1 简介

在面向对象编程 （OOP） 中，类是用于创建对象的蓝图或模板。

对象是类的实例，每个类定义一组属性（数据成员）和方法（函数或过程），从该类创建的对象将拥有这些属性。
属性表示对象的特征或属性，而方法则定义对象可以执行的行为或作用。

• 类名称：

    类的名称通常写在类框的顶部隔间中，并居中加粗。
  

• 属性：

  属性（也称为属性或字段）表示类的数据成员。它们列在类框的第二个隔间中，通常包括可见性（例如，public、private）和每个属性的数据类型。

• 方法：

  方法（也称为函数或作）表示类的行为或功能。它们列在类框的第三个隔间中，包括每个方法的可见性（例如，public、private）、返回类型和参数。

• 可见性表示法：

可见性表示法指示属性和方法的访问级别。常见的可见性表示法包括：

    +对于 public（对所有类可见）
		-对于 private（仅在类中可见）
		#对于 protected （对 subclasses 可见）
		~对于 Package 或 Default Visibility（对同一 Package 中的类可见）

2 参数方向

在类图中，参数方向性是指通过方法参数指示类之间的信息流。它有助于指定参数是 input、output 还是两者兼而有之。此信息对于了解在方法调用期间如何在对象之间传递数据至关重要。

类图中使用了三个主要的参数方向性表示法：

• In （Input） （输入）：

输入参数是在方法调用期间从调用对象 （客户端） 传递到被调用对象 （服务器） 的参数。
它由一个指向接收类（拥有该方法的类）的箭头表示。

• Out （输出）：

输出参数是在方法执行后从被调用对象 （server） 传递回调用对象 （client） 的参数。
它由指向接收类以外的箭头表示。

• InOut （输入和输出）：

InOut 参数同时用作输入和输出。它将信息从调用对象传送到被调用对象，反之亦然。
它由指向和远离接收类的箭头表示。

3 类间关系

在类图中，类之间的关系描述了类在系统内如何连接或相互交互。在面向对象的建模中，有几种类型的关系，每种关系都有特定的用途。

以下是类图中的一些常见关系类型

• 组合 Composition

组合是一种更强的聚合形式，表示更重要的所有权或依赖关系。在组合中，零件类不能独立于整个类而存在。构图由整个类侧面的填充菱形表示。

比如 数字通讯录应用程序。
通讯录是整体，每个通讯录条目都是一个部分。每个联系人条目都完全由联系人簿拥有和管理。
如果联系人簿被删除或销毁，则所有关联的联系人条目也会被删除。

因为联系人条目的存在完全取决于联系人簿的存在。如果没有联系人簿，各个联系人条目将失去其意义，无法独立存在。

• 聚合 Aggregation

聚合是一种特殊的关联形式，表示“整体-部分”关系。它表示一个类 （整体） 包含另一个类 （部分） 或由另一个类 （部分） 组成的更强关系。聚合由整个类侧面的菱形表示。在这种关系中，子类可以独立于其父类存在。

比如公司可以被视为整体，而员工是部分。员工属于公司，公司可以有多个员工。但是，如果公司不复存在，员工仍然可以独立存在。

• 关联 Association

关联表示两个类之间的双向关系。它指示一个类的实例连接到另一个类的实例。关联通常表示为连接类的实线，可选箭头指示关系的方向。

比如一个用于管理库的简单系统。在这个系统中，我们有两个主要实体： Book 和 Library .每个 Library 包含多个 Book，并且每个 Book 都属于一个特定的 Library。

因此 Library 和 Book 之间的这种关系可以表示为一种关联。

“Library” 类可以被视为源类，因为它包含对 “Book” 类的多个实例的引用。

• 定向关联 Directed Association

UML 类图中的有向关联表示两个类之间的关系，其中关联具有方向，指示一个类以特定方式与另一个类相关联。

在有向关联中，将向关联线添加一个箭头以指示关系的方向。箭头从启动关联的类指向作为关联目标或受关联影响的类。
当关联具有特定的流或方向性时，将使用定向关联，例如指示哪个类负责启动关联或哪个类依赖于另一个类。

比如在订课系统中“Teacher” 类与 University 系统中的 “Course” 类相关联。定向关联箭头可能从 “Teacher” 类指向 “Course” 类，指示教师与特定课程关联或教授特定课程。

其中 源类是 “Teacher” 类。“教师”班级通过教授特定课程来启动协会。
目标类是 “Course” 类。“Course” 类受关联影响，因为它是由特定的教师教授的。

• 使用依赖 （依赖项）Usage(Dependency)

UML 类图中的使用依赖关系表示一个类（客户端）利用或依赖另一个类（供应商）来执行某些任务或访问某些功能。client 类依赖于 supplier 类提供的服务，但不拥有或创建它的实例。

在 UML 类图中，使用依赖关系通常由一条从 Client 端类指向 supplier 类的箭头虚线表示。
箭头指示依赖项的方向，表明 client 类依赖于 supplier 类提供的服务。

比如 “Car”类依赖于“FuelTank”类来管理燃料消耗。

此时“Car” 类可能需要访问 “FuelTank” 类的方法或属性，以检查燃油水平、重新加注燃油或监控燃油消耗。
在这种情况下，“Car” 类对 “FuelTank” 类具有使用依赖性，因为它利用其服务来执行与燃料管理相关的某些任务。

• 依赖 Dependency

当一个类依赖于另一个类时，两个类之间存在依赖关系，但这种关系不如关联或继承那么牢固。它表示类之间更松散耦合的连接。依赖项通常用虚线箭头表示。

比如一个 Person 依赖于 Book 的场景。

Person 类：表示阅读书籍的个人。Person 类依赖于 Book 类来访问和读取内容。
Book 类：表示包含要由人员阅读的内容的书籍。Book 类是独立的，可以在没有 Person 类的情况下存在。

比如Person 类依赖于 Book 类，因为它需要访问书籍才能阅读其内容。但是，Book 类不依赖于 Person 类;它可以独立存在，并且不依赖于 Person 类来实现其功能。

• 泛化(继承) Generalization

继承表示类之间的“is-a”关系，其中一个类（子类或子类）继承另一个类（超类或父类）的属性和行为。
继承由一条实线表示，实线带有一个封闭的空心箭头，从子类指向超类。

比如在银行账户的例子中，我们可以使用泛化来表示不同类型的账户，例如活期账户、储蓄账户和信用账户。

Bank Account 类用作所有类型银行账户的通用表示，而子类 （Current Account、Savings Account、Credit Account） 表示继承和扩展基类功能的专用版本。

• 实现(接口实现) Realization

Realization 表示类实现接口的功能。它通常用于类实现接口定义的作的情况。
实现由一条虚线表示，虚线带有一个从实现类指向接口的开放箭头。

让我们考虑一个场景，其中 “Person” 和 “Corporation” 都实现了 “Owner” 接口。

所有者接口：此接口现在包括“acquire（property）”和“dispose（property）”等方法，用于表示与获取和处置财产相关的作。

Person 类 （Realization）：Person 类实现 Owner 接口，为 “acquire（property）” 和 “dispose（property）” 方法提供具体实现。例如，一个人可以获得房屋的所有权或处置汽车。
Corporation 类 （Realization）：同样，Corporation 类也实现了 Owner 接口，为 “acquire（property）” 和 “dispose（property）” 方法提供了特定的实现。例如，公司可以获得房地产的所有权或处置公司车辆。

比如 Person 和 Corporation 类都实现了 Owner 接口，这意味着它们为接口中定义的 “acquire（property）” 和 “dispose（property）” 方法提供了具体的实现。

3 类图的使用场景和步骤

类图表示系统的类、属性、方法和关系，提供其体系结构的清晰视图。它们显示了类之间的各种关系，例如关联和继承，帮助利益相关者了解组件连接性。
类图充当团队成员和利益相关者之间交流的可视化工具，弥合技术和非技术受众之间的差距。它们通过说明设计来指导开发人员进行编码，确保设计和实际实现之间的一致性。许多开发工具允许从类图生成代码，从而减少手动错误并节省时间。

• 类图的用途

使用类图的主要场景：

这是唯一可以适当描述 OOP 概念各个方面的 UML。
正确设计和分析应用程序可以更快、更高效。
它是部署和组件图的基础。
它结合了正向工程和逆向工程。

• 绘制类图的步骤

绘制类图涉及可视化系统的结构，包括类、类的属性、方法和关系。以下是绘制类图的步骤：

第 1 步：确定类：

首先确定系统中的类。类表示对象的蓝图，应封装相关的属性和方法。

第 2 步：列出属性和方法：

对于每个类，列出其属性 （属性、字段） 和方法 （函数、作） 。包括数据类型和可见性（公共、私有、受保护）等信息。

第 3 步：确定关系：

确定类之间的关系。常见关系包括关联、聚合、组合、继承和依赖关系。了解这些关系的性质和多重性。

第 4 步：创建类框：

为每个标识的类绘制一个矩形（类框）。将类名放在框的顶部隔间中。将框划分为属性和方法的隔间。

第 5 步：添加属性和方法：

在每个类框中，列出其各自区间中的属性和方法。使用可见性表示法（+ 表示 public，– 表示私有，# 表示受保护，~ 表示 package/default）。

第 6 步：绘制关系：

绘制线条以表示类之间的关系。使用箭头指示关联或依赖关系的方向。不同的线型或符号可用于各种关系。

步骤 7：标签关系：

如果需要，使用 multiplicity 和 role names 标记关系。多重性表示关系中涉及的实例数，角色名称阐明关系中每个类的角色。

第 8 步：审查和优化：

查看您的类图，以确保它准确地表示系统的结构和关系。根据反馈和要求根据需要优化关系图。