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玩轉設計模式 - 看懂UML類圖

前言

作為設計模式系列的第一篇，我準備先分享下如何看懂UML類圖，看完這篇文章，你就能看懂類圖中各個類之間的關係以及線條、箭頭都代表什麼意思。 同時，我們會將類圖所表達的含義和最終的代碼實現對應起來； 有了這些知識，看後面章節的設計模式結構圖就沒有什麼問題了。

先看一個例子

下面是我畫的一張類圖，使用的工具是StarUML，Mac版本下載地址

• 數碼是斜體的，表示數碼是一個抽象類
• 數碼有兩個繼承類，分別是手機和電腦，他們之間的關係是實現關係，用帶空心箭頭的虛線表示
• iPhone與手機之間也是繼承關係，他們之間的關係是泛化關係，用帶空心箭頭的實線表示
• 手機由屏幕和主板等組合而成，他們之間的關係是組合關係，用帶實心菱形的實線表示
• 程序員上班必須要用電腦，他們之間的關係是依賴關係，用帶箭頭的虛線表示
• 程序員與公司之間是聚合關係，用帶空心菱形的實線表示
• 程序員一般都會有自己的工牌，他們之間的關係是關聯關係，用實線表示

以上例子和圖中我都把類的六種關係特別標註出來了，下面我們具體講講這六種關係

類之間的關係

類的繼承結構表現在UML中為：實現和泛化

繼承關係為 is-a的關係；兩個對象之間如果可以用 is-a 來表示，就是繼承關係

實現（Realization）

“數碼”是一個抽象概念，在現實中並不能直接用來定義對象，必須指明它的子類，比如手機和電腦。“數碼”這個類在java中可以用接口或者抽象類表示，在C++中用抽象類表示。

代碼實現：實現關係表現為繼承抽象類。

泛化（Generalization）

手機在現實中有實現，可以用來定義具體的對象，iphone是手機的子類，手機和iphone的關係為泛化關係。

代碼實現：泛化關係表現為繼承非抽象類。

聚合（Aggregation）

聚合表示兩個對象之間是整體和部分的弱關係，生命週期不同步，部分的生命週期可以超越整體，比如程序員和公司，公司倒閉了，但程序員還在，還可以去其他公司。

代碼實現：聚合關係以成員變量的形式實現，只是成員變量的賦值時機是在類方法裡，代碼如下：

//第一種是在set方法裡直接設置子類的實例
class Company {
    private Programmer programmer;

    public void setProgrammer(JavaProgrammer javaProgrammer) {
        programmer = javaProgrammer;
    }
}

//第二種方式是在set方法裡直接寫死，直接定義一個初始值
class Company {
    private Programmer programmer;

    public void setProgrammer() {
         programmer = new JavaProgrammer();
    }
}
複製代碼

組合（Composition）

組合表示兩個對象之間是整體和部分的強關係，生命週期一致，部分的生命週期不能超越整體，或者說組合中的整體不能缺少部分。就像手機不能缺少屏幕和主板一樣。

代碼實現：組合關係以成員變量的形式實現，只是成員變量的賦值時機是在類構造方法裡，代碼如下：

//手機由屏幕組成
class Phone {
    private Screen screen;

  	//創建手機的時候同時創建屏幕
    public Phone() {
        screen = new Screen();
    }
}
複製代碼

關聯（Association）

關聯表示的是兩個不同對象之間存在的固定的對應關係，它是一種靜態關係，和運行狀態無關。

代碼實現：關聯關係也是以成員變量的形式實現，只是成員變量的賦值時機是在聲明這個變量的時候，代碼如下：

//程序員都會有工牌
class Programmer {
    private Card card = new Card();
}
複製代碼

依賴（Dependency）

依賴表示的是一個對象在運行期間會用到另一個對象的關係，與關聯關係不同的是，它是一種臨時性的關係，通常在運行期間產生，並且隨著運行時的變化，依賴關係也可能發生變化。比如程序員在工作的時候會用到電腦，程序員是依賴電腦的。

代碼實現：依賴關係主要可以通過方法參數、方法局部變量、靜態方法三種方式實現，方法參數代碼如下：

class Programmer {
  	//程序員工作的時候需要用到電腦
    public void work(Computer computer) {
        computer.work();
    }
}
複製代碼

總結

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