用C++程式碼描繪UML中的 關聯 依賴 組合 聚合 泛化

QQ51931373發表於2014-01-12
C++
UML的類圖關係分為： 關聯、聚合，組合、依賴、泛化（繼承）。而其中關聯又分為雙向關聯、單向關聯、自身關聯；下面就讓我們一起來看看這些關係究竟是什麼，以及它們的區別在哪裡。

1、關聯


雙向關聯：
C1-C2：指雙方都知道對方的存在，都可以呼叫對方的公共屬性和方法。
使用ROSE 生成的程式碼是這樣的：
class C1 
...{
public:
    C2* theC2;

};

class C2 
...{
public:
    C1* theC1;

};

雙向關聯在程式碼的表現為雙方都擁有對方的一個指標，當然也可以是引用。注意表現為擁有對方的一個 “指標” 和 “引用”。之所以是指標和引用是有原因的。如果是值（物件）那麼就不是關聯了，而是組合。因為是值的話，C1物件消失C2物件也會消失。這和組合的定義就一樣了 ：整體與部分的關係，而且整體消失部分也會消失，部分不能獨立於整體存在。





單向關聯:
C3->C4：表示相識關係，指C3知道C4，C3可以呼叫C4的公共屬性和方法。沒有生命期的依賴。一般是表示為一種引用。

生成程式碼如下：
class C3 
...{
public:
    C4* theC4;

};

class C4 
...{

};

單向關聯的程式碼就表現為C3有C4的指標，而C4對C3一無所知。





自身關聯（反身關聯）：
自己引用自己，帶著一個自己的引用。

程式碼如下：
class C14 
...{
public:
    C14* theC14;

};

就是在自己的內部有著一個自身的引用。

2、聚合/組合

當類之間有整體-部分關係的時候，我們就可以使用組合或者聚合。



聚合：表示C9聚合C10，但是C10可以離開C9而獨立存在（獨立存在的意思是在某個應用的問題域中這個類的存在有意義。這句話怎麼解，請看下面組合裡的解釋）。

程式碼如下：
class C9 
...{
public:
    C10 *theC10;

};

class C10 
...{

};

注意觀察，用C++程式碼來描繪關聯和聚合時，貌似是一樣的，都是一個類包含了另外一個類的指標。但是他們是有區別的，這個區別不是C++語法上的差別，而是語義上的差別。聚合是整體和部分的關係，而且關聯是平等的關係，比如。張三和李四，是關聯。而張三和張三的杯子是 聚合。張三和張三的鼻子是組合。



組合（也有人稱為包容）：一般是實心菱形加實線箭頭表示，如上圖所示，表示的是C8被C7包容，而且C8不能離開C7而獨立存在。但這是視問題域而定的，例如在關心汽車的領域裡，輪胎是一定要組合在汽車類中的，因為它離開了汽車就沒有意義了。但是在賣輪胎的店鋪業務裡，就算輪胎離開了汽車，它也是有意義的，這就可以用聚合了。在《敏捷開發》中還說到，A組合B，則A需要知道B的生存週期，即可能A負責生成或者釋放B，或者A通過某種途徑知道B的生成和釋放。

他們的程式碼如下：
class C7 
...{
public:
    C8 theC8;

};

class C8 
...{
};

可以看到，程式碼和聚合是不一樣的。聚合是指標，組合是值物件 。
3、依賴



依賴:
指C5可能要用到C6的一些方法，也可以這樣說，要完成C5裡的所有功能，一定要有C6的方法協助才行。C5依賴於C6的定義，一般是在C5類的標頭檔案中包含了C6的標頭檔案。ROSE對依賴關係不產生屬性。

注意，要避免雙向依賴。一般來說，不應該存在雙向依賴。

ROSE生成的程式碼如下：

// C5.h
#include "C6.h"

class C5 
...{

};

// C6.h
#include "C5.h"

class C6
...{

};


雖然ROSE不生成屬性，但在形式上一般是A中的某個方法把B的物件作為引數使用(假設A依賴於B)。如下：
#include "B.h"
class A
...{
          void Func(B &b);
}

那依賴和聚合/組合、關聯等有什麼不同呢？

關聯是類之間的一種關係，例如老師教學生，老公和老婆，水壺裝水等就是一種關係。這種關係是非常明顯的，在問題領域中通過分析直接就能得出。

依賴是一種弱關聯，只要一個類用到另一個類，但是和另一個類的關係不是太明顯的時候（可以說是“uses”了那個類），就可以把這種關係看成是依賴，依賴也可說是一種偶然的關係，而不是必然的關係，就是“我在某個方法中偶然用到了它，但在現實中我和它並沒多大關係”。例如我和錘子，我和錘子本來是沒關係的，但在有一次要釘釘子的時候，我用到了它，這就是一種依賴，依賴錘子完成釘釘子這件事情。
組合是一種整體-部分的關係，在問題域中這種關係很明顯，直接分析就可以得出的。例如輪胎是車的一部分，樹葉是樹的一部分，手腳是身體的一部分這種的關係，非常明顯的整體-部分關係。

上述的幾種關係（關聯、聚合/組合、依賴）在程式碼中可能以指標、引用、值等的方式在另一個類中出現，不拘於形式，但在邏輯上他們就有以上的區別。

這裡還要說明一下，所謂的這些關係只是在某個問題域才有效，離開了這個問題域，可能這些關係就不成立了，例如可能在某個問題域中，我是一個木匠，需要拿著錘子去幹活，可能整個問題的描述就是我拿著錘子怎麼釘桌子，釘椅子，釘櫃子；既然整個問題就是描述這個，我和錘子就不僅是偶然的依賴關係了，我和錘子的關係變得非常的緊密，可能就上升為組合關係（讓我突然想起武俠小說的劍不離身，劍亡人亡...）。這個例子可能有點荒謬，但也是為了說明一個道理，就是關係和類一樣，它們都是在一個問題領域中才成立的，離開了這個問題域，他們可能就不復存在了。


4、泛化（繼承）



泛化關係：如果兩個類存在泛化的關係時就使用，例如父和子，動物和老虎，植物和花等。
ROSE生成的程式碼很簡單，如下：
#include "C11.h"

class C12 : public C11
...{
};


5、這裡順便提一下模板



上面的圖對應的程式碼如下：
template<int>
class C13 
...{
};


這裡再說一下重複度，其實看完了上面的描述之後，我們應該清楚了各個關係間的關係以及具體對應到程式碼是怎麼樣的，所謂的重複度，也只不過是上面的擴充套件，例如A和B有著“1對多”的重複度，那在A中就有一個列表，儲存著B物件的N個引用，就是這樣而已。比如 玩家和角色，玩家物件中就有個列表儲存這個玩家的所有角色列表。

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