浅谈UML类关系

    技术2022-07-11  70

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    一、依赖(Dependency)

    依赖关系使用虚线加箭头表示,如下图所示: 学生在学习生活中经常使用电脑,于是对电脑产生了依赖。依赖关系是五种关系中耦合最小的一种关系。类A要完成某个功能引用了类B,则**类A依赖类B。**依赖在代码中主要体现为类A的某个成员函数的返回值、形参、局部变量或静态方法的调用,则表示类A引用了类B。以Student类和Computer类为例,用C++语言编码如下:

    class Computer { public: static void start(){ cout<<"电脑正在启动"<<endl; } }; class Student { public: //返回值构成依赖 Computer& program(); //形参构成依赖 void program(Computer&); void playGame() { //局部变量构成依赖 Computer* computer=new Computer; ... //静态方法调用构成依赖 Computer::star(); } };

    二、关联(Association)

    关联关系使用实线加箭头表示,类之间的关系比依赖要强。学生与老师是关联的,学生可以不用电脑,但是学生不能没有老师。如下图所示: 关联与依赖的对比: 相似之处: 关联暗示了依赖,二者都用来表示无法用聚合和组合表示的关系。

    区别: (1)发生依赖关系的两个类都不会增加属性。其中的一个类作为另一个类的方法的参数或者返回值,或者是某个方法的变量而已。

    发生关联关系的两个类,类A成为类B的属性,而属性是一种更为紧密的耦合,更为长久的持有关系。 在代码中的表现如下:

    class Teacher; class Student{ public: Teacher teacher; //成员变量 void study(); }

    (2)从关系的生命周期来看,依赖关系是仅当类的方法被调用时而产生,伴随着方法的结束而结束。关联关系当类实例化的时候产生,当类对象销毁的时候关系结束。相比依赖,关联关系的生存期更长。

    关联关系有单向关联、双向关联、自身关联、多维关联等等。其中后三个可以不加箭头。 单向关联: 双向关联: 自身关联 多维关联

    三、聚合(Aggregation)

    聚合关系使用实线加空心菱形表示。聚合用来表示集体与个体之间的关联关系。例如班级与学生之间存在聚合关系,类图表示如下: 聚合关系在代码上与关联关系表现一致,类Student将成为类Classes的成员变量。代码如下:

    class Student; class Classes{ public: Student* student; Classes(Student* stu):student(stu){} };

    四、组合(复合,Composition)

    复合关系使用实线加实心菱形表示。组合又叫复合,用来表示个体与组成部分之间的关联关系。例如学生与心脏之间存在复合关系,类图表示如下: 组合关系在代码上与关联关系表现一致,类Heart将成为类Student的成员变量。代码如下:

    class Heart; class Student { public: Heart* heart; Student() { heart=new Heart; } ~Student() { delete heart; } };

    聚合与组合的对比: (1)聚合关系没有组合紧密。 学生不会因为班级的解散而无法存在,聚合关系的类具有不同的生命周期;而学生如果没有心脏将无法存活,组合关系的类具有相同的生命周期。

    这个从构造函数可以看出。聚合类的构造函数中包含另一个类的实例作为参数,因为构造函数中传递另一个类的实例,因此学生可以脱离班级体独立存在。组合类的构造函数包含另一个类的实例化。因为在构造函数中进行实例化,因此两者紧密耦合在一起,同生同灭,学生不能脱离心脏而存在。

    (2)信息的封装性不同。 在聚合关系中,客户端可以同时了解Classes类和Student类,因为他们是独立的。

    在组合关系中,客户端只认识Student类,根本不知道Heart类的存在,因为心脏类被严密地封装在学生类中。

    理解聚合与复合的区别,主要在于聚合的成员可独立,复合的成员必须依赖于整体才有意义。

    五、泛化(Generalization)

    泛化是学术名称,通俗来讲,泛化指的是类与类之间的继承关系和类与接口之间的实现关系。

    继承关系使用直线加空心三角形表示。类图结构如下: 类接口的实现关系使用虚线加空心三角形表示。类图结构如下:

    六、小结

    依赖、关联、聚合、组合与泛化代表类与类之间的耦合度依次递增。依赖关系实际上是一种比较弱的关联,聚合是一种比较强的关联,组合是一种更强的关联,泛化则是一种最强的关联,所以笼统的来区分的话,实际上这五种关系都是关联关系。

    依赖关系比较好区分,它是耦合度最弱的一种,在编码中表现为类成员函数的局部变量、形参、返回值或对静态方法的调用。关联、聚合与组合在编码形式上都以类成员变量的形式来表示,所以只给出一段代码我们很难判断出是关联、聚合还是组合关系,我们需要从上下文语境中来判别。关联表示类之间存在联系,不存在集体与个体、个体与组成部分之间的关系。聚合表示类之间存在集体与个体的关系。组合表示个体与组成部分之间的关系。

    依赖、关联、聚合与组合是逻辑上的关联,泛化是物理上的关联。物理上的关联指的是类体的耦合,所以类间耦合性最强。

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