前言：

本文是在部落格上瀏覽了幾篇博文的基礎上進行的相應整理總結，感謝原創博主的無私分享。本文最後有附上原創博文地址，UML作為程式設計師的一個交流與規劃工具，我們還是要好好學習其中的約定和表示的：

看懂UML類圖和時序圖

這裡不會將UML的各種元素都提到，我只想講講類圖中各個類之間的關係； 能看懂類圖中各個類之間的線條、箭頭代表什麼意思後，也就足夠應對 日常的工作和交流； 同時，我們應該能將類圖所表達的含義和最終的程式碼對應起來； 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；

本章所有圖形使用Enterprise Architect 9.2來畫,所有示例詳見根目錄下的design_patterns.EAP

從一個示例開始

請看以下這個類圖，類之間的關係是我們需要關注的：

1 車的類圖結構為<>，表示車是一個抽象類；
2 它有兩個繼承類：小汽車和自行車；它們之間的關係為實現關係，使用 帶空心箭頭的虛線表示；
3 小汽車為與SUV之間也是繼承關係，它們之間的關係為泛化關係，使用帶空心箭頭的實線表示；
4 小汽車與發動機之間是組合關係，使用帶實心箭頭的實線表示；
5 學生與班級之間是聚合關係，使用帶空心箭頭的實線表示；
6 學生與身份證之間為關聯關係，使用一根實線表示；
7 學生上學需要用到自行車，與自行車是一種依賴關係，使用帶箭頭的虛線表示；

下面詳細介紹這六種關係；

類之間的關係

1： 泛化關係(Generalization)

【泛化關係】：是一種繼承關係，表示一般與特殊的關係，它指定了子類如何特化父類的所有特徵和行為。

    【箭頭指向】：帶三角箭頭的實線，箭頭指向父類

類的繼承結構表現在UML中為：泛化(generalize)與實現(realize)：

繼承關係為 is-a的關係；兩個物件之間如果可以用 is-a 來表示，就是繼承關係：（..是..)

eg：自行車是車、貓是動物
泛化關係用一條帶空心箭頭的直接表示；如下圖表示（A繼承自B）；

eg：汽車在現實中有實現，可用汽車定義具體的物件；汽車與SUV之間為泛化關係；

eg：例如：老虎是動物的一種，即有老虎的特性也有動物的共性；

注：最終程式碼中，泛化關係表現為繼承非抽象類；

2： 實現關係(Realization)

【實現關係】：是一種類與介面的關係，表示類是介面所有特徵和行為的實現.

    【箭頭指向】：帶三角箭頭的虛線，箭頭指向介面

實現關係用一條帶空心箭頭的虛線表示；

eg：”車”為一個抽象概念，在現實中並無法直接用來定義物件；只有指明具體的子類(汽車還是自行車)，才 可以用來定義物件（”車”這個類在C++中用抽象類表示，在JAVA中有介面這個概念，更容易理解）

注：最終程式碼中，實現關係表現為繼承抽象類；

3： 聚合關係(Aggregation)

【聚合關係】：是整體與部分的關係，且部分可以離開整體而單獨存在。如車和輪胎是整體和部分的關係，輪胎離開車仍然可以存在。

    聚合關係是關聯關係的一種，是強的關聯關係；關聯和聚合在語法上無法區分，必須考察具體的邏輯關係。

    【箭頭及指向】：帶空心菱形的實心線，菱形指向整體

聚合關係用一條帶空心菱形箭頭的直線表示，如下圖表示A聚合到B上，或者說B由A組成；

聚合關係用於表示實體物件之間的關係，表示整體由部分構成的語義；例如一個部門由多個員工組成；
與組合關係不同的是，整體和部分不是強依賴的，即使整體不存在了，部分仍然存在；例如， 部門撤銷了，人員不會消失，他們依然存在；

  【程式碼體現】： 成員變數

4： 組合關係(Composition)

【組合關係】：是整體與部分的關係，但部分不能離開整體而單獨存在。如公司和部門是整體和部分的關係，沒有公司就不存在部門。

   組合關係是關聯關係的一種，是比聚合關係還要強的關係，
   它要求普通的聚合關係中代表整體的物件負責代表部分的物件的生命週期。

   【箭頭及指向】：帶實心菱形的實線，菱形指向整體

組合關係用一條帶實心菱形箭頭直線表示，如下圖表示A組成B，或者B由A組成；

與聚合關係一樣，組合關係同樣表示整體由部分構成的語義；比如公司由多個部門組成；
但組合關係是一種強依賴的特殊聚合關係，如果整體不存在了，則部分也不存在了；例如， 公司不存在了，部門也將不存在了；

    【程式碼體現】： 成員變數

5： 關聯關係(Association)

【關聯關係】：是一種擁有的關係，它使一個類知道另一個類的屬性和方法；如：老師與學生，丈夫與妻子關聯可以是雙向的，也可以是單向的。雙向的關聯可以有兩個箭頭或者沒有箭頭，單向的關聯有一個箭頭。

    【箭頭及指向】：帶普通箭頭的實心線，指向被擁有者

關聯關係是用一條直線表示的；它描述不同類的物件之間的結構關係；它是一種靜態關係， 通常與執行狀態無關，一般由常識等因素決定的；它一般用來定義物件之間靜態的、天然的結構； 所以，關聯關係是一種“強關聯”的關係；

比如，乘車人和車票之間就是一種關聯關係；學生和學校就是一種關聯關係；

關聯關係預設不強調方向，表示物件間相互知道；如果特別強調方向，如下圖，表示A知道B，但 B不知道A；

上圖中，老師與學生是雙向關聯，老師有多名學生，學生也可能有多名老師。但學生與某課程間的關係為單向關聯，一名學生可能要上多門課程，課程是個抽象的東西他不擁有學生。

下圖為自身關聯：

    注：在最終程式碼中，關聯物件通常是以成員變數的形式實現的；

6：依賴關係(Dependency)

【依賴關係】：是一種使用的關係，即一個類的實現需要另一個類的協助，所以要儘量不使用雙向的互相依賴.

    【箭頭及指向】：帶箭頭的虛線，指向被使用者

依賴關係是用一套帶箭頭的虛線表示的；如下圖表示A依賴於B；他描述一個物件在執行期間會用到另一個物件的關係；

與關聯關係不同的是，它是一種臨時性的關係，通常在執行期間產生，並且隨著執行時的變化； 依賴關係也可能發生變化；

顯然，依賴也有方向，雙向依賴是一種非常糟糕的結構，我們總是應該保持單向依賴，杜絕雙向依賴的產生；

注：在最終程式碼中，依賴關係體現為類構造方法及類方法的傳入引數，箭頭的指向為呼叫關係；依賴關係處理臨時知道對方外，還是“使用”對方的方法和屬性；

   【程式碼表現】： 區域性變數、方法的引數或者對靜態方法的呼叫

UML類圖小結：

各種關係的強弱順序：

    泛化 = 實現 > 組合 > 聚合 > 關聯 > 依賴 

下面這張UML圖，比較形象地展示了各種類圖關係：

時序圖

為了展示物件之間的互動細節，後續章節對設計模式中每個模式的介紹，都會用到時序圖；

時序圖（Sequence Diagram）是顯示物件之間互動的圖，這些物件是按時間順序排列的。時序圖中顯示的是參與互動的物件及其物件之間訊息互動的順序。

時序圖包括的建模元素主要有：物件（Actor）、生命線（Lifeline）、控制焦點（Focus of control）、訊息（Message）等等。

時序圖

時序圖是一種強調時間順序的互動圖，在時序圖中，首先把參與互動的物件放在圖的上方，沿X軸方向排列。通常把發起互動的物件放在左邊，較下級物件依次放在 右邊，然後把這些物件傳送和接受的訊息沿Y軸方向按時間順序從上到下放置。這樣就提供了控制流隨著時間推移的清晰的視覺化軌跡。

時序圖元素

1、角色

系統角色，可以是人、及其甚至其他的系統或者子系統

2、物件

物件包括三種命名方式：

第一種方式包括物件名和類名；

第二中方式只顯示類名不顯示物件名，即表示他是一個匿名物件；

第三種方式只顯示物件名不顯示類明。

3、生命線

生命線在順序圖中表示為從物件圖示向下延伸的一條虛線，表示物件存在的時間，如下圖

4、控制焦點

控制焦點是順序圖中表示時間段的符號，在這個時間段內物件將執行相應的操作。用小矩形表示

5、訊息

訊息一般分為同步訊息（Synchronous Message），非同步訊息（Asynchronous Message）和返回訊息（Return Message）.如下圖所示：

同步訊息=呼叫訊息（Synchronous Message）

訊息的傳送者把控制傳遞給訊息的接收者，然後停止活動，等待訊息的接收者放棄或者返回控制。用來表示同步的意義。

非同步訊息（Asynchronous Message）

訊息傳送者通過訊息把訊號傳遞給訊息的接收者，然後繼續自己的活動，不等待接受者返回訊息或者控制。非同步訊息的接收者和傳送者是併發工作的。

返回訊息（Return Message）

    返回訊息表示從過程呼叫返回

6、自關聯訊息

表示方法的自身呼叫以及一個物件內的一個方法呼叫另外一個方法

7、時序圖例項：

8、時序圖和協作圖是可以相互轉化的，只要按F5就可以輕鬆轉化。

9、中央控制序列圖

10、分佈控制序列圖

11、 範例：[自呼叫、呼叫、建立、銷燬、自銷燬、同步、非同步訊息]

12、迴圈與條件：[loop 、alt、 opt、 guard警戒]