當(dāng)然也可以是自定義類(lèi)型。而后面的默認(rèn)值是可選參數(shù)，如果我們沒(méi)有給成員變量設(shè)置初始值，UML類(lèi)圖中就不顯示，如上面Person類(lèi)圖，變量name，age沒(méi)有設(shè)置初始值，如果此時(shí)我們給name和vaule分別設(shè)置默認(rèn)值z(mì)hangsan，23。則UML類(lèi)圖如下
操作方法
可見(jiàn)性 名稱(chēng)(參數(shù)列表) [ : 返回類(lèi)型]
類(lèi)的操作方法通用表示方式如上，方法可見(jiàn)性和屬性可見(jiàn)性是一致的，名稱(chēng)就是方法名，參數(shù)列表是可選像，可以是對(duì)個(gè)參數(shù)也是沒(méi)有參數(shù)，若多個(gè)參數(shù)用英文逗號(hào)隔開(kāi)，返回類(lèi)型是一個(gè)可選項(xiàng)，表示方法的返回值類(lèi)型，依賴(lài)于具體的編程語(yǔ)言，可以是基本數(shù)據(jù)類(lèi)型，也可以是用戶(hù)自定義類(lèi)型，還可以是空類(lèi)型(void)，如果是構(gòu)造方法，則無(wú)返回類(lèi)型。
類(lèi)之間的關(guān)系
在UML類(lèi)圖中類(lèi)與類(lèi)之間存在多種關(guān)系，如泛化(Generalization)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)（Realization)關(guān)系，依賴(lài)(Dependence)關(guān)系，關(guān)聯(lián)（Association）關(guān)系，聚合(Aggregation)關(guān)系， 組合(Composition)關(guān)系。
泛化(Generalization)關(guān)系
泛化關(guān)系也就是Java中的繼承，類(lèi)和類(lèi)，接口和接口都可以是繼承關(guān)系，父類(lèi)又稱(chēng)作基類(lèi)或超類(lèi)，子類(lèi)又稱(chēng)作派生類(lèi)，類(lèi)繼承父類(lèi)后可以實(shí)現(xiàn)父類(lèi)的所以功能，并能擁有父類(lèi)沒(méi)有的功能。在UML中，泛化關(guān)系可以用帶空心三角形的直線(xiàn)來(lái)表示；例如我們創(chuàng)建兩個(gè)Java類(lèi)Teachers和Students類(lèi)如下代碼
/***********************************************************************
* Module: Teachers.java
* Author: Code4Android
* Purpose: Defines the Class Teachers
***********************************************************************/
import java.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
***********************************************************************/
import java.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";
}
}
則UML類(lèi)圖如下
實(shí)現(xiàn)（Realization)關(guān)系
實(shí)現(xiàn)關(guān)系在java中就是一個(gè)類(lèi)和接口之間的關(guān)系，接口中一般是沒(méi)有成員變量，所有操作都是抽象的（abstract修飾），只有聲明沒(méi)有具體的實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)現(xiàn)需在實(shí)現(xiàn)該接口的類(lèi)中。在UML中用與類(lèi)的表示法類(lèi)似的方式表示接口，區(qū)別可在UML中類(lèi)圖中看出。如我們創(chuàng)建一個(gè)交通工具類(lèi)接口IVehicle,并有一個(gè)形式速度方法聲明travelSpeed，Java代碼如下
/***********************************************************************
* Module: IVehicle.java
* Author: Code4Android
* Purpose: Defines the Interface IVehicle
***********************************************************************/
import java.util.*;
/** @pdOid 7cbe9f91-a7d9-44b5-a743-280cbc464e61 */
public interface IVehicle {
/** @pdOid 5e87ebbc-5647-4dc6-8c3c-d23857662584 */
int travelSpeed();
}
對(duì)于交通工具，有很多種，不同交通工具都有一個(gè)速度，我們舉兩個(gè)例子，如HighSpeedRail（高鐵，時(shí)速288KM）和Bicycle（自行車(chē)類(lèi)時(shí)速20KM）,則兩個(gè)實(shí)現(xiàn)類(lèi)代碼為
/***********************************************************************
* Module: HighSpeedRail.java
* Author: Code4Android
* Purpose: Defines the Class HighSpeedRail
***********************************************************************/
import java.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
***********************************************************************/
import java.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;
}
}
在UML中實(shí)現(xiàn)接口用虛線(xiàn)和帶空心的三角形表示。則上面對(duì)應(yīng)的UML類(lèi)圖如下
依賴(lài)(Dependence)關(guān)系
依賴(lài)關(guān)系是類(lèi)與類(lèi)之間最弱的關(guān)系，依賴(lài)可以簡(jiǎn)單的理解一個(gè)類(lèi)使用了另一個(gè)類(lèi)，這種使用關(guān)系具有臨時(shí)性特征，但是一個(gè)類(lèi)又會(huì)由于另一個(gè)類(lèi)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(lèi)擁有一個(gè)Bicycle，那么要獲取移動(dòng)速度則需要使用Bicycle中獲取速度的方法travelSpeed()方法。此時(shí)Students代碼如下
/***********************************************************************
* Module: Students.java
* Author: Code4Android
* Purpose: Defines the Class Students
***********************************************************************/
import java.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(Bicycle bicycle) {
return bicycle.travelSpeed();
}
}
在UML中一欄用帶箭頭的虛線(xiàn)表示依賴(lài)，對(duì)應(yīng)的UML類(lèi)圖如下
關(guān)聯(lián)（Association）關(guān)系
關(guān)聯(lián)關(guān)系表示一個(gè)類(lèi)和另一類(lèi)有聯(lián)系，例如在上面的舉例中每個(gè)Teachers都有個(gè)家庭住址與之對(duì)應(yīng)，而此時(shí)Teacher和Address就形成了一對(duì)一的關(guān)聯(lián)關(guān)系。如下
關(guān)聯(lián)關(guān)系是一種包含關(guān)系，在UML中用一個(gè)帶箭頭的實(shí)線(xiàn)表示，箭頭指向被包含類(lèi)。在上圖中你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)在線(xiàn)上有1 ..1,這個(gè)是說(shuō)明包含關(guān)系的。在UML類(lèi)中有如下幾種。
1..1 表示另一個(gè)類(lèi)的一個(gè)對(duì)象只與該類(lèi)的一個(gè)對(duì)象有關(guān)系
0..* 表示另一個(gè)類(lèi)的一個(gè)對(duì)象與該類(lèi)的零個(gè)或多個(gè)對(duì)象有關(guān)系
1..* 表示另一個(gè)類(lèi)的一個(gè)對(duì)象與該類(lèi)的一個(gè)或多個(gè)對(duì)象有關(guān)系
0..1 表示另一個(gè)類(lèi)的一個(gè)對(duì)象沒(méi)有或只與該類(lèi)的一個(gè)對(duì)象有關(guān)系
* 任意多個(gè)對(duì)象關(guān)聯(lián)
聚合(Aggregation)關(guān)系
聚合關(guān)系是表示整體與部分的關(guān)系，但是部分可以脫離整體而存在。例如一個(gè)Teachers對(duì)象有一輛汽車(chē)Car，此時(shí)Car就是Teachers的一部分，但是Car可以脫離Teachers而存在。在UML類(lèi)中聚合關(guān)系用帶空心菱形的直線(xiàn)表示。
組合(Composition)關(guān)系
組合關(guān)系也是一種部分和整體的關(guān)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(shí)部分需在整體的構(gòu)造方法中創(chuàng)建。在UML類(lèi)中，組合關(guān)系用帶實(shí)心菱形的直線(xiàn)表示。
在文章的最后，附上本篇文章所畫(huà)的完整的UML類(lèi)圖。
到此，本篇文章真的結(jié)束了，若文章有不足或者錯(cuò)誤的地方，歡迎指正，以防止給其他讀者錯(cuò)誤引導(dǎo)。最后感謝LoveLion的系列文章。
