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  • UML中类之间的几种关系

    类之间可能存在以下几种关系:关联(association)、依赖(dependency)、聚合(Aggregation,也有的称聚集)、组合(Composition)、泛化(generalization,也有的称继承)、实现(Realization)。
    关联是指两个类之间存在某种特定的对应关系,例如客户和订单,一个订单只能属于某个客户,一个客户可能会有多张订单。根据方向,分为单向和双向。根据对应的数量分为一对一、一对多、多对多等。对应的UML图如下所示:
    UML中类之间的几种关系
        关联关系用实线+箭头表示。上图显示Customer和Order是双向一对多关联关系。对应的Java代码如下所示:
     class Customer {
      private Integer id;
      private String name;
      private Set<Order> orders;
      public Set<Order> getOrders() {
       return orders;
      }
      public void setOrders(Set<Order> orders) {
       this.orders = orders;
      }
     }
     class Order {
      private Integer id;
      private float money;
      private Customer customer;
      public Customer getCustomer() {
       return customer;
      }
      public void setCustomer(Customer customer) {
       this.customer = customer;
      }
     }
    Customer和Order是双向一对多关联关系,那么在Customer中应该有Order的集合,在Order中应该Customer的属性。
     
    依赖指的是类之间的调用关系。类A访问类B的属性或方法,或者类A负责实例化类B,那么就说类A依赖于类B。和关联关系不同的是,无需在类A中定义类B类型的属性。例如自行车和打气筒,自行车通过打气筒来充气,那么就需要调用打气筒的充气方法。对应的UML图如下所示:
    UML中类之间的几种关系
        依赖关系用虚线+箭头表示。上图显示Bicycle和Pump是依赖关系,Bicycle依赖于Pump。对应的Java代码如下所示:
     class Bicycle {
      public void expand(Pump pump) {
       pump.blow();
      }
     }
     class Pump {
      public void blow() {
       System.out.println("正在充气......");
      }
     }
    打气筒并不属于某个特定的自行车,一个打气筒可以为多个自行车提供充气的服务。在Bicycle中不需要定义Pump类型的属性,而是将传递了一个Pump类型的参数到Bicycle的方法中。
     
    聚合是整体与部分之间的关系。例如计算机和主板,计算机是一个整体,主板是其中的一部分,主板、显卡、显示器等部件组成了计算机。对应的UML图如下所示:
     UML中类之间的几种关系
        聚合使用空心菱形+实线表示。上图显示Computer是由MainBoard和DisplayCard等组成的。对应的Java代码如下所示:
     class Computer {
      private MainBoard mainBoard;
      private DisplayCard displayCard;
      
      public void on() {
       System.out.println("开启计算机......");
      }
      public void close() {
       System.out.println("关闭计算机......");
      }
      public void run() {
       System.out.println("计算机正在运行......");
      }
     }
     class MainBoard {
      public void control() {
       System.out.println("控制计算机......");
      }
     }
     class DisplayCard {
      public void display() {
       System.out.println("计算显示数据......");
      }
     }
    计算机由主板、显卡等部件组成,所以在Computer中定义了MainBoard和DisplayCard类型的属性。
    聚合中类之间可以独立出来,比如一块主板可以状态A计算机上,也可以装在B计算机上。也就是说这块主板离开A计算机之后仍然是有意义的。
     
    组合中的类也是整体与部分的关系,与聚合不同的而是,其中的类不能对立出来。例如一个人由头、手、腿和躯干等组成,如果这个头离开了这个人,那么这个头就没有任何意义了。对应的UML图如下所示:
    UML中类之间的几种关系
    组合使用实心菱形和实线表示。上图表示People是由Head、Hand、Leg等组成。对应的Java代码如下所示:
     class People {
      private Head head;
      private Hand hand;
      private Leg leg;
      public void think() {
       head.think();
      }
      public void holdThing() {
       hand.holdThing();
      }
      public void walk() {
       leg.walk();
      }
     }
     class Head {
      public void think() {
       System.out.println("思考......");
      }
     }
     class Hand {
      public void holdThing() {
       System.out.println("拿东西......");
      }
     }
     class Leg {
      public void walk() {
       System.out.println("走路......");
      }
     }
    People和Head、Hand、Leg是不可分割的,Head、Hand、Leg离开了People没有任何实际意义。在People中定义了Head、Hand、Leg类型的属性,组合也可以看成是聚合的一种特殊形式。
    聚合和组合的代码几乎相同,单凭代码是无法区分两个类之间是聚合还是组合的关系的。所以就需要结合实际的业务环境来区分。例如汽车和轮胎,车主买了一辆汽车,上边肯定是由轮胎的,在这个业务中,轮胎和汽车是组合关系,它们分开就没有实际意义了。在汽车修理店,汽车可以更换轮胎,所以在汽修店的业务环境中,汽车和轮胎就是聚合的关系,轮胎离开汽车是有业务意义的。
     
    泛化比较好理解,就是两个类之间具有继承关系。例如人和学生,学生继承了人,除过具有人的一般的属性和方法之外,他还要有学习的方法。对应的UML图如下所示:
    UML中类之间的几种关系
        泛化用空心三角形+实线表示。上图表示Student继承People。对应的Java代码如下所示:
     class People {
      protected String name;
      protected String sex;
      protected Date birthday;
      public void eat() {
       System.out.println(name + "正在吃饭......");
      }
      public void drink() {
       System.out.println(name + "正在喝水......");
      }
      public void sleep() {
       System.out.println(name + "正在休息......");
      }
     }
     class Student extends People {
      public void study() {
       System.out.println(name + "正在学习......");
      }
     }
    Student继承自People,并且多了一个study的方法。
     
    实现即一个类实现了某个接口。对应的UML图如下所示:
    UML中类之间的几种关系
        实现用三角形箭头和虚线表示。上图表示类CarDriver和PlaneDriver都实现了Driver接口。对应的Java代码如下所示:
    public interface Driver {
     void drive();
    }
     class CarDriver implements Driver {
      public void drive() {
       System.out.println("驾驶汽车......");
      }
     }
     class PlaneDriver implements Driver {
      public void drive() {
       System.out.println("驾驶飞机......");
      }
     }
     
    值得注意的是,关联、依赖、聚合、组合的关系很容易搞混。当对象A和对象B之间存在关联、依赖、聚合或者组合关系时,对象A都有可能调用对象B的方法。这是它们的相同之处。另外它们还有自己的特征。
    对于两个相对独立的对象A和B,当一个对象A的实例与B的实例存在固定的对应关系时,这两个对象之间为关联关系。代码中表现为在A中定义了B类型的属性。
    对于两个相对独立的对象A和B,当一个对象A负责构造对象B的实例,或者调用对象B提供的服务时,这两个对象之间主要体现为依赖关系。代码中的表现即将B类型的参数传入A的方法中,而不是在A中定义B类型的属性。
    聚合、组合与关联在代码中并没有明显的区别,主要看实际的业务环境,根据代码所处的实际业务环境来判断它们之间的关系。同样的两个类,处在不同的业务环境中,可能它们的关系也不相同。
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