深入淺出UML類圖（一）

       在UML 2.0的13種圖形中，類圖是使用頻率最高的UML圖之一。Martin Fowler在其著作《UML Distilled: A Brief Guide to the Standard Object Modeling Language, Third Edition》（《UML精粹：標準物件建模語言簡明指南（第3版）》）中有這麼一段：“If someone were to come up to you in a dark alley and say, 'Psst, wanna see a UML diagram?' that diagram would probably be a class diagram. The majority of UML diagrams I see are class diagrams.”（“如果有人在黑暗的小巷中向你走來並對你說：‘嘿，想不想看一張UML圖？’那麼這張圖很有可能就是一張類圖，我所見過的大部分的UML圖都是類圖”），由此可見類圖的重要性。     

       類圖用於描述系統中所包含的類以及它們之間的相互關係，幫助人們簡化對系統的理解，它是系統分析和設計階段的重要產物，也是系統編碼和測試的重要模型依據。

      1. 類

      類(Class)封裝了資料和行為，是物件導向的重要組成部分，它是具有相同屬性、操作、關係的物件集合的總稱。在系統中，每個類都具有一定的職責，職責指的是類要完成什麼樣的功能，要承擔什麼樣的義務。一個類可以有多種職責，設計得好的類一般只有一種職責。在定義類的時候，將類的職責分解成為類的屬性和操作（即方法）。類的屬性即類的資料職責，類的操作即類的行為職責。設計類是物件導向設計中最重要的組成部分，也是最複雜和最耗時的部分。

      在軟體系統執行時，類將被例項化成物件(Object)，物件對應於某個具體的事物，是類的例項(Instance)。

      類圖(Class Diagram)使用出現在系統中的不同類來描述系統的靜態結構，它用來描述不同的類以及它們之間的關係。

      在系統分析與設計階段，類通常可以分為三種，分別是實體類(Entity Class)、控制類(Control Class)和邊界類(Boundary Class)，下面對這三種類加以簡要說明：

      (1) 實體類：實體類對應系統需求中的每個實體，它們通常需要儲存在永久儲存體中，一般使用資料庫表或檔案來記錄，實體類既包括儲存和傳遞資料的類，還包括運算元據的類。實體類來源於需求說明中的名詞，如學生、商品等。

      (2) 控制類：控制類用於體現應用程式的執行邏輯，提供相應的業務操作，將控制類抽象出來可以降低介面和資料庫之間的耦合度。控制類一般是由動賓結構的短語（動詞+名詞）轉化來的名詞，如增加商品對應有一個商品增加類，註冊對應有一個使用者註冊類等。

      (3) 邊界類：邊界類用於對外部使用者與系統之間的互動物件進行抽象，主要包括介面類，如對話方塊、視窗、選單等。

      在物件導向分析和設計的初級階段，通常首先識別出實體類，繪製初始類圖，此時的類圖也可稱為領域模型，包括實體類及其它們之間的相互關係。

      2. 類的UML圖示

      在UML中，類使用包含類名、屬性和操作且帶有分隔線的長方形來表示，如定義一個Employee類，它包含屬性name、age和email，以及操作modifyInfo()，在UML類圖中該類如圖1所示：

圖1 類的UML圖示

      圖1對應的Java程式碼片段如下：

public class Employee {
	private String name;
	private int age;
	private String email;
	
	public void modifyInfo() {
		......
	}
}

      在UML類圖中，類一般由三部分組成：

      (1) 第一部分是類名：每個類都必須有一個名字，類名是一個字串。

      (2) 第二部分是類的屬性(Attributes)：屬性是指類的性質，即類的成員變數。一個類可以有任意多個屬性，也可以沒有屬性。

      UML規定屬性的表示方式為：

可見性  名稱:型別 [ = 預設值 ]

      其中：

•       “可見性”表示該屬性對於類外的元素而言是否可見，包括公有(public)、私有(private)和受保護(protected)三種，在類圖中分別用符號+、-和#表示。
•       “名稱”表示屬性名，用一個字串表示。
•       “型別”表示屬性的資料型別，可以是基本資料型別，也可以是使用者自定義型別。
•       “預設值”是一個可選項，即屬性的初始值。

      (3) 第三部分是類的操作(Operations)：操作是類的任意一個例項物件都可以使用的行為，是類的成員方法。

      UML規定操作的表示方式為：

可見性  名稱(引數列表) [ : 返回型別]

      其中：

•       “可見性”的定義與屬性的可見性定義相同。
•       “名稱”即方法名，用一個字串表示。
•       “引數列表”表示方法的引數，其語法與屬性的定義相似，引數個數是任意的，多個引數之間用逗號“，”隔開。
•       “返回型別”是一個可選項，表示方法的返回值型別，依賴於具體的程式語言，可以是基本資料型別，也可以是使用者自定義型別，還可以是空型別(void)，如果是構造方法，則無返回型別。

      在類圖2中，操作method1的可見性為public(+)，帶入了一個Object型別的引數par，返回值為空(void)；操作method2的可見性為protected(#)，無引數，返回值為String型別；操作method3的可見性為private(-)，包含兩個引數，其中一個引數為int型別，另一個為int[]型別，返回值為int型別。

圖2 類圖操作說明示意圖

      由於在Java語言中允許出現內部類，因此可能會出現包含四個部分的類圖，如圖3所示：

圖3 包含內部類的類圖

【作者：劉偉  http://blog.csdn.net/lovelion】