從零開始單排學設計模式「UML類圖」定級賽

孤獨鍵客發表於2019-02-13

閱讀本文大概需要 3.5 分鐘。

本篇是設計模式系列的開篇,雖然之前也寫過相應的文章,但是因為種種原因後來斷掉了,而且發現之前寫的內容也很渣,不夠系統。

所以現在打算重寫,加上距離現在也有一段時間了,也算是自己的一個回顧吧!

學而時習之,不亦說乎。

從零開始單排學設計模式的國服排位之旅,今天正式開啟!

目前段位:定級賽

 

這篇文章來總結下UML類圖,本來不打算講UML類圖的,因為我在學習設計模式的時候,一遇到有關UML的就會自動忽略,一看感覺就很複雜。

但是隨著學習的深入,發現不掌握UML類圖,對設計模式或者某一個框架沒有整體的把控。所以與其逃避,不如敢於面對,今天就讓我們一起來了解下什麼是UML類圖。

Let's Go!

前言

 

設計模式不是語法,是一種巧妙的寫法,能把程式變的更加靈活。架構模式比設計模式大,架構模式是戰略,而設計模式是戰術。

設計模式分為3大型別:建立型,行為型,結構型,總共有23種。

UML類圖

 

類圖描述系統中類的靜態結構,它不僅定義系統中的類,描述類之間的聯絡,如關聯、依賴、聚合等,還包括類的內部結構(類的屬性和操作)。

類圖描述的是靜態關係,在系統的整個生命週期中都是有效的。

物件圖是類圖的例項,它們的不同之處在於物件圖顯示類圖的多個物件例項,而不是實際的類。由於物件存在生命週期,所以物件圖只能在系統某一時間存在。

UML基本圖示法

 

虛線箭頭指向依賴;

實線箭頭指向關聯;

虛線三角指向介面;

實線三角指向父類;

空心菱形能分離而獨立存在,是聚合;

實心菱形精密關聯不可分,是組合;

上面是UML的語法,在畫類圖的時候,清理類和類之間的關係是重點。

類的關係有泛化(Generalization)、實現(Realization)、依賴(Dependency)和關聯(Association)。

其中關聯又分為一般關聯關係和聚合關係(Aggregation),合成關係(Composition)。

基本概念

類圖(Class Diagram):類圖是物件導向系統建模中最常見和最重要的圖,是定義其他圖的基礎。

類圖的主要是用來顯示系統中的類、介面以及它們之間的靜態結構和關係的一種靜態模型。

類圖的3個基本元件:類名、屬性、方法。

詳細解析

注:下面圖片例項中的程式碼為C#程式碼,非Java程式碼!

繼承關係

 

首先看到上圖這個“動物”矩形框,它就代表一個類(Class)。

類圖分三層

第一層顯示類的名稱,如果是抽象類,則就用斜體顯示。

第二層是類的特性,通常就是欄位和屬性。

第三層是類的操作,通常是方法或行為。

 

在看到上圖中的“飛翔”,它表示一個介面圖,與類圖的區別主要是頂端有<<interface>>顯示。

第一行是介面名稱,第二行是介面方法。

介面還有另一種表示方法,俗稱棒棒糖表示法,就是唐老鴨類實現了“講人話”的介面。

鴨子本來也有語言,只不過只有唐老鴨是能講人話的鴨子。

注意動物、鳥、鴨、唐老鴨之間的關係符號,你就會發現它們都是繼承的關係。

 

繼承關係用空心三角形+實現來表示。

這裡列舉的幾種鳥中,大雁是最能飛的,我讓它實現了飛翔介面。

 

實現介面用空心三角形+虛線來表示。

在看下圖中企鵝和氣候兩個類,企鵝是很特別的鳥,會遊不會飛。更重要的是,它與氣候有很大的關聯。我們不去討論為什麼北極沒有企鵝,為什麼它們要每年長途跋涉。

 

總之,企鵝需要“知道”氣候的變化,需要“瞭解”氣候規律。

當一個類“知道”另一個類時,可以用關聯(association)。

關聯關係用實現箭頭來表示。

 

我們再來看上圖中大眼與雁群這兩個類,大雁是群居動物,每隻大雁都屬於一個雁群,一個雁群可以又很多隻大雁。

所以它們之間就滿足聚合(Aggregation)關係。

聚合表示一種弱的“擁有”關係,體現的是A物件可以包含B物件,但B物件不是A物件的一部分。

聚合關係用實心的菱形+實線箭頭來表示。

 

合成(Composition,也有翻譯成“組合”的)是一種強的“擁有”關係,體現了嚴格的部分和整體的關係,部分和整體的宣告週期一樣。

在這裡鳥和其翅膀就是合成(組合)關係,因為它們是部分和整體的關係,並且翅膀和鳥的宣告週期是相同的。

合成關係用實心的菱形+實現箭頭來表示。

另外,你會注意到合成關係的連線兩端還有一個數字“1”和數字“2”,這被稱為基數。表明這一段的類可以有幾個例項,很顯然,一個鳥應該有兩隻翅膀。

如果一個類可能有無數個例項,則就用“n”來表示。關聯關係、聚合關係也可以有基數的。

 

動物幾大特徵,比如有新陳代謝,能繁殖。而動物要有生命力,需要氧氣、水以及食物等。也就是說,動物依賴於氧氣和水。

他們之間是依賴關係(Dependency),用虛線箭頭來表示。

結語

 

程式設計是一門技術,更加是一門藝術!

不能只滿足於寫完程式碼執行結構正確就完事,時常考慮如何讓程式碼更加簡練,更加容易維護,容易擴充套件和複用,只有這樣才能可以真正得到提高。

切身感悟:自己幾個月之前寫完的程式碼,現在再來回顧,你會發現這程式碼簡直了...,一團糟,甚至懷疑這程式碼不是出自自己之手(絕對是自己寫的)。想著手優化,進行改進,又怕本來沒問題的功能,改出問題,影響使用,然後又進入惡性迴圈了。。。這種情況要切記,一定要儘可能的避免!

寫出優雅的程式碼也是一種很爽的事情!!!

 

 

 


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