UML 类图

UML（统一建模语言，Unified Modeling Language）类图是用于定义、可视化和文档化系统中的类及它们之间的关系的一种工具。它是面向对象设计中最常用的图表之一，有助于理解系统的结构。下面是一些关于如何创建和解读 UML 类图的基本概念和指南。

UML 类图的基本元素

1. 类（Class）：

   • 一个矩形框，通常分为三部分：类名、属性和方法。
   • 类名：位于顶部，表示类的名称。
   • 属性：位于中部，列出类的成员变量，格式为 可见性 变量名: 类型。
   • 方法：位于底部，列出类的方法，格式为 可见性 方法名(参数): 返回类型。
   • 可见性标记包括：+ 公有(public)、# 保护(protected)、- 私有(private)。

2. 接口（Interface）：

   • 表示一种特殊的类，它只包含方法声明而不包含实现。
   • 在 UML 中，接口通常用带有关键字«interface»的类来表示，或者使用圆形图标表示。

3. 关系（Relationships）：

   • 关联（Association）：两个类之间的一种关系，可以是单向或双向的。关联关系可以通过箭头指向目标类，并且可以在边上标明角色名和多重性（如 0..1, 1, 0..*等）。

   • 聚合（Aggregation）：一种特殊类型的关联，表示整体与部分的关系，但部分可以独立于整体存在。用空心菱形表示，连接到整体的一端。

   • 组合（Composition）：比聚合更强的关系，表示整体拥有部分，且部分不能脱离整体单独存在。用实心菱形表示，同样连接到整体的一端。

   • 继承（Generalization）：表示一般化关系，即子类继承自父类。用带空心三角形箭头的直线表示，从子类指向父类。

   • 实现（Realization）：当一个类实现了一个接口时使用。用带空心三角形箭头的虚线表示，从实现类指向接口。

4. 依赖（Dependency）：表示一个类对另一个类的短暂使用。这种关系较弱，通常用虚线箭头表示，并在箭头上标注原因或上下文。

示例

假设我们有一个简单的图书馆管理系统，包含Book类、Member类和Library类，以及一个名为Borrowable的接口。

+------------------+          +------------------+
|     «interface»  |          |    Library       |
|    Borrowable    |<>--------|                  |
+------------------+          +------------------+
        ^                           |
        |                           |
        |                           |
+------------------+          +------------------+
|      Book        |          |    Member        |
+------------------+          +------------------+

在这个例子中：

• Book实现了Borrowable接口。
• Library与Book和Member有某种形式的关联，这可能意味着Library管理着这些书籍和会员。

每个类的具体内容可能如下所示：

+------------------+
|      Book        |
+------------------+
| -title: String   |
| -author: String  |
+------------------+
| +borrow(): void  |
| +return(): void  |
+------------------+

通过这种方式，UML 类图不仅展示了各个类的内部结构，还清晰地表达了它们之间的相互关系，这对于设计和理解复杂的软件系统非常有用。