设计模式的艺术P1基础—2.3 类之间的关系

设计模式的艺术P1基础—2.3 类之间的关系

在软件系统中，类并不是孤立存在的，类与类之间存在各种关系。对于不同类型的关系，UML提供了不同的表示方式

1．关联关系

关联（Association）关系是类与类之间最常用的一种关系，它是一种结构化关系，用于表示一类对象与另一类对象之间有联系，如汽车和轮胎、师傅和徒弟、班级和学生等。在UML类图中，用实线连接有关联关系的对象所对应的类。

在使用类图表示关联关系时可以在关联线上标注角色名，一般使用一个表示二者之间关系的动词或者名词表示角色名（有时该名词为实例对象名），关系的两端代表两种不同的角色。

如在一个登录界面类LoginForm中包含一个JButton类型的注册按钮loginButton，它们之间可以表示为关联关系。

1）双向关联

默认情况下，关联是双向的。例如，顾客（Customer）购买商品（Product）并拥有商品，反之，卖出的商品总有某个顾客与之相关联。

2）单向关联

类的关联关系也可以是单向的，在UML中单向关联用带箭头的实线表示。例如，顾客（Customer）拥有地址（Address），则Customer类与Address类具有单向关联关系

3）自关联

在系统中可能会存在一些类的属性对象类型为该类本身，这种特殊的关联关系称为自关联。例如，一个节点类（Node）的成员又是节点Node类型的对象

4）多重性关联

多重性关联关系又称为重数性（Multiplicity）关联关系，表示两个关联对象在数量上的对应关系。

如，一个界面（Form）可以拥有零个或多个按钮（Button），但是一个按钮只能属于一个界面，因此，一个Form类的对象可以与零个或多个Button类的对象相关联，但一个Button类的对象只能与一个Form类的对象关联。

5）聚合关系

聚合（Aggregation）关系表示整体与部分的关系。在聚合关系中，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独立存在。

在UML中，聚合关系用带空心菱形的直线表示。

例如，汽车发动机（Engine）是汽车（Car）的组成部分，但是汽车发动机可以独立存在，因此，汽车和发动机是聚合关系

6）组合关系

组合（Composition）关系也表示类之间整体和部分的关系，但是在组合关系中整体对象可以控制成员对象的生命周期。一旦整体对象不存在，成员对象也将不存在，成员对象与整体对象之间具有同生共死的关系。在UML中，组合关系用带实心菱形的直线表示

例如，人的头（Head）与嘴巴（Mouth），嘴巴是头的组成部分之一，而且如果头没了，嘴巴也就没了，因此头和嘴巴是组合关系，如图2-8所示。

2．依赖关系

依赖（Dependency）关系是一种使用关系，特定事物的改变有可能会影响到使用该事物的其他事物，在需要表示一个事物使用另一个事物时使用依赖关系。大多数情况下，依赖关系体现在某个类的方法使用另一个类的对象作为参数。在UML中，依赖关系用带箭头的虚线表示，由依赖的一方指向被依赖的一方。

例如，驾驶员开车，在Driver类的drive（）方法中将Car类型的对象car作为一个参数传递，以便在drive（）方法中能够调用Car类的move（）方法，且驾驶员的drive（）方法依赖车的move（）方法，因此类Driver依赖类Car

3．泛化关系

泛化（Generalization）关系也就是继承关系，用于描述父类与子类之间的关系，父类又称作基类或超类，子类又称作派生类。在UML中，泛化关系用带空心三角形的直线来表示。

在Java语言中使用extends关键字。

例如，Student类和Teacher类都是Person类的子类，Student类和Teacher类继承了Person类的属性和方法，Person类的属性包含姓名（name）和年龄（age），每一个Student和Teacher也都具有这两个属性。

4．接口与实现关系

在接口中，通常没有属性，而且所有的操作都是抽象的，只有操作的声明，没有操作的实现。

UML中用与类的表示法类似的方式表示接口。（接口的类图，左上角有一个空心圆+短线）

接口之间也可以有与类之间关系类似的继承关系和依赖关系，但是接口和类之间还存在一种实现（Realization）关系。

在UML中，类与接口之间的实现关系用带空心三角形的虚线来表示。

如，定义了一个交通工具接口Vehicle，包含一个抽象操作move（），在类Ship和类Car中都实现了该move（）操作。

如在Java语言中使用implements关键字，而在C＃中使用冒号“：”来实现