UML類圖介紹以及PlantUML使用方法
類的UML表示方法
UML介紹
類圖，是UML(統一建模語言)中用於描述"類"以及"類與類"之間的示意圖。它形象的描述出了系統的結構，幫助人們理解系統。
類圖是在"所有的UML圖"中，實用頻率非常之高；掌握它對於我們軟件設計，以及交流都很有幫助。
對於類圖而言，它的基本單位是類。類主要由三部分組成：類名、屬性、操作(函數)。UML類的表示大致如下：
類名
類的名稱
屬性
UML類圖中，屬性的基本格式: 可見性 名稱: 類型 [=缺省值]
可見性 -- 表示該屬性對於類外的元素而言是否可見。
主要包括公有(public)、私有(private)、受保護(protected)以及包內可見(package private)四種，在類圖中分別用符號+、-、#和～表示。
UML中可見性和符號的對應關系如下所示：
| 可見性 | 符號 |
|---|---|
| public | + |
| package private | ～ |
| protected | # |
| private | - |
在PlantUML中的表示形式如下圖所示：
- 名稱 -- 表示屬性名。
- 類型 -- 表示屬性的數據類型。可以是基本數據類型，也可以是用戶自定義類型。
- 缺省值 -- 屬性的初始值。它是一個可選項。
操作
UML類圖中，屬性的基本格式: 可見性 名稱(參數類表) [:返回類型]
- 可見性 -- 表示該屬性對於類外的元素而言是否可見。它的表示方法與"屬性的可見性"相同。
- 名稱 -- 表示方法名。
- 參數列表 -- 表示方法的參數。參數個數是任意的，多個參數之間用逗號","隔開。
- 返回類型 -- 表示方法的返回值類型。它是一個可選項；可以是具體的返回類型，可以是void，也可以無返回類型(構造方法)。
"實體類", "抽象類", "接口"的UML表示和在PlantUML中的表示
實體類的UML表示
實體類在UML用類名表示。在PlantUML中實體類用 “帶圓圈的C + 類名” 表示。
抽象類的UML表示
抽象類和實體類的UML表示法類似。區別是: "抽象類的類名是斜體"，而"實體類的類名不是斜體"
；在PlantUML中用 “帶圓圈的A + 斜體類名” 表示。接口的UML表示
在UML中，通過在"類名"位置添加“interface” 關鍵字來表示接口。在PlantUML中用 “帶圓圈的I + 斜體類名” 表示。
"實體類", "抽象類", "接口"在PlantUML中的表示如下圖：
UML類圖的幾種關系
在UML類圖中，關系可以分為4種: 泛化, 實現, 關聯 和 依賴。
- 泛化 -- 表示"類與類之間的繼承關系"。
- 實現 -- 表示"類與接口之間的實現"。
- 關聯 -- 表示"類與類之間的擁有關系"。即，一個類是另一個類的成員。關聯又包括：自關聯, 單向關聯, 雙向關聯, 多重性關聯, 組合, 聚合。
- 依賴 -- 表示"類與類之間的使用關系"。即，一個類是另一類的局部變量, 形式參數, 或者調用了靜態方法/成員等。
這幾種關系表示的"類與類之間關系的強弱順序"是：泛化 = 實現 > 關聯 > 依賴
泛化(Generalization)
【關系說明】: 泛化是一種繼承關系。它指定了子類如何特化父類的所有特征和行為。例如：老虎是動物的一種。
【代碼說明】: 父類與子類。
【UML圖形】: 帶三角箭頭的實線，箭頭指向父類。
【示例】: Fruit是"水果"；Apple是"蘋果"，它繼承了Fruit，是水果中的一種。
示例代碼：
public class Fruit {
protected int price;
public int getPrice() {
return price;
}
public void setPrice(int price) {
this.price = price;
}
}
public class Apple extends Fruit {}UML示例圖：（以下所有的示例均是用PlantUML繪制而成，PlantUML使用手冊可參看考：PlantUML參考指南 ）
實現(Realization)
【關系說明】: 實現是一種類與接口的關系，表示類是接口所有特征和行為的實現。
【代碼說明】: 實現類與接口。
【UML圖形】: 帶三角箭頭的虛線，箭頭指向接口。
【示例】: Runnable接口表示"一個任務"，TimeTask是"計時任務"，它實現了Runnable接口。
示例代碼：
public interface Runnable {
abstract public void run();
}
public class TimeTask implements Runnable {
@Override
public void run() {
}
}UML示例圖：
關聯(Association)
關聯表示"類與類之間的擁有關系"。即，一個類是另一個類的成員。關聯包括：自關聯, 單向關聯, 雙向關聯, 多重性關聯, 聚合, 組合。
自關聯
【關系說明】: 一個類包含自己。例如，單向鏈表中的節點，包含下一個節點的信息。
【代碼說明】: 成員變量
【UML圖形】: 帶普通箭頭的實心線，指向被自己。
【示例】: Node是單向鏈表中的節點，它包含下一個節點的指針。
示例代碼：
public class Node {
private Node node;
}UML示例圖：
單向關聯
【關系說明】: "類A"中有"類B"成員變量，"類B"中沒有"類A"成員變量。
【代碼說明】: 成員變量
【UML圖形】: 帶普通單向箭頭的實心線，指向被擁有者。
【示例】: Person表示"人"，IdCard表示"身份證信息"，身份證包括id和"身份證編號snum"。一個人擁有唯一的身份證信息。
示例代碼：
public class Person {
private IdCard idcard;
}
public class IdCard {
private int id;
private String snum;
}UML示例圖：
雙向關聯
【關系說明】: "類A"中有"類B"成員變量，"類B"也有"類A"成員變量。
【代碼說明】: 成員變量
【UML圖形】: 帶普通雙向箭頭的實心線 或者 不帶箭頭的實心線。
【示例】: Cusomer表示"客戶"，Product表示"產品"。客戶可以購買產品，產品也屬於客戶。
示例代碼：
public class Customer {
private Address address;
}
public class Address {
private Customer customer;
}UML示例圖：
聚合(Aggregation)
【關系說明]】: 聚合是整體與部分的關系。聚合關系是類與類之間關系比較密切的關聯關系；要區分聚合和其它的關聯關系，必須考察具體的邏輯關系。在聚合關系中，成員對象是整體對象的一部分，但是成員對象可以脫離整體對象獨立存在。如車和輪胎是整體和部分的關系。
【代碼說明】: 成員變量
【UML圖形】: 帶空心菱形的實心線，菱形指向整體
【示例】: Car表示"汽車"，Tire表示"輪胎"。"輪胎"本身是個獨立個體。
示例代碼：
public class Car {
private Tire tire;
}
public class Tire {
private double radius；
private double perimeter；
}UML示例圖：
組合(Composition)
【關系說明】: 組合是整體與部分的關系。組合關系是比聚合關系還要強的關聯關系。但是在組合關系中整體對象可以控制成員對象的生命周期，一旦整體對象不存在，成員對象也將不存在，成員對象與整體對象之間具有同生共死的關系。例如，身體和鼻子，身體包括鼻子，鼻子不能脫離身體而獨立存在。
【代碼說明】: 成員變量
【UML圖形】: 帶實心菱形的實線，菱形指向整體
【示例】: Body表示"身體"，Nose表示"鼻子"。身體包含鼻子，鼻子離不開身體。
示例代碼：
public class Body {
private Nose nose;
private class Nose {
}
}UML示例圖：
依賴(Dependency)
【關系說明】: 依賴是一種使用的關系。在需要表示一個事物使用另一個事物時使用依賴關系，盡量不使用雙向的互相依賴。
【代碼說明】: 局部變量、方法的參數或者對靜態方法的調用
【UML圖形】: 帶箭頭的虛線，指向被使用者
【示例】: 人過河。人是"Person"類，它包括過河函數acrossRiver()，acrossRiver()的參數是過河工具，返回值是過河時間。此處的過河工具是船，船對應的類是Boat。
示例代碼：
public class Person {
public int acrossRiver(Boat boat);
}
public class Boat {
}UML示例圖：
參考資料
UML系列02之 UML類圖(一)
UML系列03之 UML類圖(二)
PlantUML參考指南
UML類圖介紹以及PlantUML使用方法