在UML的靜態(tài)機制中類圖是一個重點，它不但是設計人員關(guān)心的核心，更是實現(xiàn)人員關(guān)注的核心。建模工具也主要根據(jù)類圖來產(chǎn)生代碼。類圖在UML的9個圖中占據(jù)了一個相當重要的地位。

James Rumbaugh對類的定義是：類是具有相似結(jié)構(gòu)、行為和關(guān)系的一組對象的描述符。類是面向?qū)ο笙到y(tǒng)中最重要的構(gòu)造塊。類圖顯示了一組類、接口、協(xié)作以及他們之間的關(guān)系。在UML中問題域最終要被逐步轉(zhuǎn)化，通過類來建模，通過編程語言構(gòu)建這些類從而實現(xiàn)系統(tǒng)。類加上他們之間的關(guān)系就構(gòu)成了類圖，類圖中還可以包含接口、包等元素，也可以包括對象、鏈等實例。接口在類圖中通過版型來表示<<interface>>，下面的介紹將主要介紹類，接口和類類似。

A.????? 類的UML表示

類的命名盡量應用領域中的術(shù)語，應明確、無岐義，以利于相互交流和理解。類的屬性、操作中的可見性使用＋、#、－分別表示public、protected、private。

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B.????? 類之間的關(guān)系

類之間的關(guān)系是類圖中比較復雜的內(nèi)容。有關(guān)聯(lián)、聚合、組合、范化、依賴。

關(guān)聯(lián)：是模型元素之間的一種語義聯(lián)系，是類之間的一種很弱的聯(lián)系。關(guān)聯(lián)可以有方向，可以是單向關(guān)聯(lián)，也可以是雙向關(guān)聯(lián)。可以給關(guān)聯(lián)加上關(guān)聯(lián)名來描述關(guān)聯(lián)的作用。關(guān)聯(lián)兩端的類也可以以某種角色參與關(guān)聯(lián)，角色可以具有多重性，表示可以有多少個對象參與關(guān)聯(lián)。可以通過關(guān)聯(lián)類進一步描述關(guān)聯(lián)的屬性、操作以及其他信息。關(guān)聯(lián)類通過一條虛線與關(guān)聯(lián)連接。對于關(guān)聯(lián)可以加上一些約束，以加強關(guān)聯(lián)的含義。如下圖所示：

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聚合是一種特殊的關(guān)聯(lián)，聚合表示整體與部分的關(guān)系。通常在定義一個整體類后，再去分析這個整體類的組成結(jié)構(gòu)。從而找出一些組成類，該整體類和組成類之間就形成了聚合關(guān)系。例如艦隊是由一系列的艦船組成。需求描述中“包含”、“組成”、“分為….部分”等詞常意味著聚合關(guān)系。

組合也是一種特殊的關(guān)聯(lián)，也表示類之間整體和部分的關(guān)系，但是組合關(guān)系中部分和整體具有統(tǒng)一的生存期。一旦整體對象不存在，部分對象也將不存在。部分對象與整體對象之間具有共生死的關(guān)系。

聚合和組合的區(qū)別：聚合關(guān)系是“has－a”關(guān)系，組合關(guān)系是“contains－a”關(guān)系；聚合關(guān)系表示整體與部分的關(guān)系比較弱，而組合比較強；聚合關(guān)系中代表部分事物的對象與代表聚合事物的對象的生存期無關(guān)，一旦刪除了聚合對象不一定就刪除了代表部分事物的對象。組合中一旦刪除了組合對象，同時也就刪除了代表部分事物的對象。

泛化定義了一般元素和特殊元素之間的分類關(guān)系，類之間的這種泛化關(guān)系也就是繼承關(guān)系。泛化關(guān)系是“a－kind－of”關(guān)系，定義一般元素和特殊元素之間的分類關(guān)系。下圖是一個泛化關(guān)系的例子。

有兩個元素如果修改X的定義可能會導致對Y的定義，則認為Y依賴X。依賴關(guān)系可能由各種原因引起，如一個類向另一個類發(fā)送消息，或者一個類是另一個類的數(shù)據(jù)成員類型，或者一個類是另一個類的操作的參數(shù)類型等。有時依賴關(guān)系和關(guān)聯(lián)關(guān)系比較難區(qū)分。如果類A和類B有關(guān)聯(lián)關(guān)系，它們之間必然有依賴關(guān)系。如果兩個類之間有關(guān)聯(lián)關(guān)系時不用再表示出這兩個類之間的依賴關(guān)系。

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C.????? 建立類圖

在軟件開發(fā)不同階段使用的類圖具有不同的抽象層次，即概念層、說明層、和實現(xiàn)層。使用UML進行應用建模也應該是一個迭代的過程，所以我們應該建立一個類圖的層次的概念。

概念層類圖描述應用領域中的概念，這些概念與實現(xiàn)它們的類有聯(lián)系。通常沒有直接的映射關(guān)系。畫概念層類圖時很少考慮或不考慮實現(xiàn)問題，因此概念層類圖應獨立于具體的編程語言。下面是一個概念層類的表示。

說明層類圖。此時我們考察的是類的接口部分，而不是實現(xiàn)部分。這個接口可能因為實現(xiàn)環(huán)境、運行特性等有多種不同的實現(xiàn)。下面是一個說明層類的表示。

實現(xiàn)層類圖才真正考慮類的實現(xiàn)問題，提供實現(xiàn)的細節(jié)。此時的類的概念才應該是真正的嚴格意義上的類。它揭示了軟件實體的構(gòu)成情況。實現(xiàn)層的類是最常用的，在很多的時候說明層的類更有助于人們對軟件的理解。

UML的最終目標是識別出所有必須的類，并分析這些類之間的關(guān)系，類的識別貫穿于整個建模過程，分析階段主要識別問題域相關(guān)的類，在設計階段需要加入一些反映設計思想、方法的類以及實現(xiàn)問題域所需要的類，在編碼實現(xiàn)階段，因為語言的特點，可能需要加入一些其他的類。

建立類圖的步驟：

（1）研究分析問題領域確定系統(tǒng)需求。

（2）確定類，明確類的含義和職責、確定屬性和操作。

（3）確定類之間的關(guān)系。

類的識別是一個需要大量技巧的工作，尋找類的一些技巧包括：名詞識別法；根據(jù)用例描述確定類；使用CRC分析法；根據(jù)邊界類、控制類、實體類的劃分來幫助分析系統(tǒng)中的類；參考設計模式確定類；對領域進行分析或利用已有領域分析結(jié)果得到類；利用RUP中如何在分析和設計中尋找類的步驟。

1.?????? 名詞識別法：

這種方法的關(guān)鍵是識別系統(tǒng)問題域中的實體。對系統(tǒng)進行描述，描述應該使用問題域中的概念和命名，從系統(tǒng)描述中標識名詞及名詞短語，其中的名詞往往可以標識為對象，復數(shù)名詞往往可以標識為類。

2.?????? 從用例中識別類：

用例圖實質(zhì)上是一種系統(tǒng)描述的形式，自然可以根據(jù)用例描述來識別類。針對各個用例，可以提如下的問題輔助識別：

用例描述中出現(xiàn)了那些實體？

用例的完成需要哪些實體合作？

用例執(zhí)行過程中會產(chǎn)生并存儲哪些信息？

用例要求與之關(guān)聯(lián)的每個角色的輸入是什么？

用例反饋與之關(guān)聯(lián)的每個角色的輸出是什么？

用例需要操作哪些硬設備？

在面向?qū)ο髴弥校愔g傳遞的信息數(shù)據(jù)要么可以映射到發(fā)送方的某些屬性，要么該信息數(shù)據(jù)本身就是一個對象。綜合不同的用例識別結(jié)果，就可以得到整個系統(tǒng)的類，在類的基礎上，我們又可以分析用例的動態(tài)特性來對用例進行動態(tài)行為建模。

3.?????? 使用CRC分析法：

CRC（Class,Responsibilities,Collaboration）卡的最大價值在于把人們從思考過程模式中脫離出來，更充分的專注于對象技術(shù)。CRC卡允許整個項目組對設計做出貢獻。參與系統(tǒng)設計的人越多，能夠收集到的好主意也就越多。因為CRC會議是大家全力參與的，通常只需要很少的有類名的卡片，實際上沒有寫出完整的卡片。CRC會議進行中，一些人模擬系統(tǒng)和對象交流，把消息傳給其他的對象。通過一步步處理，問題很容易地被解決。它由三部分組成：類(Class)、職責(Responsibility)、協(xié)作(Collaborator)。下面是一個CRC卡的示例：

職責是類需要知道或做的任何事物。這些職責是類自身所知的知識，或類在執(zhí)行時所需的知識。協(xié)作是指為獲取消息，或協(xié)助執(zhí)行活動的其他類。創(chuàng)建CRC模型需要下面的步驟。

1)??????? 建立團隊，包括客戶、設計人員、分析人員和一個導引者。如果沒有那么多人，那么可以是客戶和你自己兩個人。

2)??????? 找出需求中存在的名詞和名詞詞組，特別注意復數(shù)（通常是集合），他們對應的單數(shù)才是。把你第一次想到的所有概念都寫在白板或紙上。不管看起來這些概念是如何荒謬，把他們都寫下來。

3)??????? 篩選。把對象分為三類，核心對象（必須首先實現(xiàn)），可選的（目前不能確定），以及不需要的對象。這之前最好確定一下你的項目范圍。某些不屬于本項目范圍的對象可以使用輕量的adapter或proxy實現(xiàn)。這里可以加入對分析、設計模式的考慮和應用。

4)??????? 建卡。取出CRC卡，把核心類寫在每一張卡上，把可選的類和排除的類分別寫在不同的紙上。

5)??????? 角色扮演。最好是一個團隊執(zhí)行，一個人很難做。每個人負責幾個類。對每一個Use case其中的情景。導引者指定從某一個人的類開始，某一個人看一看自己能夠獨立完成，如果不能完成，大家看一看手中的類，誰能完成，就站起來，宣布自己能夠完成，以致繼續(xù)這個過程，每個人完成自己的職責就坐下。在這過程中不斷修改類的責任，并寫下協(xié)作者的名字。

4.?????? 根據(jù)邊界類、控制類、實體類幫助分析系統(tǒng)中的類

UML中類有三種主要的版型：邊界類、控制類和實體類。引入邊界類、控制類及實體類的概念有助于分析和設計人員確定系統(tǒng)中的類。

邊界類位于系統(tǒng)與外界的交界處，窗體、報表、以及表示通訊協(xié)議的類、直接與外部設備交互的類、直接與外部系統(tǒng)交互的類等都是邊界類。通過用例圖可以確定需要的邊界類，每個Actor/Use Case對至少要一個邊界類，但并非每個Actor/Use Case對要唯一的邊界類。

實體類保存要放進持久存儲體的信息。持久存儲體就是數(shù)據(jù)庫、文件等可以永久存儲數(shù)據(jù)的介質(zhì)。實體類可以通過事件流和交互圖發(fā)現(xiàn)。通常每個實體類在數(shù)據(jù)庫中有相應的表，實體類中的屬性對應數(shù)據(jù)庫表中的字段。

控制類是控制其他類工作的類。每個用例通常有一個控制類，控制用例中的事件順序，控制類也可以在多個用例間共用。其他類并不向控制類發(fā)送很多消息，而是由控制類發(fā)出很多消息。

5.?????? 領域進行分析

建立類圖的過程就是對領域及其解決方案的分析和設計過程。類的獲取是一個依賴個人創(chuàng)造力的過程，有時需要和領域?qū)＜液献鳎瑢ρ芯款I域進行仔細分析，抽象出領域中的概念，定義其含義及相互關(guān)系，分析出系統(tǒng)類，并用領域中的術(shù)語為類命名。領域分析是：通過對某一領域中的已有應用系統(tǒng)、理論、技術(shù)、開發(fā)歷史等的研究，來標識、收集、組織、分析和表示領域模型及軟件體系結(jié)構(gòu)的過程，并得到結(jié)果。

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D.?????? 使用類圖

類圖幾乎是所有面向?qū)ο蠓椒ǖ闹е瑧撊绾问褂妙悎D呢？以下提供了一些使用類圖的一些建議。

不要試圖在項目的初始階段使用所有的符號，首先應該從簡單概念開始。比如類的關(guān)系等等，在需要的時候才使用。在項目的不同開發(fā)階段，應該使用不同的觀點來畫類圖。如果處于分析階段應該畫概念層類圖，當開始著手軟件設計時，應該畫說明層類圖，當針對某個特定的技術(shù)實現(xiàn)時應該畫實現(xiàn)層類圖。不要為每個事物都畫一個模型，應該把精力放在關(guān)鍵的領域。使用類圖的最大危險是過早的陷入實現(xiàn)的細節(jié)，為了避免這個問題，應該將重點放在概念層和說明層。



1．依賴：

依賴對象通過調(diào)用被依賴對象的方法來獲得服務。一種比較松散的關(guān)系，并且是短期的。我們的過程與對象往往依賴于我們的實體域?qū)ο蟆Ｈ缭趕truts 的 action中調(diào)用模型層的方法。

2．關(guān)聯(lián)

它使一個類指到另一個類的屬性。長期的

3．聚合

聚合關(guān)系是關(guān)聯(lián)關(guān)系的一種，是強的關(guān)聯(lián)關(guān)系。聚合是整體和部分之間的關(guān)系。

4．組合

也叫合成關(guān)系，組成關(guān)系是關(guān)聯(lián)關(guān)系的一種，是比聚合關(guān)系強的關(guān)系。對象負責代表部分的對象的生命周期。

注：既然聚合，組合關(guān)系屬于關(guān)聯(lián)關(guān)系，那么如何區(qū)分一般關(guān)聯(lián)關(guān)系，聚合關(guān)系和組合關(guān)系呢？

一般關(guān)聯(lián)：只要一個對象聯(lián)系到另外一個對象就形成了關(guān)聯(lián)關(guān)系。如：人和他的貓，黑豹樂隊和竇魏，pc機和顯示器。

聚合關(guān)系：一種強關(guān)聯(lián)關(guān)系，它要求有部分和整體的關(guān)系，并且沒有了整體部分也可以獨立存在。在上面三個例子中人和它的貓顯然沒有部分和整體的關(guān)系，所以只能是一般的關(guān)聯(lián)關(guān)系。而黑豹樂隊和竇魏，竇魏等人組成了黑豹樂隊即：竇魏和黑豹是整體和部分的關(guān)系。而竇魏脫離了黑豹（早就離開了）更或者黑豹不存在了那么竇魏仍然可以以音樂人的身份存在（即對象仍然可以獨立存在）所以它屬于聚合關(guān)系。組成關(guān)系是可以共享的。（竇魏也可以加入其他樂隊）。

組合關(guān)系：一種更強的整體和部分的關(guān)系。它并且要求代表整體的對象負責代表部分的對象的生命周期，組成關(guān)系是不能共享的。如：pc機和顯示器的關(guān)系。