本篇文章主要介紹了UML靜態(tài)視圖中的類圖，包括類圖的概念、用途及相關(guān)元素，供大家一起參考和學習。

UML(Unified Modeling Language)又稱統(tǒng)一建模語言或標準建模語言，可以看做用于系統(tǒng)設(shè)計階段給開發(fā)做參考的一種方式，其中很多圖需要用到面向?qū)ο蟪绦虻乃季S。

上圖為產(chǎn)品經(jīng)理經(jīng)常用到的UML圖，包括靜態(tài)視圖（類圖）和動態(tài)視圖（用例圖、狀態(tài)圖、順序圖、活動圖），其中靜態(tài)視圖主要用來分析業(yè)務(wù)概念，描述靜態(tài)場景；動態(tài)視圖描述業(yè)務(wù)行為，分析動態(tài)場景。

本文主要介紹類圖。

一、概念

類圖（Class Diagrame）是描述類、接口、協(xié)作以及它們之間關(guān)系的圖，用來顯示系統(tǒng)中各個類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。

類圖包含7個元素：類、接口、協(xié)作、依賴關(guān)系、泛化關(guān)系、實現(xiàn)關(guān)系以及關(guān)聯(lián)關(guān)系。

二、用途

• 對系統(tǒng)的詞匯建模（建立抽象系統(tǒng)詞匯，如班級、學生）；
• 對簡單協(xié)作建模（將系統(tǒng)詞匯中是事物協(xié)同工作的方式可視化和詳述，如班級和學生的關(guān)系表示）；
• 對邏輯數(shù)據(jù)庫模式建模。

三、類圖元素

在類圖中，類用矩形來表示，分為3個部分：名稱部分（Name）、屬性部分（Attribute）和操作部分（Operation，也可稱作方法）。

1. 類名稱（ClassName）

類的名稱是一個文本串，分為簡單名稱和路徑名稱。簡單名（single name）即單獨的名稱不含冒號；路徑名（path name）即用類所在的包的名稱作為前綴。

簡單名、路徑名

2. 屬性（Attribute）

描述類在軟件系統(tǒng)中代表的事物所具備的特性。UML中類屬性的語法： [可見性]?屬性名 [：類型] [=初始值] [{屬性字符串}]，
如【-姓名: string】，其中[]中的部分是可選的。

（1） 可見性

包括共有（Public)、私有（Private)和受保護（Protected)3種。

共有類型可以被外部查看和使用，用“+”表示；私有類型即不可以從其他類中訪問該屬性，用“-”表示；

受保護類型常與泛化和特化一起使用，用“#”表示。如果沒有符號，表示沒有定義該屬性的可見性

（2） 屬性名

由描述所屬類的特性的名詞或名詞短語組成。按約定，單字屬性名小寫，多個單詞的話需要合并，且除第一個單詞之外的其余單詞首字母大寫，比如className。當然，若為中文就不必如此。

（3） 類型

典型的屬性類型有：整數(shù)（int）、布爾型、實型和枚舉類型。當一個類的屬性被完整定義后，任何一個對象的狀態(tài)都由這些屬性的特定值所決定。

（4） 初始值

保證系統(tǒng)的完整性；為用戶提供易用性。

（5） 屬性字符串

關(guān)于屬性的其他信息。

3. 操作（Operation）

類的操作是對類的對象所能做的事務(wù)的抽象，相當于服務(wù)的實現(xiàn)。UML中類操作的語法：[可見性]?操作名 [ (參數(shù)表）] [: 返回類型] [{屬性字符串}]，如【+查詢( ): 歌曲】，其中[]中的部分是可選的。

（1） 可見性

包括共有（Public）、私有(Private)、受保護（Proteted）和包內(nèi)公有（Package）4種。

其中公有類型即只要調(diào)用對象能訪問操作所在的包，就可調(diào)用該操作，用“+”表示；私有類型即只有屬于同一個類的對象才可以調(diào)用，用“-”表示；

受保護類型即只有子類的對象才可以調(diào)動父類，用“#”表示；

包內(nèi)公有類型即只有在同一個包里的對象才可以調(diào)用，用“~”表示。

（2） 操作名

描述所屬類的行為的動詞或動詞短語。約定同屬性名。

（3） 參數(shù)表

指一些按順序排列的屬性定義了操作的輸入。定義方式采取“名稱：類型”，多個參數(shù)用逗號隔開。

（4） 返回類型

絕大部分編程語言只支持一個返回值，即返回類型至多一個。

4. 接口（Interface）

接口是指類或組件所提供的、可以完成特定功能的一組操作的集合。接口描述了類或組件的對外的、可見的動作，通常一個類實現(xiàn)一個或多個接口。

定義看起來比較枯燥，通俗點說接口就像螺絲和螺帽的關(guān)系，是為類制定了一種規(guī)范，是類與類之間的一種約束和協(xié)定。

對于一些小程序，一般不需要接口，因為功能的改動對整體的影響不大；但對于大的程序，一旦用戶需求對功能進行變動，而功能之間的耦合度高的話就會對整個程序造成影響，而如果使用接口的話，就能在使用之前就想好它要實現(xiàn)的全部功能，即功能的封裝。之后需求變化只需要重新寫實現(xiàn)類，同樣其他人只需要調(diào)用接口，不需要知道類的消息。

5. 關(guān)系（Ralationship）

（1） 依賴（Dependency）關(guān)系

表示某一類元以某種形式依賴于其他類元，它表現(xiàn)了這樣一種場景，如下圖，對于一個元素（提供者）的某些更改會影響或提供消息給其他元素（客戶），即客戶以某種形式依賴于提供者。

（2） 泛化（Generalization）關(guān)系

表示一種存在于一般元素和特殊元素之間的分級關(guān)系，描述了“is a kind of”（是……的一種）的關(guān)系，如汽車是交通工具的一種。在類中一般元素稱為超類或父類，特殊元素稱為子類。

（3） 關(guān)聯(lián)（Association）關(guān)系

表示一組具有共同結(jié)構(gòu)特征、行為特征、關(guān)系和語義的鏈接，是一種結(jié)構(gòu)關(guān)系，指明一個事物的對象與另一個事物的對象間的關(guān)系。如學生和大學的關(guān)系，學生在大學里學習，大學又包括了很多學生，所以可以在學生和大學之間建立關(guān)聯(lián)關(guān)系。

（4） 聚合（Aggregation）關(guān)系

是一種特殊形式的關(guān)聯(lián)關(guān)系。表示整體與部分關(guān)系的關(guān)聯(lián)，簡單來說，就是關(guān)聯(lián)關(guān)系中的一組元素組成了一個更大、更復(fù)雜的單元。描述了“has? a”的關(guān)系。如大學和學院，大學是由很多個學院組成的，因此兩者之間是聚合關(guān)系。

（5） 實現(xiàn)（Realization）關(guān)系

表示規(guī)格說明和其實現(xiàn)之間的關(guān)系，將一種模型元素和另一種模型元素連接起來，比如類和接口。?如打字員和鍵盤，鍵盤保證自己的部分行為可以實現(xiàn)打字員的行為。

四、連接關(guān)系圖形小結(jié)

由于連接關(guān)系之間使用的圖形較為相似，基本由箭頭和直線組成，容易混淆，在此進行總結(jié)，以便查看。

五、小練習——簡易聽歌系統(tǒng)類圖

• 用戶與歌手：關(guān)聯(lián)關(guān)系，1個用戶可能關(guān)注0到n個歌手；
• 用戶與歌曲：關(guān)聯(lián)關(guān)系，1個用戶可能播放或者收藏0到n首歌曲；
• 歌曲與歌手：關(guān)聯(lián)關(guān)系，1首歌曲對應(yīng)至少1位歌手；
• 歌曲與歌曲列表：聚合關(guān)系，1到n首歌組成了1個歌曲列表；
• 用戶實現(xiàn)接口注冊和登錄。

第一次寫，若有錯誤的地方，歡迎批評指正。后續(xù)會更新用例圖、活動圖等，可關(guān)注等待哦。

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題圖來自Unsplash，基于CC0協(xié)議。