UML 類圖是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的 “施工圖”，而依賴、繼承、實(shí)現(xiàn)、關(guān)聯(lián)、聚合、組合這六大關(guān)系，就是圖中定義類與類互動(dòng)規(guī)則的核心 “語(yǔ)法”。掌握它們，就能快速看懂類的協(xié)作邏輯與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1 UML 類圖基礎(chǔ)

UML類圖的基本單元，類如下所示

+----------------+
|    Animal      |  // 類名
+----------------+
| - name: String |  // 屬性（private）
| - age: int     |
+----------------+
| + eat(): void  |  // 方法（public）
| + sleep(): void|
+----------------+

通常是一個(gè)三層矩形框，從上到下分別對(duì)應(yīng)：

• 第一層：類名（抽象類名用斜體表示）；
• 第二層：屬性（格式為 “可見(jiàn)性 屬性名：類型”，如 “- name: String” ）；
• 第三層：方法（格式為 “可見(jiàn)性 方法名 (參數(shù)): 返回值類型”，如 “+ eat (): void” ）。

“-” 代表 private,“+” 代表 public,"#"表示protected

2 六大關(guān)系圖解：從符號(hào)到本質(zhì)

2.1 繼承

繼承是面向?qū)ο?a target="_blank">編程中的一個(gè)基本概念，指的是子類繼承父類的屬性和方法
繼承用于代碼復(fù)用和建立類之間的層次關(guān)系,形成 is-a 關(guān)系

// 基類（父類）
class Animal {
public:
    // 普通方法（會(huì)被繼承）
    void drink() { 
        cout < < "Animal is drinking" < < endl; 
    }
    
    // 虛函數(shù)（用于多態(tài)）
    virtual void sound() = 0; // 純虛函數(shù)（抽象方法）
};
 
// 繼承示例（派生類）
class People : public Animal { // 使用繼承（is-a 關(guān)系）
public:
    // 實(shí)現(xiàn)基類的純虛函數(shù)（必須實(shí)現(xiàn)）
    void sound() override {
        cout < < "hello world!" < < endl;
    }
};

UML 符號(hào)使用帶空心三角形的實(shí)線（三角形指向父類，即 “誰(shuí)是父，箭頭指誰(shuí)”）

2.2實(shí)現(xiàn)

實(shí)現(xiàn)通常指的是接口的實(shí)現(xiàn)，但C++本身并沒(méi)有像Java那樣的接口關(guān)鍵字，所以可能需要用抽象類來(lái)模擬接口，形成 can-do 關(guān)系
實(shí)現(xiàn)（通過(guò)抽象類）用于定義必須由子類實(shí)現(xiàn)的方法，確保多態(tài)性

在c++中,

// 實(shí)現(xiàn)示例（接口模式）
class Eating { // 模擬接口（沒(méi)有成員變量）
public:
    virtual void eat() = 0; // 純虛函數(shù)（必須實(shí)現(xiàn)）
    virtual ~Eating() {}   // 虛析構(gòu)函數(shù)
};
 
class People : public Animal, public Eating { // 多繼承（實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口）
public:
    // 實(shí)現(xiàn) Animal 的抽象方法
    void sound() override {
        cout < < "Chirp!" < < endl;
    }
    
    // 實(shí)現(xiàn) Eating 的接口方法
    void eat() override {
        cout < < "Bird is eating" < < endl;
    }
};

UML 符號(hào)使用帶空心三角形的虛線（三角形指向接口，即 “誰(shuí)是接口，箭頭指誰(shuí)”）

2.3依賴

依賴是一種比較弱的關(guān)系，表示一個(gè)類使用另一個(gè)類，但生命周期上沒(méi)有必然聯(lián)系。比如，一個(gè)方法參數(shù)中使用了另一個(gè)類的對(duì)象，或者局部變量。這種情況下，當(dāng)方法執(zhí)行完畢，依賴的對(duì)象可能就被銷毀了，抽象地說(shuō)，類 A 的某個(gè)方法使用類 B 的對(duì)象，但 B 的對(duì)象并非 A 的成員變量，而是通過(guò)參數(shù)、局部變量或靜態(tài)方法調(diào)用臨時(shí)使用。

#include < iostream >
using namespace std;

class Food {
private:
    int eggs;
};

class People {
public:
    // 依賴關(guān)系：通過(guò)方法參數(shù)使用 Foodl
    void eat(Food *food) {
        eat.food();
    }
};

UML 符號(hào)使用帶箭頭的虛線（箭頭指向被依賴的類，即 “誰(shuí)被用，箭頭指誰(shuí)”）

2.4關(guān)聯(lián)

關(guān)聯(lián)表示長(zhǎng)期的結(jié)構(gòu)性聯(lián)系，表示更強(qiáng)的關(guān)系，通常表示成員變量，一個(gè)類包含另一個(gè)類的實(shí)例作為屬性。關(guān)聯(lián)有方向性，可以是單向或雙向，但生命周期上，關(guān)聯(lián)的對(duì)象通常由另一個(gè)類管理，比如作為成員變量存在，生命周期和包含它的對(duì)象一致

class People {
private:
	chai *home;
	Home *home
public:
	work()
};

class Home {
private:
    char* addr; 
};

UML 符號(hào)使用帶箭頭的實(shí)線（單向關(guān)聯(lián)箭頭指向被關(guān)聯(lián)方；雙向關(guān)聯(lián)無(wú)箭頭，或用雙向箭頭）

2.5 聚合

整體與部分具有弱依賴關(guān)系，部分的生命周期獨(dú)立于整體。部分可以屬于多個(gè)整體或獨(dú)立存在。典型的 "has-a" 關(guān)系

#include < iostream >
using namespace std;

class People {
private:
	char *name;
	chai *home;
public:
	work()
};

class Company {
private:
    People* people; // 關(guān)聯(lián)關(guān)系：成員變量指向 People 對(duì)象
public:
    Company(People* p) : People(p) {} // 通過(guò)構(gòu)造函數(shù)傳入 People 對(duì)象
    
    void work() {
        people- >work(); // 使用關(guān)聯(lián)的 People 對(duì)象
    }
};

UML 符號(hào)使用帶空心菱形的實(shí)線（菱形在 “整體” 側(cè)，箭頭指向 “部分”）

2.6組合

整體與部分具有強(qiáng)依賴關(guān)系，部分的生命周期由整體管理。部分不能獨(dú)立于整體存在。
整體類持有部分類的對(duì)象實(shí)例，部分在整體構(gòu)造時(shí)創(chuàng)建，整體銷毀時(shí)自動(dòng)銷毀）。

#include < iostream >
using namespace std;

class Heart {
public:
    void beat() {
        cout < < "Heart is beating" < < endl;
    }
    ~Heart() {
        cout < < "Heart destroyed" < < endl;
    }
};

class People {
private:
    Heart heart; // 組合關(guān)系：Heart 是 Person 的組成部分
public:
    void live() {
        heart.beat();
    }
    ~People() {
        cout < < "People destroyed" < < endl;
    }
};

UML 符號(hào)使用帶實(shí)心菱形的實(shí)線（菱形在 “整體” 側(cè)，箭頭指向 “部分”）

3對(duì)比

4實(shí)戰(zhàn)技巧：如何快速識(shí)別關(guān)系？

• 先看 “箭頭與形狀”：菱形代表 “整體 - 部分”（空心 = 聚合，實(shí)心 = 組合），三角形代表 “層級(jí) / 契約”（實(shí)線 = 繼承，虛線 = 實(shí)現(xiàn)）；
• 再判 “強(qiáng)弱與生命周期”：臨時(shí)用 = 依賴，長(zhǎng)期持用 = 關(guān)聯(lián)，部分能獨(dú)立 = 聚合，部分不能獨(dú)立 = 組合；
• 最后對(duì)應(yīng) “業(yè)務(wù)語(yǔ)義”：說(shuō) “是 XX” 找繼承，說(shuō) “能 XX” 找實(shí)現(xiàn)，說(shuō) “有 XX” 看關(guān)聯(lián) / 聚合 / 組合。

審核編輯 黃宇