统一建模语言（Unified Modeling Language，UML）是用来设计软件的可视化建模语言。它的特点是简单、统一、图形化、能表达软件设计中的动态与静态信息。
UML 从目标系统的不同角度出发，定义了9 种图：用例图、类图、对象图、状态图、活动图、时序图、协作图、构件图、部署图。

类图概述

类图(Class diagram)是显示了模型的静态结构，特别是模型中存在的类、类的内部结构以及它们与其他类的关系等。类图不显示暂时性的信息。类图是面向对象建模的主要组成部分。

类图的作用

  • 在软件工程中，类图是一种静态的结构图，描述了系统的类的集合，类的属性和类之间的关系，可以简化了人们对系统的理解；
  • 类图是系统分析和设计阶段的重要产物，是系统编码和测试的重要模型。

类图表示法

类的表示方式

在UML类图中，类使用包含类名、属性(field) 和方法(method) 且带有分割线的矩形来表示，比如下图表示一个Employee类，它包含name,age和address这3个属性，以及work()方法。
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属性/方法名称前加的加号和减号表示了这个属性/方法的可见性，UML类图中表示可见性的符号有三种：

  1. +：public
  2. -：private
  3. #：protected

属性的完整表示方式是： 

可见性  名称 ：类型 [ = 缺省值]

方法的完整表示方式是：

可见性  名称(参数列表) [ ： 返回类型]

类与类之间关系的表示方式

依赖：一种使用关系，具有偶然性、临时性、非常弱的使用
关联：一种强依赖关系，不存在偶然性、临时性，长期使用
UML - 图2

关系 说明 图示 关系
依赖关系 image.png A类中用到了B类，则成A依赖B，A指向B

依赖关系的特例 继承（泛化）关系 image.png A类继承了B，则A指向B

实现关系 image.png A类实现了B，则A指向B
关联关系 image.png
一般关系
- 单向关联
- 双向关联
- 自关联
 单项：实线单箭头
双向：实线无箭头
特殊关系 聚合关系 image.png 整体和部分的关系，整体与部分可以分开（即整体创建，部分可以不创建，比如成员变量）。电脑和外设
组合关系 image.png 整体和部分的关系，整体与部分不可分离（即整体创建或销毁了，部分也跟着创建或销毁）。人与人头

关联关系

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关联关系是对象之间的一种引用关系，用于表示一类对象与另一类对象之间的联系，如老师和学生、师傅和徒弟、丈夫和妻子等。关联关系是类与类之间最常用的一种关系，分为一般关联关系、聚合关系和组合关系。一般关联关系可以分为单向关联，双向关联，自关联。

关联关系：

  • 一般关联关系
    • 单向关联
    • 双向关联
    • 自关联
  • 聚合关系
  • 组合关系

一般关联关系

单向关联
在UML类图中单向关联用一个带箭头的实线表示。下图表示每个顾客都有一个地址，这通过让Customer类持有一个类型为Address的成员变量类实现。
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双向关联
所谓的双向关联就是双方各自持有对方类型的成员变量。
在UML类图中，双向关联用一个不带箭头的直线表示。下图中在Customer类中维护一个List，表示一个顾客可以购买多个商品；在Product类中维护一个Customer类型的成员变量表示这个产品被哪个顾客所购买。
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自关联
自关联在UML类图中用一个带有箭头且指向自身的线表示。下图的意思就是Node类包含类型为Node的成员变量，也就是“自己包含自己”。
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聚合关系

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聚合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。
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独立存在。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。下图所示是大学和教师的关系图：set方法
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组合关系

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组合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。
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。下图所示是头和嘴的关系图：
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依赖关系

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依赖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。下图所示是司机和汽车的关系图，司机驾驶汽车：
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继承（泛化）关系

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继承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。
在 UML 类图中，泛化关系用带空心三角箭头的实线来表示，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，其类图如下图所示：
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实现关系

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实现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角箭头的虚线来表示，箭头从实现类指向接口。例如，汽车和船实现了交通工具，其类图如图所示。
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