认识 UML 类关系——依赖、关联、聚合、组合、泛化
文章目錄
1.依賴(Dependency)
2.關聯(lián)(Association)
3.聚合(Aggregation)
4.組合(復合,Composition)
5.泛化(Generalization)
6.小結(jié)
參考文獻
在學習面向?qū)ο笤O計時,類關系涉及依賴、關聯(lián)、聚合、組合和泛化這五種關系,耦合度依次遞增。關于耦合度,可以簡單地理解為當一個類發(fā)生變更時,對其他類造成的影響程度,影響越小則耦合度越弱,影響越大耦合度越強。
下面根據(jù)個人理解,嘗試講解這五種類關系。
1.依賴(Dependency)
依賴關系使用虛線加箭頭表示,如下圖所示:
學生在學習生活中經(jīng)常使用電腦,于是對電腦產(chǎn)生了依賴。依賴關系是五種關系中耦合最小的一種關系。類A要完成某個功能引用了類B,則類A依賴類B。依賴在代碼中主要體現(xiàn)為類A的某個成員函數(shù)的返回值、形參、局部變量或靜態(tài)方法的調(diào)用,則表示類A引用了類B。以Student類和Computer類為例,用C++語言編碼如下:
class Computer {public:static void start(){cout<<"電腦正在啟動"<<endl;}};class Student {public://返回值構成依賴Computer& program();//形參構成依賴void program(Computer&);void playGame() {//局部變量構成依賴Computer* computer=new Computer;...//靜態(tài)方法調(diào)用構成依賴Computer::star();}};2.關聯(lián)(Association)
關聯(lián)關系使用實線加箭頭表示,類之間的關系比依賴要強。學生與老師是關聯(lián)的,學生可以不用電腦,但是學生不能沒有老師。如下圖所示:
關聯(lián)與依賴的對比:
相似之處:
關聯(lián)暗示了依賴,二者都用來表示無法用聚合和組合表示的關系。
區(qū)別:
(1)發(fā)生依賴關系的兩個類都不會增加屬性。其中的一個類作為另一個類的方法的參數(shù)或者返回值,或者是某個方法的變量而已。
發(fā)生關聯(lián)關系的兩個類,類A成為類B的屬性,而屬性是一種更為緊密的耦合,更為長久的持有關系。 在代碼中的表現(xiàn)如下:
class Teacher;class Student {public:Teacher teacher; //成員變量void study();}????(2)從關系的生命周期來看,依賴關系是僅當類的方法被調(diào)用時而產(chǎn)生,伴隨著方法的結(jié)束而結(jié)束。關聯(lián)關系當類實例化的時候產(chǎn)生,當類對象銷毀的時候關系結(jié)束。相比依賴,關聯(lián)關系的生存期更長。
關聯(lián)關系有單向關聯(lián)、雙向關聯(lián)、自身關聯(lián)、多維關聯(lián)等等。其中后三個可以不加箭頭。
單向關聯(lián):
雙向關聯(lián):
自身關聯(lián):
多維關聯(lián):
3.聚合(Aggregation)
聚合關系使用實線加空心菱形表示。聚合用來表示集體與個體之間的關聯(lián)關系。例如班級與學生之間存在聚合關系,類圖表示如下:
聚合關系在代碼上與關聯(lián)關系表現(xiàn)一致,類Student將成為類Classes的成員變量。代碼如下:
class Student;class Classes {public:Student* student;Classes(Student* stu):student(stu) {}};4.組合(復合,Composition)
復合關系使用實線加實心菱形表示。組合又叫復合,用來表示個體與組成部分之間的關聯(lián)關系。例如學生與心臟之間存在復合關系,類圖表示如下:
組合關系在代碼上與關聯(lián)關系表現(xiàn)一致,類Heart將成為類Student的成員變量。代碼如下:
class Heart;class Student {public:Heart* heart;Student() {heart=new Heart;}~Student() {delete heart;}};聚合與組合的對比:
(1)聚合關系沒有組合緊密。
學生不會因為班級的解散而無法存在,聚合關系的類具有不同的生命周期;而學生如果沒有心臟將無法存活,組合關系的類具有相同的生命周期。
這個從構造函數(shù)可以看出。聚合類的構造函數(shù)中包含另一個類的實例作為參數(shù),因為構造函數(shù)中傳遞另一個類的實例,因此學生可以脫離班級體獨立存在。組合類的構造函數(shù)包含另一個類的實例化。因為在構造函數(shù)中進行實例化,因此兩者緊密耦合在一起,同生同滅,學生不能脫離心臟而存在。
(2)信息的封裝性不同。
在聚合關系中,客戶端可以同時了解Classes類和Student類,因為他們是獨立的。
在組合關系中,客戶端只認識Student類,根本不知道Heart類的存在,因為心臟類被嚴密地封裝在學生類中。
理解聚合與復合的區(qū)別,主要在于聚合的成員可獨立,復合的成員必須依賴于整體才有意義。
5.泛化(Generalization)
泛化是學術名稱,通俗來講,泛化指的是類與類之間的繼承關系和類與接口之間的實現(xiàn)關系。
繼承關系使用直線加空心三角形表示。類圖結(jié)構如下:
類接口的實現(xiàn)關系使用虛線加空心三角形表示。類圖結(jié)構如下:
6.小結(jié)
依賴、關聯(lián)、聚合、組合與泛化代表類與類之間的耦合度依次遞增。依賴關系實際上是一種比較弱的關聯(lián),聚合是一種比較強的關聯(lián),組合是一種更強的關聯(lián),泛化則是一種最強的關聯(lián),所以籠統(tǒng)的來區(qū)分的話,實際上這五種關系都是關聯(lián)關系。
依賴關系比較好區(qū)分,它是耦合度最弱的一種,在編碼中表現(xiàn)為類成員函數(shù)的局部變量、形參、返回值或?qū)o態(tài)方法的調(diào)用。關聯(lián)、聚合與組合在編碼形式上都以類成員變量的形式來表示,所以只給出一段代碼我們很難判斷出是關聯(lián)、聚合還是組合關系,我們需要從上下文語境中來判別。關聯(lián)表示類之間存在聯(lián)系,不存在集體與個體、個體與組成部分之間的關系。聚合表示類之間存在集體與個體的關系。組合表示個體與組成部分之間的關系。
依賴、關聯(lián)、聚合與組合是邏輯上的關聯(lián),泛化是物理上的關聯(lián)。物理上的關聯(lián)指的是類體的耦合,所以類間耦合性最強。
參考文獻
[1] 認識UML中類之間的依賴、關聯(lián)、聚合、組合、泛化的關系
[2] UML類關系(依賴,關聯(lián),聚合,組合的區(qū)別)
[3] 談一談自己對依賴、關聯(lián)、聚合和組合之間區(qū)別的理解
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的认识 UML 类关系——依赖、关联、聚合、组合、泛化的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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