什么是类图

定义系统中的类，描述类的内部结构（属性、方法等），表示类之间的关系（泛化、实现、依赖、关联、聚合、组合）。

UML表示类图

上图中左侧图形是一个常见的类图，

• 类名：在顶端存放；
• 属性部分：在中间存放，+ name: string => 可见性符号 属性名: 属性类型。
• 方法部分：在底部存放，+ exam(int,double) => 可见性符号 方法名(参数列表): 返回值类型
  使用便签图形与虚线为类图添加注释

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可见性

• “+”：表示公有 public
• “-”：表示私有 private
• “#”：受保护的 protected
• “~”：包内公有 package

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属性语法

[可见性]属性名[:类型][=初始值][{属性字符串}] => + name: String = "tom" {readOnly}
中括号中描述的可有可无。

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方法语法

[可见性]方法名[(参数列表)][:返回类型][{方法字符串}] => + calculateTotalPrice(quantity: int, pricePerUnit: double): double {static}
中括号中描述的可有可无。

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泛化关系（继承关系）

一条带空心三角箭头的实线，从子类指向父类，或者子接口指向父接口

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实现关系

实现用一条带三角箭头的虚线表示，从类指向实现的几接口

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依赖关系

• 定义：依赖关系表示一个类的方法使用另一个类的对象作为参数、局部变量或返回值，或者在方法中调用另一个类的方法。

• 特点：依赖关系是一种较弱的关系，通常是临时性的。一个类的变化可能会影响到依赖它的类，但这种影响是间接的。

• 表示：通常用虚线箭头表示。

• 例子：学生和食堂，学生吃饭需要去食堂，食堂提供食物。

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关联关系

• 定义：关联关系表示两个类之间存在某种关系，通常是通过成员变量来实现的。这种关系可以是单向的，也可以是双向的。

• 特点：关联关系中的对象通常是独立存在的，它们的生命周期不相互依赖。一个对象的创建和销毁不会直接影响另一个对象。

• 表示：通常用实线箭头表示。

• 例子：一个 Teacher 类包含多个 Student 类的对象，表示教师和学生之间的关系。

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聚合关系

• 定义：聚合关系是一种特殊的关联关系，表示整体与部分的关系，但部分可以独立于整体存在。

• 特点：聚合关系强调的是整体与部分的关系，部分对象可以属于多个整体对象，或者可以独立存在* 。部分对象的生命周期可以独立于整体对象。

• 表示：通常用空心菱形表示。

• 例子： 一个 Department 类包含多个 Employee 类的对象，表示部门和员工之间的关系，员工可以独立于部门存在。

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组合关系

• 定义：组合关系是一种强聚合关系，表示整体与部分之间的一种更强的关联。

• 特点：组合关系表示整体与部分的关系，部分对象的生命周期完全依赖于整体对象。如果整体对象被销毁，部分对象也会被销毁。部分对象不能独立存在，也不能被多个整体对象共享。

• 表示：通常用实心菱形表示。

• 例子：一个 Car 类包含一个 Engine 类的对象，表示汽车和引擎之间的关系，引擎的生命周期完全依赖于汽车。

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关联关系和聚合关系的区别

在面向对象编程中，关系的类型（如关联关系和聚合关系）通常是根据对象之间的语义和生命周期来区分的。具体到 Department 和 Employee 以及 Teacher 和 Student 的例子，我们可以从以下几个方面来理解它们之间的关系类型：

Department 和 Employee
聚合关系：

• 整体与部分：Department 和 Employee 之间的关系可以被视为整体与部分的关系。一个 Department 包含多个 Employee，但 Employee 可以独立于 Department 存在。例如，一个 Employee 可以在多个 Department 之间转移，或者在没有 Department 的情况下继续存在。

• 生命周期独立：Employee 的生命周期不依赖于 Department。即使 Department 被销毁，Employee 仍然可以存在。

Teacher 和 Student
关联关系：

• 一般关系：Teacher 和 Student 之间的关系可以被视为一般的关联关系。一个 Teacher 可以教多个 Student，但这并不意味着 Student 是 Teacher 的一部分。Teacher 和 Student 是独立的实体，它们之间的关系是基于教学活动，而不是整体与部分的关系。

• 生命周期独立：Teacher 和 Student 的生命周期是独立的。一个 Teacher 的创建和销毁不会直接影响 Student，反之亦然。

总结

• 聚合关系：强调整体与部分的关系，部分对象的生命周期可以独立于整体对象。例如，Department 和 Employee。

• 关联关系：表示对象之间的一般关系，对象的生命周期独立。例如，Teacher 和 Student。

在实际编程中，选择合适的关系类型取决于具体的业务需求和对象之间的语义关系。理解这些关系有助于更好地设计类之间的关系，确保程序的正确性和可维护性。

总结

• 依赖关系：较弱的关系，临时性，一个类的变化可能影响依赖它的类。

• 关联关系：一般关系，对象独立存在，生命周期不相互依赖。

• 聚合关系：整体与部分的关系，部分对象可以独立存在。

• 组合关系：强聚合关系，部分对象的生命周期完全依赖于整体对象。

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