UML简介与类图详解

1.1 UML是什么

UML，全称为Unified Model Language，即统一建模语言，是由一整套图表组成的，为面向对象系统的产品进行说明、可视化和编制文档的一种标准语言。UML 代表了一组最佳工程实践，这些实践已被证明在大型复杂系统的建模中是成功的。UML是开发面向对象软件和软件开发过程中非常重要的一部分。在嵌入式系统设计中，使用UML建模并书写文档，通常可以起到事半功倍的效果。

1.2 UML起源与发展

UML的出现，起源于三位面向对象大师对各自方法的结合与统一：

• 由Booch创作的Booch方法
• 由Jacobson创作的OOSE、Martin/Odell方法
• 由Rumbaugh创造的OMT、Shlaer/Mellor方法

这些方法虽然各不相同，但共同的理念非常相似，三者结合，于1995年10月推出第一个名为“统一方法”的版本：Unified Method 0.8。

之后，又以名为“统一建模语言”的UML1.0版本提交到OMG组织（Object Management Group 对象管理组织），到1997年底OMG组织

正式采纳UML1.1作为基于面向对象技术的标准建模语言，UML1.1和UML 2.0（2005年发布）是UML历史上两个具有里程碑意义的版本。

1.3 UML中的各种图

UML具有许多不同类型的图表，包括：

• 静态图：用例图、类图、包图
• 动态图：活动图、状态图、时序图、协作图

这些不同的图，可以提供从不同的角度来描述系统，因为大型的软件开发流程中除了程序员外，还有产品、设计、测试等人员，这些人都对系统的不同方面有不同关注，因此在建模时需要考虑不同的细节层次。

本篇文章，先来介绍UML类图的基础知识。

2 UML类图实例

2.1 visio设计UML类图

新建一个visio文件，打开后会自动提示选择创建某种类型的图，这里选择"软件和数据库 ->UML类图"

点击确定之后，会进入UML类图的编辑界面，左侧可以看到用于UML类图编辑的基本元素：

将这些元素拖拽到右侧的编解面板中，可以看到这些元素的基本结构形式：

2.2 一个UML类图实例

下面是一个UML类图的实例：

• 动物是一个抽象类，该类的一个子类是鸟类，鸟类又可以分出大雁、鸭、企鹅这些类，鸭类的一个子类是唐老鸭，这些属于继承关系
• 动物类依赖氧气和水，属于依赖关系
• 翅膀是鸟的一部分，且翅膀不可独立存在，属于合成(或组合)关系
• 多只大雁聚集在一起形成雁群，属于聚合关系
• 大雁可以飞翔，属于接口（或实现）关系
• 企鹅'了解'气候规律，属于关联关系

3 UML类图元素介绍

下面具体介绍下UML类图中的各个元素。

3.1 图

UML类图中的图主要包括类图和接口图。

3.1.1 类图

类图是UML类图中的主要元素，类图的结构包括3行：

• 第1行：是类的名称
• 第1行：是类的属性，即类的各种成员变量
• 第1行：是类的方法，即类的各种成员函数

主：若类的名称是斜体，表示这是个抽象类，比如这里的动物

对于属性和方法前面的符号：

• +号：共有类型，public
• -号：私有类型，private
• #号：保护类型，protect

3.1.2 接口图

与类图比较相似的是接口图，与类图最大的区别是顶端标注有“<<接口>>”表示这是个接口图，接口图的接口只有两行：

• 第1行：是接口的名称
• 第1行：是接口的方法，即函数实现

注：接口图还要另外一种“棒棒糖”表示法，圆圈的旁边为接口名称，接口方法的实现在类中实现

3.2 关系

图之间的连接，通过各种关系线来连接，包括：接口关系、依赖关系、继承关系、合成关系、聚合关系、关联关系。

3.2.1 接口关系(实现关系)

接口关系，也称实现关系，用带三角箭头+虚线，箭头指向接口的形式，表示类是接口所有特征和行为的实现

3.2.2 依赖关系

依赖关系，描述的是一种使用关系，即一个类的实现需要另一个类的协助，用带普通箭头+虚线，普通箭头指向被使用者的形式表示

3.2.3 继承关系(泛化关系)

继承关系，也称泛化关系，用带三角箭头+实线，箭头指向父类的形式，表示子类继承父类的所有特征和行为

3.2.4 合成关系(组合关系)

合成关系，也称组合关系，描述的是一种整体与部分的关系，且部分不能离开整体而单独存在，用带实心菱形+实线，实心菱形指向整体的形式表示

3.2.5 聚合关系

聚合关系，描述的是整体与部分的关系，用带空心菱形+实线，空心菱形指向整体的形式表示

3.2.6 关联关系

关联关系，描述的是不同类的对象之间的结构关系，用带普通箭头+实线，箭头指向被关联者的形式表示。

双向的关联可以有两个箭头，或者没有箭头。单向的关联有一个箭头。

4 总结

本篇介绍了UML类图的基础知识，包括2种和6种关系，并通过visio软件，演示如何画出一个UML类图