在軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)的過程中，使用各種圖來表示軟件的結(jié)構(gòu)或者執(zhí)行流程等等，是非常重要的。

如今絕大多數(shù)的編程語言是以面向?qū)ο?/span>為基礎(chǔ)的，以類和對(duì)象為核心思想表達(dá)計(jì)算機(jī)中的一切數(shù)據(jù)，亦或是和現(xiàn)實(shí)生活中的概念相對(duì)應(yīng)。因此，我們常常會(huì)繪制類圖來表示不同類型的對(duì)象的組成以及它們之間的關(guān)系。

類圖是屬于UML（Unified modeling language，統(tǒng)一建模語言）中的一種圖，是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中非常重要的圖之一，在我們平時(shí)閱讀一些書籍或者博客的時(shí)候，也常常能夠看到作者使用UML類圖表達(dá)一些對(duì)象的組成以及對(duì)象之間的關(guān)系。

今天就來總結(jié)一下UML類圖是如何表達(dá)類和對(duì)象的。

1，一個(gè)類的基本表達(dá)

(1) 字段與方法表示

一個(gè)類通常由字段和方法組成，例如下面是一個(gè)Java的類：

?public class Cat { private int id; private String name; public void run() { // ... } public void eat(Food food) { // ... } }

可見這個(gè)Cat類有下列字段和方法：

• 字段：

• int類型id

• String類型name

• 方法：

• run方法，無參數(shù)和返回值

• eat方法，有一個(gè)Food類型參數(shù)，無返回值

上述類我們畫UML類圖如下：

可見在UML類圖中，字段和方法通常使用一根橫線分隔，每一個(gè)字段和方法表示如下形式：

• 字段：訪問修飾符 字段名: 字段類型

• 方法：訪問修飾符 方法名(參數(shù)1名稱: 參數(shù)1類型, 參數(shù)2名稱: 參數(shù)2類型, ...): 返回值類型

訪問修飾符位于最前，不同的訪問修飾符對(duì)應(yīng)的符號(hào)如下：

• - 表示private字段/方法

• + 表示public字段/方法

• # 表示protected字段/方法

在Java中，還有default這種訪問修飾符，通常可以用~或者*表示。

此外，如果方法參數(shù)太多，導(dǎo)致一個(gè)類圖框太長(zhǎng)了，可以省略參數(shù)名稱，即寫成訪問修飾符 方法名(參數(shù)1類型, 參數(shù)2類型, ...): 返回值類型形式，例如：

表示方法eat中的兩個(gè)參數(shù)分別是Food和Drink類型。

(2) 抽象類和接口

一般來說，如果一個(gè)類是抽象類，我們通常使用斜體字來表示這個(gè)類的名稱，例如：

對(duì)于接口，我們需要在名字上面一行加上<<interface>>標(biāo)明其為接口類型：

2，類圖中的關(guān)系表示

在許多情況下，類和類之間都是有一定的關(guān)系的，在UML類圖中定義了6種關(guān)系的表達(dá)：

• 關(guān)聯(lián)（Association）：表示類之間的結(jié)構(gòu)性關(guān)系

• 聚合（Aggregation）：表示整體與部分之間的關(guān)系，部分可以獨(dú)立于整體存在

• 組合（Composition）：表示整體與部分之間的關(guān)系，部分不能獨(dú)立于整體存在

• 依賴（Dependency）：表示一個(gè)類依賴于另一個(gè)類的變化，例如類A的某個(gè)方法使用了類B的對(duì)象，那么A依賴于B

• 泛化（Generalization）：表示類之間的繼承關(guān)系，子類繼承父類的屬性和方法

• 實(shí)現(xiàn)（Realization）：表示一個(gè)類實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口的關(guān)系

通常使用不同形狀的箭頭來連接兩個(gè)存在一定關(guān)系的類，每種關(guān)系對(duì)象的箭頭是不一樣的：

下面，就來單獨(dú)講解一下每種關(guān)系的表示。

(1) 關(guān)聯(lián)關(guān)系

關(guān)聯(lián)關(guān)系通常使用實(shí)線和箭頭表示，如果一個(gè)類型和一個(gè)類型雙向關(guān)聯(lián)（例如多對(duì)多關(guān)系），那么直接使用實(shí)線連接兩個(gè)類即可。

例如在一個(gè)游戲中，一個(gè)角色屬于一個(gè)國家，國家與角色是一對(duì)多關(guān)系，一個(gè)角色關(guān)聯(lián)一個(gè)國家；此外一個(gè)角色可以參與多個(gè)劇情，而一個(gè)劇情也包含多個(gè)角色，因此角色和劇情是多對(duì)多關(guān)系，角色與劇情則是雙向關(guān)聯(lián)的，表示如下：

(2) 依賴關(guān)系

依賴關(guān)系通常使用虛線和箭頭表示，箭頭指向被依賴的類，通常一個(gè)類的方法如果以另一個(gè)類為參數(shù)，或者使用了另一個(gè)類，那么說明這個(gè)類依賴于另一個(gè)類。

比如電腦Computer類的print方法需要傳入一個(gè)可用的打印機(jī)Printer類對(duì)象作為參數(shù)，那就說明電腦類依賴于打印機(jī)類，表示如下：

(3) 聚合關(guān)系

聚合關(guān)系通常使用實(shí)線和空心菱形箭頭表示，是一種整體和部分的關(guān)系，箭頭指向表示整體的類，但是部分可以離開整體單獨(dú)存在，是一種弱擁有關(guān)系。

例如一個(gè)學(xué)校中有許多學(xué)生，但是學(xué)生可以離開學(xué)校單獨(dú)存在，這就說明學(xué)生與學(xué)校聚合關(guān)系，表示如下：

(4) 組合關(guān)系

組合關(guān)系通常使用實(shí)線和實(shí)心菱形箭頭表示，也是一直整體和部分的關(guān)系，箭頭指向表示整體的類，只不過部分離開了整體是不能單獨(dú)存在的，是一種強(qiáng)擁有的關(guān)系。

例如一臺(tái)電腦通常由CPU、內(nèi)存、硬盤等部件組成，但是這些部件離開了電腦就不能單獨(dú)運(yùn)作了，這就說明這些電腦配件和電腦是組合關(guān)系，表示如下：

(5) 泛化關(guān)系

泛化關(guān)系通常使用實(shí)線和空心三角箭頭表示，也就是類之間的繼承關(guān)系，箭頭指向父類。

例如動(dòng)物類是一個(gè)抽象類，它被具體的動(dòng)物類型例如貓類、兔子類、魚類等繼承，則表示如下：

(6) 實(shí)現(xiàn)關(guān)系

實(shí)現(xiàn)關(guān)系通常使用虛線和空心三角箭頭表示，通常是類實(shí)現(xiàn)接口的關(guān)系，箭頭指向被實(shí)現(xiàn)的接口。

例如USB類是一個(gè)接口，定義了USB接口的抽象傳輸規(guī)范，而具體的U盤類型例如金士頓、閃迪等U盤類型實(shí)現(xiàn)了這個(gè)USB接口中的方法，則表示如下：

3，畫圖軟件推薦 - Draw.io

工欲善其事，必先利其器。一個(gè)好用的畫圖軟件在我們開發(fā)的過程中也是必不可少的。

這里推薦使用Draw.io這個(gè)畫圖軟件，該軟件是一款免費(fèi)開源的畫圖軟件，除了可以繪制類圖之外，還可以繪制其它各種類型的圖例如流程圖、時(shí)序圖等等。

該軟件可以直接在線使用，也可以下載客戶端：

• 在線使用：傳送門

• 客戶端下載：傳送門

• Github頁面：傳送門

這里就來簡(jiǎn)單講解一下怎么使用Draw.io軟件繪制UML類圖。

(1) 畫布設(shè)定

打開軟件后新建一個(gè)空白圖，我們就能夠看到畫布了，我們可以在右側(cè)繪圖選項(xiàng)中調(diào)整畫布：

建議可以先關(guān)閉網(wǎng)格和頁面視圖這兩個(gè)選項(xiàng)，這樣頁面就顯示為無限大的畫布了，且背景不再顯示網(wǎng)格。此外，還可以勾選背景色選項(xiàng)，并自定義背景顏色。

在一個(gè)Draw.io工程文件中，可以存放多個(gè)頁面，和Excel的Sheet類似，在下邊可以管理多個(gè)頁面：

(2) 畫一個(gè)類

在左側(cè)欄可見有非常多的現(xiàn)成的圖形模板，我們展開UML類別，拖一個(gè)類圖模板到畫布即可：

(3) 編輯類名和字段方法名

雙擊類圖框上面部分，即可編輯類名，此外每個(gè)字段和方法也是一個(gè)無邊框的格子，點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)部分編輯即可：

此外，如果需要增加字段與方法，建議直接復(fù)制對(duì)應(yīng)的字段/方法格子即可，這樣我們只需要修改內(nèi)容。鼠標(biāo)選中對(duì)應(yīng)的字段/方法格子后，按住Ctrl鍵并拖拽、放到類圖框中，最后再松開Ctrl鍵即可復(fù)制一個(gè)字段/方法格子：

如果一個(gè)類只有字段或者方法，那么可以選中其中的橫線并按下Del鍵刪除。

(4) 顏色調(diào)整

我們也可以修改類圖框的顏色，使得我們的類圖更加的“豐富多彩”。

選中類圖，在右側(cè)欄樣式部分可以快捷地選擇一些配色：

此外，我們還可以選中其中的字段格子，設(shè)定其顏色或者給其增加邊框：

按住Ctrl鍵點(diǎn)按鼠標(biāo)可以多選，樣式一欄我們可以設(shè)定配色，也可以單獨(dú)設(shè)定邊框與填充顏色。

(5) 字體與對(duì)齊

當(dāng)我們選中一整個(gè)類圖框，或者一個(gè)字段/方法格子時(shí)，可以在右側(cè)文本選項(xiàng)部分，調(diào)整其字體、字號(hào)、上下和左右對(duì)齊方式：

當(dāng)我們選中整個(gè)類圖框時(shí)，調(diào)整的字體和顏色對(duì)應(yīng)的是類圖名字部分樣式；而我們選擇字段或者方法格子時(shí)，則調(diào)整的是這個(gè)選中的字段或者方法格子的樣式。

此外，拖拽類名下面的黃色菱形按鈕可以調(diào)整類名部分的高度，例如我們聲明一個(gè)接口，在文字超出類名部分之后，即可使用這種方式調(diào)整：

(6) 箭頭的創(chuàng)建

對(duì)于兩個(gè)類圖框，當(dāng)我們選中一個(gè)類圖框后，可以看到每個(gè)方向都顯示了透明的箭頭按鈕，點(diǎn)擊一個(gè)箭頭按鈕并拖拽到另一個(gè)類圖框上面即可：

當(dāng)然，拖拽到一個(gè)字段格子上也可以：

可以注意觀察我們拖拽到目標(biāo)對(duì)象時(shí)，目標(biāo)對(duì)象圖框會(huì)顯示一圈藍(lán)色透明指示。

此外，選擇箭頭后就可以在右側(cè)欄樣式部分設(shè)定箭頭樣式，包括起始和終止箭頭樣式，線的樣式等等：

(7) 雙擊創(chuàng)建文字

在任意位置雙擊即可創(chuàng)建新的元素，包括文字：

(8) 導(dǎo)出圖片

點(diǎn)擊左上角文件 - 導(dǎo)出為 - 高級(jí)，即可導(dǎo)出為圖片：

建議將DPI調(diào)整為300，并保留一定的邊框?qū)挾?/span>，這樣導(dǎo)出的圖片清晰度就比較好，且會(huì)保留一部分邊緣：

可見Draw.io是一個(gè)非常強(qiáng)大的畫圖工具，非常推薦大家使用。

本文的示例類圖矢量文件：傳送門

作者：守望時(shí)空33
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來源：稀土掘金
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