UML diagrams --- from models to codes

本文关注于利用UML框图将模型表达为代码的过程，其中穿插有设计模式。

类之间的关系

整体部分关系

整体-部分关系使用一条带菱形的线段表示。

整体-部分关系可再细分为以下几种。

1. Association

关联类B以类属性的形式出现在关联类A中，也可能是关联类A引用了一个类型为类B的全局变量。如学生-课程-老师的关联关系：1名学生可以选0到多门课程，每门课程对应至少1名学生；1门课程有1位授课老师，一名老师可以教授0到多门课程。

2. Aggregation

聚合关系是关联关系的一种特例，他体现的是整体与部分、拥有的关系，即 has-a 的关系。此时，整体与部分之间是可分离的，他们可以具有各自的生命周期，部分可以属于多个整体对象，也可以为多个整体对象共享；比如计算机与CPU、公司与员工的关系等。代码层面的表现和关联关系是一致的，只能从语义级别来区分。

/**
 * 聚合关系示例
 */

// 运动员
class Athelete {
    private String name;
    public Athelete(String _name) {
        name = _name;
        System.out.println("A new athelete:" + name);
    }
}

// 比赛队
class Team {
    private String name;
    private List<Athelete> atheletes;

    public Team(String _name) {
        name = _name;
        System.out.println("A new team:" + name);
        atheletes = new List<Athelete>();
    }

    public addAthelete(String athelete_name) {
        atheletes.add(new Athelete(athelete_name));
        System.out.println("Add " + athelete_name + " into " + name);
    }
}

在示例中，运动员数组对象作为比赛队类中的私有对象，使用setter方法来设置。

3. Composition

组合也是关联关系的一种特例，他体现的是contains-a的关系。这种关系更强，也称为强聚合。它同样体现整体与部分的关系，但此时整体与部分是不可分的，整体的生命周期结束也就意味这部分的生命周期结束，比如人和人的大脑。表现在代码层面，和关联关系是一致的，只能从语义级别来区分。

总的来说，几种关系所表现的强弱程度依次为：组合 > 聚合 > 关联。

关联与聚合关系的比较

1. 从代码层面表现看，关联与聚合是一致的，只能从语义级别来区分
2. 关联和聚合在语义上的区别在于：关联的两个对象之间一般是平等的，例如朋友关系；而聚合则一般是不平等的，如家庭-子女关系。
3. 关联是一种结构化的关系，指一种对象和另一种对象有联系，比依赖关系要强。
4. 关联和聚合是视问题域而定的。例如，在关心汽车的领域内，轮胎是一定要组合在汽车类中的，因为它离开了汽车就没有意义了；而在买轮胎的店铺业务里，轮胎就算离开了汽车也是有意义的，这就可以用聚合了。

一般-特殊关系

继承关系 Inheritance

继承关系是指子类中的成员有部分来自父类的成员，在UML类图中通常用”实线+空心三角箭头”来表示，箭头方向由子类指向父类。

class Person {
    String name;
    int sex;
    public Person() {}
}

class Clerk implements Person {
    int position;
    double salary;
    public Clerk() {}
}

继承关系在一些资料和设计软件中又被称为泛化关系（Generalization）。

实现关系

实现关系是定义的接口与实现类的关系，在UML类图中通常以“虚线+空心三角箭头”表示，箭头方向由实现类指向接口。

interface Tool {
    String use();
}

class Car implements Tool {
    public Car() {}

    public String use() {
        return "drive";
    }
}

对象之间的消息

class Util {
    public fun1() {}
    public fun2() {}
}

class Call {
    public callFunc() {
        Util.fun1();
    }
}

依赖关系

参考文献

谈谈类之间的关联关系与依赖关系： https://www.cnblogs.com/iyangyuan/archive/2013/06/16/3138463.html