=# Unified Modeling Language UML 统一建模语言
UML 是一种图形化的语言。

UML 不是专门为 Java 准备的。
只要是面向对象的编程语言，开发前的设计，都需要画 UML 图进行系统设计。

最常用的四个 UML 图是

• 类图（Class Diagram）：描述软件系统中的类、接口、关系和其属性等；
• 用例图（Use Case Diagram）：描述系统的功能需求和用户与系统之间的关系；
• 序列图（Sequence Diagram）：描述对象之间的交互、消息传递和时序约束等；
• 状态图（Statechart Diagram）：描述类或对象的生命周期以及状态之间的转换；

1. 类图

1.1 类图中的具体类、抽象、接口和包

UML 类图中具体类、抽象类、接口和包有不同的表示方法。

1）在 UML 类图中表示具体类

具体类在类图中用矩形框表示，矩形框分为三层：第一层是类名字。第二层是类的成员变量；第三层是类的方法。成员变量以及方法前的访问修饰符用符号来表示：

“+”表示 public；
“-”表示 private；
“#”表示 protected；
不带符号表示 default。

2）在 UML 类图中表示抽象类

抽象类在UML类图中同样用矩形框表示，但是抽象类的类名以及抽象方法的名字都用斜体字表示。

3）在 UML 类图中表示接口

接口在类图中也是用矩形框表示，但是与类的表示法不同的是，接口在类图中的第一层顶端用构造型 <>表示，下面是接口的名字，第二层是方法。此外，接口还有另一种表示法，俗称棒棒糖表示法，就是类上面的一根棒棒糖（圆圈+实线）。圆圈旁为接口名称，接口方法在实现类中出现。

4）在 UML 类图中表示包

类和接口一般都出现在包中。

1.2 类图中的关系

类和类、类和接口、接口和接口之间存在一定关系，UML类图中一般会有连线指明它们之间的关系。

关系共有六种类型，分别是

• 实现关系
• 泛化关系
• 关联关系
  • 依赖关系
  • 聚合关系
  • 组合关系

1）Implemention 实现关系

实现关系是指接口及其实现类之间的关系。在 UML 类图中，实现关系用空心三角和虚线组成的箭头来表示，从实现类指向接口。

2）Generalization 泛化关系

泛化关系是指对象与对象之间的继承关系，因此显然对应 Java 中的 extend 关键字。

如果对象 A 和对象 B 之间的 “is a” 关系成立，那么二者之间就存在继承关系，对象 B 是父对象，对象 A 是子对象。

例如，在学校中，一个教授 “is a” 员工，很显然Professor 对象和 Employee 对象之间存在继承关系，Employee 对象是父对象，Professor 对象是子对象。

在UML 类图中，泛化关系用空心三角和实线组成的箭头表示，从子类指向父类。

3）Association 关联关系

关联关系是指对象和对象之间的连接，它使一个对象知道另一个对象的属性和方法。

在 Java 中，关联关系的代码表现形式为一个对象含有另一个对象的引用。也就是说，如果一个对象的类代码中，包含有另一个对象的引用，那么这两个对象之间就是关联关系。

关联关系有单向关联和双向关联。
如果两个对象都知道（即可以调用）对方的公共属性和操作，那么二者就是双向关联。
如果只有一个对象知道（即可以调用）另一个对象的公共属性和操作，那么就是单向关联。
大多数关联都是单向关联，单向关联关系更容易建立和维护，有助于寻找可重用的类。

在 UML 图中，双向关联关系用带双箭头的实线或者无箭头的实线双线表示。单向关联用一个带箭头的实线表示，箭头指向被关联的对象。

这就是导航性（Navigatity）。

一个对象可以持有其它对象的数组或者集合。在 UM L中，通过放置多重性（multipicity）表达式在关联线的末端来表示。多重性表达式可以是一个数字、一段范围或者是它们的组合。多重性允许的表达式示例如下：

数字：精确的数量
或者0…：表示0到多个
0…1：表示0或者1个，在 Java 中经常用一个空引用来实现
1…*：表示1到多个

关联关系又分为依赖关联、聚合关联和组合关联三种类型。

3.1 ）Dependency 依赖关系

依赖关系是一种弱关联关系。

是一种使用的关系 A “use a” B，即 A 类的实现需要 B 类的协助。
这里要注意“使用”的概念，表达了一个物体需要通过另一个物体来完成工作，但他们之间没有包含的关系，如：

在 Java 中，依赖关系的代码表现形式为：B 为 A 的构造器或方法中的局部变量、方法或构造器的参数、方法的返回值，或者 A 调用 B 的静态方法。

如果对象 A 依赖于对象 B，则 。比如驾驶员和汽车的关系，驾驶员使用汽车，二者之间就是依赖关系。

在 UML 类图中，依赖关系用一个带虚线的箭头表示，由使用方指向被使用方，表示使用方对象持有被使用方对象的引用。

下面我们用代码清单1和代码清单2所示的Java代码来演示对象和对象之间的依赖关系。

代码清单1所示的B类定义了一个成员变量 field1，一个普通方法 method1() 和一个静态方法 method2()。

//代码清单1 B.java
public class B {public String field1;   //成员变量public void method1() {System.println("在类B的方法1中");}public static void method2() {                 //静态方法System.out.println("在类B的静态方法2中");}
}
//代码清单2所示的A类依赖于B类，在A类中定义了四个方法，分别演示四种依赖形式。/* 代码清单2 A.javaA依赖于B
*/public class A {public void method1() {//A依赖于B的第一种表现形式：B为A的局部变量B b = new B();b.method1();}public void method2() {//A依赖于B的第二种表现形式： 调用B的静态方法B.method2();}public void method3(B b)  {//A依赖于B的第三种表现形式：B作为A的方法参数String s = b.field1;}//A依赖于B的第四种表现形式：B作为A的方法的返回值public B method4() {return new B();}
}

3.2 ）Aggregation 聚合关系与 Composition 组合关系

聚合关系是一种强关联关系。

它体现的是整体与部分的拥有关系，即 “has a” 的关系。此时整体与部分之间是可分离的，它们可以具有各自的生命周期。

例如，尽管雁群中包含了大雁，但大雁可以脱离雁群而存在。

在UML图中，聚合关系用空心菱形加实线箭头表示，空心菱形在整体一方，箭头指向部分一方。

组合关系是一种强关联关系，并且比聚合关系更强。

它同样体现整体与部分间的包含关系，即 “contains a” 的关系。但此时整体与部分是不可分的，部分也不能给其它整体共享，作为整体的对象负责部分的对象的生命周期。

如果A组合B，则A需要知道B的生存周期，即可能A负责生成或者释放B，或者A通过某种途径知道B的生成和释放。

例如，人包含头、躯干、四肢，它们的生命周期一致。当人出生时，头、躯干、四肢同时诞生。当人死亡时，作为人体组成部分的头、躯干、四肢同时死亡。

在 UML 图中，组合关系用实心菱形加实线箭头表示，实心菱形在整体一方，箭头指向部分一方。

在 Java 代码形式上，聚合和组合关系中的部分对象是整体对象的一个成员变量。但是，在实际应用开发时，两个对象之间的关系到底是聚合还是组合，有时候很难区别。在Java中，仅从类代码本身是区分不了聚合和组合的。如果一定要区分，那么如果在删除整体对象的时候，必须删掉部分对象，那么就是组合关系，否则可能就是聚合关系。从业务角度上来看，如果作为整体的对象必须要部分对象的参与，才能完成自己的职责，那么二者之间就是组合关系，否则就是聚合关系。

例如，汽车与轮胎，汽车作为整体，轮胎作为部分。如果用在二手车销售业务环境下，二者之间就是聚合关系。因为轮胎作为汽车的一个组成部分，它和汽车可以分别生产以后装配起来使用，但汽车可以换新轮胎，轮胎也可以卸下来给其它汽车使用。如果用在驾驶系统业务环境上，汽车如果没有轮胎，就无法完成行驶任务，二者之间就是一个组合关系。再比如网上书店业务中的订单和订单项之间的关系，如果订单没有订单项，也就无法完成订单的业务，所以二者之间是组合关系。而购物车和商品之间的关系，因为商品的生命周期并不被购物车控制，商品可以被多个购物车共享，因此，二者之间是聚合关系。