【UML】第9篇 类图

目录

一、类图的概念

二、类图的主要作用

三、类图的构成

3.1 类的名称

3.2 抽象类（Abstract Class）

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一、类图的概念

类图是UML模型中静态视图。它用来描述系统中的有意义的概念，包括具体的概念、抽象的概念、实现方面的概念等。静态视图包括类图和对象图。

类图（Class Diagram）是描述类、接口、协同以及他们之间关系的图，用来显示系统中这些概念的静态结构。

类图是其它图的基础。我们可以在类图的基础上，使用状态图、协作图、组件图和配置图等。

二、类图的主要作用

类图的主要作用包括：

1. 描述系统的结构化设计，显示出类、接口以及它们之间的静态结构和关系。
2. 简化对系统的理解，是系统分析和设计阶段的重要产物，也是系统编码和测试的重要模型依据。

类图以反映类的结构（属性、操作）以及类之间的关系为主要目的，描述了软件系统的结构，是一种静态建模方法。

建模的内容包括：

1. 对系统的词汇进行建模
2. 对简单的协作进行建模
3. 对逻辑数据库模式进行建模

三、类图的构成

在UML中，一个类通常由名称（Name）、属性（Attribute）和操作（Operation）构成。除此之外，类的构成还包含类的职责（Responsibility）、约束（Constraint）和注释（Note）等信息。

类图一般如下图所示：

也有只表达类名、或者单独加上属性或者方法（操作）的模式。

 

3.1 类的名称

类的名称应该是一个名词，类名应该准确清晰的反映出问题域中的概念。按照UML的约定，类的名称中的每个词的首字母应大写，且使用正体名称来表示可实例化的类，使用斜体名称表示抽象的类。

包的名字，可以在类名字的下面，换行，加上（from Animals），或者类名的前面，直接加上双冒号，表达命名空间，以区别类。如

Animals::Dog

3.2 抽象类（Abstract Class）

抽象类，用斜体字表示，是不可以直接被实例化的，可实例化的类与抽象类的区别如下。

1. 定义

• 可实例化的类：是一个具体的类，其实例化对象表示现实世界中的具体实体。它包含了实现其功能的完整方法。
• 抽象类：是一个特殊的类，不能被直接实例化。它通常包含抽象方法和/或具体方法。抽象方法是没有具体实现的方法，其实现由继承抽象类的子类提供。

2. 主要区别

• 实例化能力：可实例化的类可以直接创建对象，而抽象类不能被直接实例化。
• 方法实现：可实例化的类包含完整的方法实现，而抽象类可能包含没有实现的抽象方法。
• 设计目的：可实例化的类通常代表具体的实体或概念，而抽象类主要用于定义接口和提供部分实现，作为其他类的基类。
• 继承：当一个类继承自抽象类时，它必须实现该抽象类中的所有抽象方法（除非它自己也是抽象类）。而继承自具体类时，可以选择性地重写父类的方法。

3. 代码例子

// 可实例化的类  
public class Car {  public void drive() {  System.out.println("Driving the car.");  }  
}  // 抽象类  
public abstract class Vehicle {  public abstract void move();  // 抽象方法，没有具体实现  
}

再看实例化的过程：

// 抽象类  
public abstract class Vehicle {  public abstract void move();  // 抽象方法，没有具体实现  
}  // 继承抽象类的具体类  
public class Car extends Vehicle {  // 实现抽象方法  @Override  public void move() {  System.out.println("Driving the car.");  }  // 添加具体类自己的方法  public void honk() {  System.out.println("Beep beep!");  }  
}  // 主类，进行实例化操作  
public class Main {  public static void main(String[] args) {  // 创建 Car 类的实例  Car myCar = new Car();  // 调用 Car 类的方法  myCar.move();  // 输出 "Driving the car."  myCar.honk();  // 输出 "Beep beep!"  }  
}

给出一段Python的语法实现：

复制代码
# 抽象基类  
from abc import ABC, abstractmethod  class Vehicle(ABC):  @abstractmethod  def move(self):  pass  # 抽象方法，没有具体实现  # 继承抽象基类的具体类  
class Car(Vehicle):  # 实现抽象方法  def move(self):  print("Driving the car.")  # 添加具体类自己的方法  def honk(self):  print("Beep beep!")  # 主程序，进行实例化操作  
if __name__ == "__main__":  # 创建 Car 类的实例  my_car = Car()  # 调用 Car 类的方法  my_car.move()  # 输出 "Driving the car."  my_car.honk()  # 输出 "Beep beep!"

在上述示例中，Car 是一个可实例化的类，因为它提供了drive 方法的具体实现。而 Vehicle 是一个抽象类，因为它包含了一个没有实现的抽象方法 move。任何继承 Vehicle 的类都必须提供 move 方法的具体实现。

总之，可实例化的类和抽象类在面向对象编程中都有其特定的用途。可实例化的类代表具体的实体和操作，而抽象类主要用于定义和组织接口以及提供部分实现。

（未完待续，后续文章将从3.3 属性开始，不再重新命名目录。）