UML图
类的表示
在 UML 中，类使⽤包含类名、属性和操作且带有分隔线的矩形来表示。
(1) 类名（Name）是⼀个字符串，例如，Student。
(2) 属性（Attribute）是指类的特性，即类的成员变量。
UML 按以下格式表示：[可⻅性]属性名:类型[=默认值]。
注意：“可⻅性”表示该属性对类外的元素是否可⻅，包括公有（Public）、私有（Private）、受保护
（Protected）和朋友（Friendly）4 种，在类图中分别⽤符号+、-、#、~表示。
(3) 操作（Operations）是类的任意⼀个实例对象都可以使⽤的⾏为，是类的成员⽅法。UML 按以下格
式表示：[可⻅性]名称(参数列表)[:返回类型]。
图 1 所示是学⽣类的 UML 表示。
接口的表示
接⼝（Interface）是⼀种特殊的类，它具有类的结构但不可被实例化，只可以被⼦类实现。它包含抽象
操作，但不包含属性。它描述了类或组件对外可⻅的动作。在 UML 中，接⼝使⽤⼀个带有名称的⼩圆圈
来进⾏表示。
图 2 所示是图形类接⼝的 UML 表示。
类之间的关系与表示
在软件系统中，类不是孤⽴存在的，类与类之间存在各种关系。 根据类与类之间的耦合度从弱到强排列，UML 中的类图有以下⼏种关系：依赖关系、一般关联关系、聚合关 系、组合关系、泛化关系和实现关系。其中泛化和实现的耦合度相等，它们是最强的。
依赖关系
依赖（Dependency）关系是⼀种使⽤关系，它是对象之间耦合度最弱的⼀种关联⽅式，是临时性的关
联。在代码中，某个类的⽅法通过【局部变量、⽅法的参数或者对静态⽅法】的调⽤来访问另⼀个类
（被依赖类）中的某些⽅法来完成⼀些职责。
在 UML 类图中，依赖关系使⽤带箭头的虚线来表示，箭头从使⽤类指向被依赖的类。图 4 所示是⼈与
⼿机的关系图，⼈通过⼿机的语⾳传送⽅法打电话。
一般关联关系
在 UML 类图中，双向的关联可以⽤带两个箭头或者没有箭头的实线来表示，单向的关联⽤带⼀个箭头的
实线来表示，箭头从使⽤类指向被关联的类。也可以在关联线的两端标注⻆⾊名，代表两种不同的⻆
⾊。
在代码中通常将⼀个类的对象作为另⼀个类的【成员变量】来实现关联关系。
图 5 所示是⽼师和学⽣的关系图，每个⽼师可以教多个学⽣，每个学⽣也可向多个⽼师学，他们是双向
关联。
聚合关系
聚合（Aggregation）关系是关联关系的⼀种，是强关联关系，是整体和部分之间的关系，是 has-a 的关
系。
聚合关系也是通过成员对象来实现的，其中成员对象是整体对象的⼀部分，但是成员对象可以脱离整体
对象⽽ᇿ⽴存在。例如，学校与⽼师的关系，学校包含⽼师，但如果学校停办了，⽼师依然存在。
在 UML 类图中，聚合关系可以⽤带空⼼菱形的实线来表示，菱形指向整体。
图 6 所示是⼤学和教师的关系图。
组合关系
组合（Composition）关系也是关联关系的⼀种，也表示类之间的整体与部分的关系，但它是⼀种更强
烈的聚合关系，是 contains-a 关系。
在组合关系中，整体对象可以控制部分对象的⽣命周期，⼀旦整体对象不存在，部分对象也将不存在，
部分对象不能脱离整体对象⽽存在。例如，头和嘴的关系，没有了头，嘴也就不存在了。
在 UML 类图中，组合关系⽤带实⼼菱形的实线来表示，菱形指向整体。
图 7 所示是头和嘴的关系图。
泛化关系（继承）
泛化（Generalization）关系是对象之间耦合度最⼤的⼀种关系，表示⼀般与特殊的关系，是⽗类与⼦
类之间的关系，是⼀种继承关系，是 is-a 的关系。 在 UML 类图中，泛化关系⽤带空⼼三⻆箭头的实线来表示，箭头从⼦类指向⽗类。在代码实现时，使⽤
⾯向对象的继承机制来实现泛化关系。例如，Student 类和 Teacher 类都是 Person 类的⼦类，其类图
如图 8 所示。
实现关系（接⼝）
实现（Realization）关系是接⼝与实现类之间的关系。在这种关系中，类实现了接⼝，类中的操作实现
了接⼝中所声明的所有的抽象操作。
在 UML 类图中，实现关系使⽤带空⼼三⻆箭头的虚线来表示，箭头从实现类指向接⼝。例如，汽⻋和船
实现了交通⼯具，其类图如图 9 所示。
面向对象设计原则
开闭原则
开闭原则是总纲，它告诉我们要对扩展开放，对修改关闭。
⾥⽒替换原则
⾥⽒替换原则告诉我们不要破坏继承体系，所有引⽤基类对象的地⽅能够透明地使⽤其⼦类的对象。
依赖倒置原则
依赖倒置原则告诉我们要⾯向接⼝编程，⽽不是针对实现编程。
单⼀职责原则
⼀个类只负责⼀个功能领域中的相应职责。
接⼝隔离原则
使⽤多个专⻔的接⼝，⽽不使⽤单⼀的总接⼝。
迪⽶特法则
⼀个软件实体应当尽可能少地与其他实体发⽣相互作⽤。
合成复⽤原则
尽量使⽤对象组合，⽽不是继承来达到复⽤的⽬的。
设计模式的类型
总体来说，设计模式按照功能分为三类23种：
创建型（5种） ：
⼯⼚模式、抽象⼯⼚模式、单例模式（重点）、原型模式、构建者模式
结构型（7种）：
适配器模式、装饰模式、代理模式（重点） 、外观模式、桥接模式、组合模式、享 元模式
⾏为型（11种）：
模板⽅法模式、策略模式 、观察者模式、中介者模式、状态模式、 责任链模式 、 命令模式、迭代器模式、访问者模式、解释器模式、备忘录模式
