UML学习之类图

    说到类图（Class Diagram，用来表示系统内部的静态结构），不得不提到类，想要说明类还得阐述一下面向对象与面向过程的区别与联系：

    面向对象与面向过程的区别与联系：

    过去，开发人员在写程序时，需要分模块（Module）、定功能（Function）、定义变量，这些动作在面向对象（Object-Oriented）技术中，一样都没少。
现在，观念上有两个显著的变化：
    1、新术语。模块变成类（Class）、功能变成操作（Operation）、变量变成属性（Attribute）。新术语并不是旧瓶换新瓶，而是在分类、定操作、定义属性基础之上，有新的划分方法。
    2、新的划分方法。以前的做法是从功能的角度，把大功能、大流程分成数个模块；再把功能模块分成小功能、小流程，定出功能；然后在编写功能时，定义所需的变量。新的分法是，拿用户的领域术语当类，然后确定相关的操作和属性，最后将其封装在同一个类中。
   
    所以，再回头来看，系统的内部结构是由一个个类所组成的，类内部有操作和属性，类和类之间有静态关系（Static Relationships）。由于类里头同时包含了静态数据（属性），数据之间会有关联的需要，这种以数据为主的关联，即为“静态关系”。也就是说，类图，不仅规范了程序代码，其实还同时规范了数据库的数据结构。
   

    类图重要性

    在面向对象的处理中，类图处于核心地位，它提供了用于定义和使用对象的主要规则，同时，类图是正向工程（将模型转换为代码）的主要资源，也是逆向工程（将代码转化为模型）的生成物。因此，类图是任何面向对象系统的核心，类图也随之成了最常用的UML图。其他许多图，如状态图、协作图、组件图和配置图等都是在类图的基础上进一步描述了系统其他方面的特性。
 

    类图结构

   首先来看一张类图的举例：

    可以看出，类图一般分为三部分：类名（Name）、属性（Attribute）和操作（Operation）。而在我们的实际画图过程中是需要对属性和操作设置可见性等级的。其表示符号分别如下：

    类图关系

    1、关联

        这是第二次阐述UML中的关联了（参见 UML学习之面向对象技术） ，这里再次深入学习一下。首先对比我们以前学习的“实体关系图”（关系型数据库）与类图的区别，如下表所示：

    可以看出，表和类最大的区别在于，表只包含数据，但是类同时包含了数据（属性）和操作。也就是说，类其实具备表的静态结构特性，但是又多了一份动态行为特性。至于原先在表之间的关系（Relationship），对应到类之间，则称为”关联（Association）“。其实，关联就是对象之间一种引用关系，这种关系通常使用类的属性表达。关联分为以下几类：

• 普通关联

         应用于关联的修饰

           a.名称（Association name）：用于描述该关系的性质

         b.角色（Role）：当一个类处于关联的某一端时，该类就在这个关系中扮演了一个特定的角色；角色是关联中靠近它的一端的类对另外端的类呈现的职责。

         c.多重性（Multiplicity）：关联角色的多重性是说明一个关联的实例中有多少个相互连接的对象。表示方式如下表：

    而在普通关联中，一个类可以和多个类关联；两个类之间可以有多种关联；一个类还可以自身关联，表示一种责任的关系。

• 聚合 ：表示has-a的关系，是一种不稳定的包含关系。较强于一般关联,有整体与局部的关系,并且没有了整体,局部也可单独存在。

• 组合 ：表示contains-a的关系，是一种强烈的包含关系。组合类负责被组合类的生命周期。是一种更强的聚合关系。部分不能脱离整体存在。

        聚合和组合的关系以及区别可以用下图表示：

        可以看出，在类图中，组合（实心菱形）与聚合（空心菱形）均是部分指向整体。聚合关系表示整体与部分的关系比较弱，而组合比较强；聚合关系中代表部分事物的对象与代表聚合事物的对象的生存期无关，一旦删除了聚合对象（Company）不一定就删除了代表部分事物的对象（Employee），即即使公司不存在了，人还是存在的。组合中一旦删除了组合对象（Company），同时也就删除了代表部分事物的对象（Department），即如果公司不存在了，部门也将不复存在。

    2、依赖

   依赖是一种使用关系。它说明一个事物规格说明的变化可能影响到使用它的另一个事物。但反之未必。它是对象之间最弱的一种关联方式，是临时性的关联。代码中一般指由局部变量、函数参数、返回值建立的对于其他对象的调用关系。一个类调用被依赖类中的某些方法而得以完成这个类的一些职责。如上图中类ClassC依赖于类ClassA。

    依赖一般适用于类与类或者包与包之间。

    3、泛化

    泛化关系描述的是“is a kind of ”的关系。是对象之间耦合度最大的一种关系，子类继承父类的所有细节。直接使用语言中的继承表达。如上图中跑车和越野对汽车是单重继承关系，水陆两栖车则是对汽车和轮船的多重继承关系。

    4、实现

    实现是类元之间的语义关系，在该关系中一个类元描述了另个类元保证实现的契约。它通常用在接口以及实现该接口的类之间，以及用例和实现该用例的协作之间。如上图中类Square实现了接口Shape和接口类Shape。

    结语

    类的关系是整个类图的核心、精华。我们在使用的时候需要注意：能用组合就不用聚合，能用聚合就不用一般关联，能用一般关联就不用依赖，该用接口去实现的时候就用接口，该用继承的时候就用继承，不能只用依赖关系。

    UML建模，画图，好比是建筑师手中的设计图纸，当建筑者拿到之后，他们可以用水泥或者砖头或者木头来盖房子，这时候就完全取决于建筑者了。当我们画好图之后就可以用合适的编程语言构造工程项目了。