UML图详解：关联关系、聚合关系、组合关系、依赖关系、继承关系和实现关系

UML图详解：关联关系、聚合关系、组合关系、依赖关系、继承关系和实现关系

UML（统一建模语言）是一种标准化的建模语言，用于对软件密集系统进行可视化建模。它通过图表的方式表现系统结构，是软件工程和系统设计中的重要工具。本文将详细介绍UML图中各种关系的表示方式，包括关联关系、聚合关系、组合关系、依赖关系、继承关系和实现关系等。

UML图简介

UML（Unified Modeling Language）是一种模型化语言，主要用于面向对象软件密集系统的建模。UML的定义包括语义和表示法两个元素，最佳应用于工程实践，特别是在大规模、复杂系统的建模方面。

类的表示方式

UML类图由类名、属性和方法构成。以一个Employee类为例：

UML类图中表示可见性的符号含义如下：

• +：表示public
• -：表示private
• #：表示protected

属性的完整表示方式格式为：可见性 名称 ：类型 [ = 缺省值]
方法的完整表示方式格式为：可见性 名称(参数列表) [ ： 返回类型]

类与类之间关系的表示方式

1. 关联关系

关联关系是对象之间的一种引用关系，用于表示一类对象与另一类对象之间的联系。关联关系分为一般关联关系、聚合关系和组合关系。

1.1 单向关联

单向关联用一个带箭头的实线表示。例如，每个顾客都有一个地址，这通过让Customer类持有一个类型为Address的成员变量来实现。

1.2 双向关联

双向关联用一个不带箭头的直线表示。例如，两个类中互相有对方的部分。

1.3 自关联

自关联在UML类图中用一个带有箭头且指向自身的线表示。例如，Node类包含类型为Node的成员变量，也就是“自己包含自己”。

2. 聚合关系

聚合关系是关联关系的一种，是强关联关系，表示整体和部分之间的关系。成员可以脱离于整体对象独立存在，例如学校与老师的关系。

在UML类图中，聚合关系可以用带空心菱形的实线来表示，菱形指向整体。下图所示是大学和教师的关系图：

3. 组合关系

组合表示类之间的整体与部分的关系，但它是一种更强烈的聚合关系。在组合关系中，整体对象可以控制部分对象的生命周期，一旦整体对象不存在，部分对象也将不存在。

在UML类图中，组合关系用带实心菱形的实线来表示，菱形指向整体。下图所示是头和嘴的关系图：

4. 依赖关系

依赖关系是一种使用关系，是对象之间耦合度最弱的一种关联方式，是临时性的关联。在代码中，某个类的方法通过局部变量、方法的参数或者对静态方法的调用来访问另一个类（被依赖类）中的某些方法来完成一些职责。

在UML类图中，依赖关系使用带箭头的虚线来表示，箭头从使用类指向被依赖的类。下图所示是司机和汽车的关系图，司机驾驶汽车：

5. 继承关系

继承关系是耦合度最大的一种关系，也是我们最常看见的一种，子类基础父类。

在UML类图中，泛化关系用带空心三角箭头的实线来表示，箭头从子类指向父类。在代码实现时，使用面向对象的继承机制来实现泛化关系。例如，Student 类和 Teacher 类都是 Person 类的子类，其类图如下图所示：

6. 实现关系

实现关系是接口与实现类之间的关系。在这种关系中，类实现了接口，类中的操作实现了接口中所声明的所有的抽象操作。

在UML类图中，实现关系使用带空心三角箭头的虚线来表示，箭头从实现类指向接口。例如，汽车和船实现了交通工具。