类图的目的

1. 显示系统中分类器的静态结构
2. 该图提供了UML规定的其他结构图的基本表示法
3. 对开发人员和其他团队成员也很有帮助
4. 业务分析师可以使用类图来从业务角度对系统进行建模

UML类图由以下部分组成：

• 一组课程和
• 类之间的一组关系

什么是班级

系统中具有相似角色的一组对象的描述，包括：

• 结构特征（属性）定义类的哪些对象“知道”
  • 表示类的对象的状态
  • 是对类的结构或静态特征的描述
• 行为特征（操作）定义了类“可以做什么”的对象
  • 定义对象可以交互的方式
  • 操作是对类的行为或动态特征的描述

类符号

附加符号由三部分组成：

1. 班级名称
   • 类的名称出现在第一个分区中。
2. 类属性
   • 属性显示在第二个分区中。
   • 冒号后显示属性类型。
   • 属性映射到代码中的成员变量（数据成员）。
3. 班级操作（方法）
   • 操作显示在第三个分区中。它们是班级提供的服务。
   • 方法的返回类型显示在方法签名末尾的冒号之后。
   • 方法参数的返回类型显示在参数名称后面的冒号之后。
   • 操作映射到代码中的类方法

类的图形表示 – MyClass如上所示：

• MyClass有3个属性和3个操作
• op2的参数p3的类型为int
• op2返回一个浮点数
• op3将一个指针（用*表示）返回给Class6

阶级关系

一个类可能涉及与其他类的一个或多个关系。关系可以是以下类型之一:(请参阅右侧的图以了解关系的图形表示）。

关系类型	图示
继承（或泛化）： 表示“is-a”关系。 抽象类名称以斜体显示。 SubClass1和SubClass2是Super Class的特化。 带有空心箭头的实线，指向从子类到父类
简单的协会： 两个对等类之间的结构链接。 Class1和Class2之间存在关联 连接两个类的实线
聚合： 一种特殊类型的关联。它代表了“一部分”关系。 Class2是Class1的一部分。 Class2的许多实例（用*表示）可以与Class1相关联。 Class1和Class2的对象具有不同的生命周期。 在结合端连接到复合材料类的未填充金刚石的实线
组成： 一种特殊类型的聚合，其中部件在整个销毁时被销毁。 Class2的对象与Class1一起生存和死亡。 Class2不能自立。 在与复合类相关联的关联处的实心线
依赖性： 如果对一个类的定义的更改可能导致另一个类的更改（但不是相反），则存在于两个类之间。 Class1取决于Class2 带有空心箭头的虚线

关系名称

• 关系名称写在关联线的中间。
• 当你大声读出它们时，良好的关系名称是有意义的：
  • “每个电子表格都包含一些单元格”，
  • “表达式求值为”
• 它们通常有一个小箭头来显示读取关系的方向，例如，表达式评估为值，但值不会评估为表达式。

关系 – 角色

• 角色是关联的方向目的。
• 角色写在关联线的末尾，并描述该关系中该类所起的作用。
  • 例如，单元格与表达式相关。关系的本质是表达式是细胞的公式。

适航

箭头指示，给定一个参与关系的实例，是否可以确定与其相关的另一个类的实例。

上图表明，

• 给定一个电子表格，我们可以找到它包含的所有单元格，但那样
  • 我们无法从一个单元格中确定它包含在哪个电子表格中。
• 给定一个单元格，我们可以获得相关的表达式和值，但是
  • 给定一个值（或表达式），我们找不到那些属性的单元格。

类属性和操作的可见性

在面向对象的设计中，存在对属性和操作的可见性的表示。UML标识了四种类型的可见性：public，protected，private和package。

类中的属性和操作名称之前的+， – ，＃和〜符号表示属性和操作的可见性。

• +表示公共属性或操作
• – 表示私有属性或操作
• ＃表示受保护的属性或操作
• 〜表示包属性或操作

类可见性示例

在上面的例子中：

• MyClassName的attribute1和op1是公共的
• attribute3和op3受到保护。
• attribute2和op2是私有的。

对于不同类的成员，下面显示了对这些可见性类型的访问权限。

多重

每个班级有多少个对象参与关系，多重性可以表示为：

• 完全是1 – 1
• 零或一 – 0..1
• 很多 – 0 .. *或*
• 一个或多个 – 1 .. *
• 确切数字 – 例如3..4或6
• 或者复杂的关系 – 例如0..1,3..4,6 * *表示除2或5之外的任何数量的对象

多重性示例

• 要求：学生可以参加许多课程，许多学生可以参加一门课程。
• 在下面的示例中，类图（左侧）描述了静态模型的上述要求声明，而对象图（右侧）显示了课程注册的快照（类图的实例）分别是软件工程和数据库管理课程）

聚合示例 – 计算机和部件

• 聚合是表示“包含”层次结构的关联的特殊情况
• 聚合是父类，组件是子类

继承示例 – 单元分类

• 继承是表示“种类”层次结构的关联的另一种特殊情况
• 继承通过引入分类法简化了分析模型
• 子类继承父类的属性和操作。

类图 – 图工具示例

类图还可以附加到类或关系的注释。注释以灰色显示。

在上面的例子中：

我们可以通过阅读以下几点来解释上述类图的含义。

1. Shape是一个抽象类。它以斜体显示。
2. Shape是一个超类。圆形，矩形和多边形源自Shape。换句话说，圆是一个形状。这是一种泛化/继承关系。
3. DialogBox和DataController之间存在关联。
4. 形状是Window的一部分。这是一种聚合关系。没有Window就可以存在形状。
5. Point是Circle的一部分。这是一种构图关系。没有圆就不能存在点。
6. 窗口取决于事件。但是，Event不依赖于Window。
7. Circle的属性是半径和中心。这是一个实体类。
8. Circle的方法名称是area（），circum（），setCenter（）和setRadius（）。
9. Circle中的参数radius是float类型的参数。
10. 类Circle的方法area（）返回double类型的值。
11. 隐藏Rectangle的属性和方法名称。图中的其他一些类也隐藏了它们的属性和方法名称。

处理复杂系统 – 多个或单个类图？

不可避免的是，如果您要对大型系统或大型业务区域进行建模，则必须考虑许多实体。我们应该使用多个或单个类图来建模问题吗？答案是：

• 不是在单个类图上对每个实体及其关系进行建模，而是使用多个类图更好。
• 将系统划分为多个类图使系统更易于理解，特别是如果每​​个图是系统特定部分的图形表示。

软件开发生命周期中类图的透视

我们可以在软件开发生命周期的不同开发阶段使用类图，并且通常在我们前进的过程中逐步建模三个不同视角（细节层次）的类图：

概念视角：图表被解释为描述现实世界中的事物。因此，如果您从概念角度出发，则绘制一个代表所研究领域中的概念的图表。这些概念自然会与实现它们的类相关。概念视角被认为与语言无关。

规范透视图：图表被解释为描述具有规范和接口的软件抽象或组件，但不承诺特定实现。因此，如果您从规范角度来看，我们正在研究软件的接口而不是实现。

实现视角：图表被解释为描述特定技术和语言的软件实现。因此，如果您从实现的角度来看，我们正在研究软件实现。

相关链接

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