UML基础 解析UML类图和对象图

本文和大家重点讨论一下UML类图和对象图的概念，UML类图是一个分为三个部分的矩形。最上面的部分显示类的名称，中间部分显示类的属性，最下面的部分显示类的操作(或者说“方法”)。

UML类图和对象图

UML类图表示不同的实体(人、事物和数据)如何彼此相关，显示了系统的静态结构。UML类图可用于表示逻辑类，逻辑类通常就是业务人员所谈及的事物种类，比如摇滚乐队、CD、广播剧，或者贷款、住房抵押、汽车信贷及利率的抽象描述。UML类图还可用于表示实现类，实现类就是程序员要编写的类。实现UML类图与逻辑UML类图可能会用来描述一些相同的类。然而，实现UML类图与逻辑UML类图不会使用相同的描述属性。

UML类图是一个分为三个部分的矩形。最上面的部分显示类的名称，中间部分显示类的属性，最下面的部分显示类的操作(或者说“方法”)。实际上，最常用、最简单的UML类图就是一个在里面显示了类名的长方形，因为在UML中，大多数类只要有一个能够清楚表达的命名就可以了。

在类名部分还可以显示类的构造类型。类的构造型显示在一对双角括符号“??”之间，经常放在类的名称上面。常见的构造类型包括实现类(直接显示类名)、接口(在类名上面显示?interface?)，以及工具类(在类名上面显示?utility?)。如果类名用斜体表示，或者在类名下面标上{abstract}，就表示这个类是一个抽象类。

在属性和方法的前面有一个字符用来表示属性或方法的作用域，它们的意义如下：

—“-”表示属性或方法是私有的(private);

—“#”表示属性或方法是保护的(protected);

—“+”表示属性或方法是公用的(public)。

紧接在属性或方法的参数名称的冒号(：)号之后，显示了属性的类型或方法的参数的类型。方法的返回值类型显示在方法后面的冒号之后。

下图显示了一个类Person的UML类图，它对应的类的C#源代码如下：

Person  


+name:string  


+sex:char  


-age:int  


+Work(intype:string):void  


+Person(inname:string,insex:char,inage:int):void  


+Speak():void  


+Eat():void  


 

UML类图示意

对象图用来表示类的实例化对象。对象图用一个两层的矩形来表示，上层标识对象名和类名，下层标识对象的实例化属性值。下面的代码将创建一个Person类的对象mary：

Personmary=newPerson("Mary",'F',24);

对象mary的对象图如图所示：　

　mary:Person  



name:string="Mary" 




sex:char='F' 




　age:int=24 



 

UML对象图示例

在一个系统中，类之间存在多种关系，如下所示。

—继承(inheritance)：继承是指一个类从其父类派生而来，继承了父类的属性和方法。基于类的继承叫做一般化(generalization)，基于接口的继承，叫做实现(realization)。

—关联(association)：类之间的关联大多用来表示变量实例持有对其他对象的引用，这种关系是半永久的，但没有包含关系。

—依赖(dependency)：依赖是不同类的实例之间的暂时关系。

—聚合(aggregation)：聚合是关联的一种特殊形式，它意味着一种整体/部分(whole/part)的关系，但是部分也可以作为其他整体的组分，而且部分和整体之间也没有生命期的依赖。

—组合(composition)：组合是聚合的一种特殊形式，组合的关联性比聚合更强，部分只能作为唯一的一个整体的部分，而且部分的生命周期依赖于整体的生命周期。

UML类图对这些关系的表示方法如图6-5所示。具有关联、聚合和组合关系的两个对象之间可能是没有数量关系的一种联系，也可能存在数量关系，比如1对1(不标识)、0个或1个(标识为0…1)、0个或多个(标识为0…*或0…n)、1个或多个(标识为1…*或1…n)或者确切的数字(直接标识数字)。

图6-6显示了一个包含了图6-2中的对象的UML类图。其中包括一个继承关系和两个关联关系。CDSalesReport类继承自Report类。一个CDSalesReport类与一个CD类关联，但是CD类并不知道关于CDSalesReport类的任何信息。CD类和Band类都彼此知道对方，两个类彼此都可以与一个或者多个对方类相关联。

UML类图之间的关系表示方法

包含关系的UML类图

下图显示了一个包含多种关系的UML类图的另一个例子。Person类实现了IHuman接口，Author类继承了Person类;Book类与Author类之间的关联是1对多的，即一本书可能有一个或多个作者;Person读书，这是一种暂时的单向依赖;Book由一个或多个Page组成，每一个Page只能作为一本Book的一部分，这是一种组合关系;Bookshelf里可以不放或者放多本Book，Book也可以放在其他的Bookshelf中，Bookshelf的存在并不能影响Book的存在性，这是一种聚合关系。

一个包含多种关系的UML类图

表示各对象之间的关系的对象图说明了系统在某一个特定时刻的状态，经常叫做系统的快照(snapshot)。