第 3 周总结 - 代码重构 - 使用 UML 类图表达程序逻辑

通常类与类之间，存在继承、依赖、实现、组合、聚合、关联关系；

类的内部有类名、方法、属性；

方法/属性有 private protect defalut public 的范围，也有 String Boolean 等类型，方法还有入参、出参等；

如何使用通过 UML 来表示这些内容，表达程序的逻辑？

一、类与类之间的关系

1、继承关系 

继承指的是一个类继承另外一个类的关系（子类与父类，子类与基类等），并可以在子类中增加它自己的新功能的能力。在 UML 类图设计中，继承用一条带空心三角箭头的实线表示，从子类指向父类，或者子接口指向父接口。 

2、实现关系     

实现指的是一个 class 类实现 interface 接口（可以是多个）的关系。在 UML 类图设计中，实现用一条带空心三角箭头的虚线表示，从类指向实现的接口。 

3、依赖关系     

依赖就是一个类 A 使用到了另一个类 B，而这种使用关系是具有偶然性的、临时性的、非常弱的，但是类 B 的变化会影响到类 A。比如某人要过河，需要借用一条船，此时人与船之间的关系就是依赖。表现在代码层面，为类 B 作为参数被类 A 在某个 method 方法中使用。在 UML 类图设计中，依赖关系用由类 A 指向类 B 的带箭头虚线表示。 

4、关联关系  

关联体现的是两个类之间语义级别的一种强依赖关系，比如我和我的朋友，这种关系比依赖更强、不存在依赖关系的偶然性、关系也不是临时性的，一般是长期性的，而且双方的关系一般是平等的。关联可以是单向、双向的。表现在代码层面，为被关联类 B 以类的属性形式出现在关联类 A 中，也可能是关联类 A 引用了一个类型为被关联类 B 的全局变量。在 UML 类图设计中，关联关系用由关联类 A 指向被关联类 B 的带箭头实线表示，在关联的两端可以标注关联双方的角色和多重性标记。 

5、聚合关系     

聚合是关联关系的一种特例，它体现的是整体与部分的关系，即 has-a 的关系。此时整体与部分之间是可分离的，它们可以具有各自的生命周期，部分可以属于多个整体对象，也可以为多个整体对象共享。比如计算机与 CPU、公司与员工的关系等，比如一个航母编队包括海空母舰、驱护舰艇、舰载飞机及核动力攻击潜艇等。表现在代码层面，和关联关系是一致的，只能从语义级别来区分。在 UML 类图设计中，聚合关系以空心菱形加实线箭头表示。 

6、组合关系    

组合也是关联关系的一种特例，它体现的是一种 contains-a 的关系，这种关系比聚合更强，也称为强聚合。它同样体现整体与部分间的关系，但此时整体与部分是不可分的，整体的生命周期结束也就意味着部分的生命周期结束，比如人和人的大脑。表现在代码层面，和关联关系是一致的，只能从语义级别来区分。在 UML 类图设计中，组合关系以实心菱形加实线箭头表示。 

二、类的属性的表示方式

在 UML 类图中，类使用包含类名、属性(field) 和方法(method) 且带有分割线的矩形来表示，比如下图表示一个 Employee 类，它包含 name,age 和 email 这 3 个属性，以及 modifyInfo()方法。

那么属性/方法名称前加的加号和减号是什么意思呢？

它们表示了这个属性或方法的可见性，UML 类图中表示可见性的符号有三种：

1. + ：表示 public

2. - ：表示 private

3. #：表示 protected（friendly 也归入这类）

因此，上图中的 Employee 类具有 3 个私有属性和一个公有方法。

三、使用 Visio 完成一个完整类图

Visio 提供对 UML 的支持，可以使用它来完成类图的表示，如下是 Visio 提供的组件，清晰明了：

以下类图，是使用组合模式的一个表示：

Component 抽象类，定义了所有组件的方法：add/display

Frame 类与抽象类 Component 是组合关系

Label/Button/TextBox 等实现 Component 抽象类

WindowsClient 类是程序入口。