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认识 UML 类图元素
开发 Java 应用程序时,开发者要想有效地利用统一建模语言(UML),必须全面理解
UML 元素以及这些元素如何映射到 Java。本文重点讨论 UML 类图中的元素。类图是最
常用的 UML 图,它用于描述系统的结构化设计。其中包括类关系以及与每个类关联的属
性及行为。类图能出色地表示继承与合成关系。为了将类图作为一种高效的沟通工具使
用,开发者必须理解如何将类图上出现的元素转换到 Java 中。下面来进一步探索这一转
换过程。 元素
类(Class)
类(图 A)是对象的蓝图,其中包含 3 个组成部分。第一个是 Java 中定义的类名。第二
个是属性(attributes)。第三个是该类提供的方法。
属性和操作之前可附加一个可见性修饰符。加号(+)表示具有公共可见性。减号(-)
表示私有可见性。#号表示受保护的可见性。省略这些修饰符表示具有 package(包)
级别的可见性。如果属性或操作具有下划线,表明它是静态的。在操作中,可同时列出
它接受的参数,以及返回类型,如图 A 的“Java”区域所示。
Du: (+)—public<所有,异包类> (#)—protected<仅异包子类> ()—省略<同包>
(-)—private<本类>
图 A
包(Package)
包(图 B)是一种常规用途的组合机制。UML 中的一个包直接对应于 Java 中的一个
包。在 Java 中,一个包可能含有其他包、类或者同时含有这两者。进行建模时,你通常
拥有逻辑性的包,它主要用于对你的模型进行组织。你还会拥有物理性的包,它直接转
换成系统中的 Java 包。每个包的名称对这个包进行了惟一性的标识。
图 B
接口(Interface)
接口(图 C)是一系列操作的集合,它指定了一个类所提供的服务。它直接对应于 Java
中的一个接口类型。接口既可用图 C 的那个图标来表示,也可由附加了
<<interface>>的一个标准类来表示。通常,根据接口在类图上的样子,就能知道与
其他类的关系。
图 C
类间关系
后面的例子将针对某个具体目的来独立地展示各种关系。虽然语法无误,但这些例子可
进一步精炼,在它们的有效范围内包括更多的语义。
依赖(Dependency)
实体之间一个“使用”关系暗示一个实体的规范发生变化后,可能影响依赖于它的其他实例
(图 D)。更具体地说,它可转换为对不在实例作用域内的一个类或对象的任何类型的
引用。其中包括一个局部变量,对通过方法调用而获得的一个对象的引用(如下例所
示),或者对一个类的静态方法的引用(同时不存在那个类的一个实例)。也可利用“依
赖”来表示包和包之间的关系。由于包中含有类,所以你可根据那些包中的各个类之间的
关系,表示出包和包的关系。
图 D
关联(Association)
实体之间的一个结构化关系表明对象是相互连接的。箭头是可选的,它用于指定导航能
力。如果没有箭头,暗示是一种双向的导航能力。在 Java 中,关联(图 E)转换为一个
实例作用域的变量,就像图 E 的“Java”区域所展示的代码那样。可为一个关联附加其他
修饰符。多重性(Multiplicity)修饰符暗示着实例之间的关系。在示范代码
中,Employee 可以有 0 个或更多的 TimeCard 对象。但是,每个 TimeCard 只从属于
单独一个 Employee。
图 E
聚合(Aggregation)
聚合(图 F)是关联的一种形式,代表两个类之间的整体/局部关系。聚合暗示着整体在
概念上处于比局部更高的一个级别,而关联暗示两个类在概念上位于相同的级别。聚合
也转换成 Java 中的一个实例作用域变量。
关联和聚合的区别纯粹是概念上的,而且严格反映在语义上。聚合还暗示着实例图中不
存在回路。换言之,只能是一种单向关系。
Du: human --- hands
图 F
合成(Composition)
合成 (图 G)是聚合的一种特殊形式,暗示“局部”在“整体”内部的生存期职责。合成也是
非共享的。所以,虽然局部不一定要随整体的销毁而被销毁,但整体要么负责保持局部
的存活状态,要么负责将其销毁。局部不可与其他整体共享。但是,整体可将所有权转
交给另一个对象,后者随即将承担生存期职责。
Employee 和 TimeCard 的关系或许更适合表示成“合成”,而不是表示成“关联”。
图 G
泛化(Generalization)
泛化(图 H)表示一个更泛化的元素和一个更具体的元素之间的关系。泛化是用于对继
承进行建模的 UML 元素。在 Java 中,用 extends 关键字来直接表示这种关系。
图 H
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资源评论
- ywy0411022023-06-08不错,内容详细完整,感谢老铁的分享。
- 溜达的猴2012-11-19将常见的几种关系都讲清楚了。还不错,简单参考。
jianghe0126
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