深刻浅出UML类图（一）

在UML 2.0的13种图形中，类图是使用频率最高的UML图之一。Martin Fowler在其著做《UML Distilled: A Brief Guide to the Standard Object Modeling Language, Third Edition》（《UML精粹：标准对象建模语言简明指南（第3版）》）中有这么一段：“If someone were to come up to you in a dark alley and say, 'Psst, wanna see a UML diagram?' that diagram would probably be a class diagram. The majority of UML diagrams I see are class diagrams.”（“若是有人在黑暗的小巷中向你走来并对你说：‘嘿，想不想看一张UML图？’那么这张图颇有可能就是一张类图，我所见过的大部分的UML图都是类图”），因而可知类图的重要性。     

       类图用于描述系统中所包含的类以及它们之间的相互关系，帮助人们简化对系统的理解，它是系统分析和设计阶段的重要产物，也是系统编码和测试的重要模型依据。

      1. 类

      类(Class)封装了数据和行为，是面向对象的重要组成部分，它是具备相同属性、操做、关系的对象集合的总称。在系统中，每一个类都具备必定的职责，职责指的是类要完成什么样的功能，要承担什么样的义务。一个类能够有多种职责，设计得好的类通常只有一种职责。在定义类的时候，将类的职责分解成为类的属性和操做（即方法）。类的属性即类的数据职责，类的操做即类的行为职责。设计类是面向对象设计中最重要的组成部分，也是最复杂和最耗时的部分。

      在软件系统运行时，类将被实例化成对象(Object)，对象对应于某个具体的事物，是类的实例(Instance)。

      类图(Class Diagram)使用出如今系统中的不一样类来描述系统的静态结构，它用来描述不一样的类以及它们之间的关系。

      在系统分析与设计阶段，类一般能够分为三种，分别是实体类(Entity Class)、控制类(Control Class)和边界类(Boundary Class)，下面对这三种类加以简要说明：

      (1) 实体类：实体类对应系统需求中的每一个实体，它们一般须要保存在永久存储体中，通常使用数据库表或文件来记录，实体类既包括存储和传递数据的类，还包括操做数据的类。实体类来源于需求说明中的名词，如学生、商品等。

      (2) 控制类：控制类用于体现应用程序的执行逻辑，提供相应的业务操做，将控制类抽象出来能够下降界面和数据库之间的耦合度。控制类通常是由动宾结构的短语（动词+名词）转化来的名词，如增长商品对应有一个商品增长类，注册对应有一个用户注册类等。

      (3) 边界类：边界类用于对外部用户与系统之间的交互对象进行抽象，主要包括界面类，如对话框、窗口、菜单等。

      在面向对象分析和设计的初级阶段，一般首先识别出实体类，绘制初始类图，此时的类图也可称为领域模型，包括实体类及其它们之间的相互关系。

      2. 类的UML图示

      在UML中，类使用包含类名、属性和操做且带有分隔线的长方形来表示，如定义一个Employee类，它包含属性name、age和email，以及操做modifyInfo()，在UML类图中该类如图1所示：

图1 类的UML图示

      图1对应的Java代码片断以下：

public class Employee {
    private String name;
    private int age;
    private String email;

    public void modifyInfo() {
        ......
    }
}

      在UML类图中，类通常由三部分组成：

      (1) 第一部分是类名：每一个类都必须有一个名字，类名是一个字符串。

      (2) 第二部分是类的属性(Attributes)：属性是指类的性质，即类的成员变量。一个类能够有任意多个属性，也能够没有属性。

      UML规定属性的表示方式为：

 

可见性  名称:类型 [ = 缺省值 ]

 

      其中：

•       “可见性”表示该属性对于类外的元素而言是否可见，包括公有(public)、私有(private)和受保护(protected)三种，在类图中分别用符号+、-和#表示。
• ‚      “名称”表示属性名，用一个字符串表示。
• ƒ      “类型”表示属性的数据类型，能够是基本数据类型，也能够是用户自定义类型。
• „      “缺省值”是一个可选项，即属性的初始值。

      (3) 第三部分是类的操做(Operations)：操做是类的任意一个实例对象均可以使用的行为，是类的成员方法。

      UML规定操做的表示方式为：

 

可见性  名称(参数列表) [ : 返回类型]

 

      其中：

•       “可见性”的定义与属性的可见性定义相同。
•       ‚“名称”即方法名，用一个字符串表示。
•       ƒ“参数列表”表示方法的参数，其语法与属性的定义类似，参数个数是任意的，多个参数之间用逗号“，”隔开。
• „      “返回类型”是一个可选项，表示方法的返回值类型，依赖于具体的编程语言，能够是基本数据类型，也能够是用户自定义类型，还能够是空类型(void)，若是是构造方法，则无返回类型。

      在类图2中，操做method1的可见性为public(+)，带入了一个Object类型的参数par，返回值为空(void)；操做method2的可见性为protected(#)，无参数，返回值为String类型；操做method3的可见性为private(-)，包含两个参数，其中一个参数为int类型，另外一个为int[]类型，返回值为int类型。

图2 类图操做说明示意图

      因为在Java语言中容许出现内部类，所以可能会出现包含四个部分的类图，如图3所示：

图3 包含内部类的类图