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1. UML 简介

UML (Unified modeling language)，统一建模语言，是一种用于软件系统分析和设计的语言工具，它用于帮助软件开发人员进行思考和记录思路的结果。

UML 本身是一套符号的规定，就像数学符号和化学符号一样，这些符号用于描述软件模型中的各个元素和它们之间的关系。

使用 UML 来建模，常用的工具有 Rational Rose, 也可以使用一些插件来建模，比如在 Eclipse 中安装 AmaterasUML 插件，在 IDEA 中安装 PlantUML Integration 插件。

画 UML 图与写文章差不多，都是把自己的思想描述给别人看，关键在于思路和条理，UML 图分类：

用例图(use case)。
静态结构图：类图、对象图、包图、组件图、部署图。
动态行为图：交互图（时序图与协作图）、状态图、活动图。

说明：类图是描述类与类之间的关系的，是 UML 图中最核心的。

2. UML 类图

类图用于描述系统中的类（对象）本身的组成和类（对象）之间的各种静态关系。类之间的关系：依赖(Dependency)、泛化(Generalization)、实现(Implementation)、关联(Association)、聚合(Aggregation)、组合(Composition)。

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3.1. 依赖

只要是在类中用到了对方，那么它们之间就存在依赖关系。如果没有对方，连编译都通过不了。

类中用到了对方，包括以下几种形式：

对方是类的成员属性。
对方是方法的返回类型。
对方是方法接收的参数类型。
方法中使用到对方。

例：驾驶员类 Driver 与机动车类 Car 之间存在依赖(Dependency)关系。

3.2. 泛化

泛化关系实际上就是继承关系，它是依赖关系的特例。

如果 A 类继承了 B 类，我们就说 A 和 B 存在泛化关系。

例：Person 类与 Student 类、Teacher 类之间存在泛化(Generalization)关系。

3.3. 实现

实现关系实际上就是 A 类实现 B 接口，它是依赖关系的特例。

例：（交通工具）Vehicle 接口与 Car 类、Ship 类之间存在实现(Implementation)关系。

3.4. 关联

关联关系实际上就是类与类之间的联系，它是依赖关系的特例。

关联具有导航性：即双向关系或单向关系。

关联具有多重性：如"1"（表示有且仅有一个），"0..."（表示 0 个或者多个），"0,1"（表示 0 个或者一个），"n...m"（表示 n 到 m 个都可以），"m...*"（表示至少 m 个）。

单向一对一关系

public class Person {
    private IDCard card;
}

public class IDCard{}

双向一对一关系

public class Person {
    private IDCard card;
}

public class IDCard{
    private Person person
}

双向关联（无箭头）、单向关联（带箭头）、自关联（箭头指向自己）。

例：产品类 Product 与顾客类 Customer 之间存在双向关联(Association)关系。

3.5. 聚合

聚合关系(Aggregation)表示的是整体和部分的关系，整体与部分可以分开。聚合关系是关联关系的特例，所以它具有关联的导航性与多重性。

如：一台电脑(computer)由显示器(monitor)，鼠标(mouse)等组成；组成电脑的各个配件是可以从电脑上分离出来的，使用带空心菱形的实线来表示：

public class Computer{
    private Mouse mouse;
    private Monitor monitor;

    public void setMouse(Mouse mouse) {
        this.mouse = mouse;
    }

    public void setMonitor(Monitor monitor) {
        this.monitor = monitor;
    }
}

如果我们认为 Mouse，Monitor 和 Computer 是不可分离的，则升级为组合关系。

例：汽车类 Car 与发动机 Engine 类之间存在聚合(Aggregation)关系。

3.6. 组合

组合(Composition)关系也是整体与部分的关系，但是整体与部分不可以分开。组合关系也是关联关系的特例，所以它也具有关联的导航性与多重性。比聚合关系关联更紧密。

看一个案例：在程序中我们定义实体 Person、IDCard、Head, 那么 Head 和 Person 就是组合，IDCard 和 Person 就是聚合。

但是如果在程序中 Person 实体中定义了对 IDCard 进行级联删除，即删除 Person 时连同 IDCard 一起删除，那么 IDCard 和 Person 就是组合了。

public class Person{
    private IDCard card;
    private Head head = new Head();
}

public class IDCard{}
public class Head{}

例：头类 Head 与嘴类 Mouth 之间存在组合(Composition)关系。

3. 总结

下面这张图，比较形象地展示了各种类图之间的关系。

UML 类图描述类之间关系