设计模式系列(2)：图文并茂详解UML类图
什么是UML？
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，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，通过这些符号，来描述软件模型中各个元素之间的关系；比如类、接口、实现、泛化、依赖、组合、聚合等
UML图的目的
上面有介绍，UML是一种语音，语言的核心作用就是用来交流；不过他交流的方式并不是以传统意义上的说进行的，而是以图形加文字的方式进行；其最终的目的就是将真实的系统给抽象，然后以图文可视化的方式表达出来，使软件设计人员沟通更简明，进一步缩短了设计时间，减少开发成本。
这里的还有另外一个主要的目的，为了后续设计模式的过程中，结合UML类图，能更好的理解。
UML的分类
用例图 静态结构图 类图 对象图 包图 组件图 部署图 动态行为图 时序图 协作图 交互图 状态图 活动图
说明：
类图是描述类与类之间的关系，是UML图中最核心的部分；后续的设计模式讲解，也主要是通过类图来协助我们理解。那么这里也就主要讲解类图的部分了。
类图常用标识符
实体
| 描述 | UML图 |
|---|---|
| 类 | |
| 简单类 | |
| 接口 |
简单的类图示例
public class User {
// 用户id
private Integer id;
// 用户名
public String name;
// 地址
protected String addr;
// 设置id
public void setId(Integer id) {
this.id = id;
}
// 获取用户名
public String getName() {
return name;
}
// 获取地址
public String getAddr() {
return addr;
}
}类图
第一层：类名
第二层：属性名
分为了三个部分：
第三层：方法
结构和属性类似
最左边为访问权限+(public)、-（private）、#（protected）
中间为属性名称
右边为属性的类型
关系
| 图标 | 关系（Relation） |
|---|---|
| 泛化（继承）（Generalization） | |
| 实现（Realization） | |
| 依赖（Dependency） | |
| 聚合（Aggregation） | |
| 组合（Composite） | |
| 关联（Association） |
泛化（继承）
泛化关系又称之为继承关系（Generalization），用来描述类与类之间的父子关系；父类又称之为基类，子类称之为派生类；
父类主要用来描述了一类事物的公有属性或行为;
继承关系中，子类继承父类的所有功能，父类所具有的属性、方法，子类应该都有。子类中除了与父类一致的信息以外，还允许包括额外的信息。
例如：不管什么材质的门，都具备开门或关门的行为；否则，就不能称之为门了；所以他的材质和开关门的行为就可以定义为父类，其他所有的门都将继承自这个基类；
继承关系符
类图
代码实现
父类
public class Door {
// 材质
public String material;
// 开门
public void open(){
System.out.println(material+"门打开了");
}
// 关门
public void close(){
System.out.println(material+"门关上了");
}
}木门
public class WoodenDoor extends Door{
public WoodenDoor(){
this.material = "木制";
}
}玻璃门
public class GlassDoor extends Door{
public GlassDoor(){
this.material = "玻璃";
}
}测试
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Door woodenDoor = new WoodenDoor();
woodenDoor.open();
woodenDoor.close();
Door glassDoor = new GlassDoor();
glassDoor.open();
glassDoor.close();
}
}运行结果
实现（Realization）
用来表达类与接口之间的关系；
接口是一个方法的集合，在实现关系中，实现类需要实现接口中定义的所有方法；
接口主要用来定义一类对象中，部分拥有的行为；
例如：所有的门都拥有开关门的行为，但是并不是所有的门都有门铃的行为，对于这种不是所有对象都有用的行为，我们就可以将其定义为接口；对象想拥有该行为，就实现对于的接口；
延续上一个示例，假定木门有门铃，玻璃门没有门铃，实现如下：
实现关系符
类图
代码示例
父类
public class Door {
// 材质
public String material;
// 开门
public void open(){
System.out.println(material+"门打开了");
}
// 关门
public void close(){
System.out.println(material+"门关上了");
}
}接口
public interface DoorBell {
void bell();
}木门
public class WoodenDoor extends Door implements DoorBell{
public WoodenDoor(){
this.material = "木制";
}
public void bell() {
System.out.println(material+"门的门铃响了：咚咚咚...");
}
}玻璃门
public class GlassDoor extends Door {
public GlassDoor(){
this.material = "玻璃";
}
}测试代码
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Door woodenDoor = new WoodenDoor();
woodenDoor.open();
woodenDoor.close();
Door glassDoor = new GlassDoor();
glassDoor.open();
glassDoor.close();
// 判断有没有实现门铃的接口
if(woodenDoor instanceof DoorBell){
// 实现了 说明具备门铃的功能 然后就按门铃
((DoorBell) woodenDoor).bell();
}
// 同上
if(glassDoor instanceof DoorBell){
((DoorBell) glassDoor).bell();
}
}
}测试结果
依赖关系（Dependency）
只要一个类中用到了其他类，那他们之间就存在依赖关系
例如：一个门（Door）的对象中包含了一个锁对象，要想开这个锁（Lock），就需要传入一个对应的钥匙（Key）对象。
依赖关系符
示例代码
锁
public class Lock {
}钥匙
public class Key {
}门
public class Door {
Lock lock = new Lock();
public void open(Key key){
}
}类图
如图可以看出，Door分别依赖了Lock和Key对象。
关联关系（Association）
关联关系实际上就是类与类之间的联系，他属于依赖关系的特例；
关联关系具有导航性，即单向关联和双向关联；
关联不仅存在一对一的关系，同样也存在一对多，多对多的关系；
例如：一个门对应一个门牌号，一个门牌号对应一个门；
关系符
类图
示例代码
门
public class Door {
DoorPlate doorPlate = new DoorPlate();
}门牌
public class DoorPlate {
Door door = new Door();
}类图
上图可以看出，在存在关联关系的同时，也存在着依赖关系，所以也就印证了上面说的，关联关系是依赖关系的一种特例。
聚合关系（Aggregation）
聚合关系表示一种整体与部分的关系；且这种整体与部分的关系是可以分开的，聚合属于关联关系的特例；所以他具有导航性和多重性。
例如：门和锁的关系，锁是门的一个组成部分，但是没有锁，对门的特性不会带来任何影响；也就是说，没有锁，门依然还是个门。
示例代码
锁
public class Lock {
}门
如下代码，Lock对象是通过Set方法赋值进去的，所以，表示这个门，可以有锁，也可以没有锁，并不是一种强关联关系
public class Door {
private Lock lock;
public void setLock(Lock lock){
this.lock = lock;
}
}类图
组合（Composite）
组合是聚合的一种特例，只是他们关系是一种强关联关系，是一种不可分割的关系；
例如：门和门框的关系，门没有办法脱离门框独立存在于哪里；所以，有门的地方，必定会有个门框；
示例代码
门框
public class DoorFrame {
}门
public class Door {
public DoorFrame doorFrame;
public Door(){
doorFrame = new DoorFrame();
}
}类图
总结
到这里，常用到的UML实体及关系就说的差不多了，这并不是UML的全部，但是他是UML中最常用的部分；几乎可以解决日常工作、学习的90%以上的场景；
上面都是零碎的，结合上面所讲的细节，绘制了一个完整的包含6种关系的UML图，来协助更好的理解
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END
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