本篇文章主要介绍了UML静态视图中的类图，包括类图的概念、用途及相关元素，供大家一起参考和学习。

UML(Unified Modeling Language)又称统一建模语言或标准建模语言，可以看做用于系统设计阶段给开发做参考的一种方式，其中很多图需要用到面向对象程序的思维。

上图为产品经理经常用到的UML图，包括静态视图（类图）和动态视图（用例图、状态图、顺序图、活动图），其中静态视图主要用来分析业务概念，描述静态场景；动态视图描述业务行为，分析动态场景。

本文主要介绍类图。

一、概念

类图（Class Diagrame）是描述类、接口、协作以及它们之间关系的图，用来显示系统中各个类的静态结构。

类图包含7个元素：类、接口、协作、依赖关系、泛化关系、实现关系以及关联关系。

二、用途

• 对系统的词汇建模（建立抽象系统词汇，如班级、学生）；
• 对简单协作建模（将系统词汇中是事物协同工作的方式可视化和详述，如班级和学生的关系表示）；
• 对逻辑数据库模式建模。

三、类图元素

在类图中，类用矩形来表示，分为3个部分：名称部分（Name）、属性部分（Attribute）和操作部分（Operation，也可称作方法）。

1. 类名称（ClassName）

类的名称是一个文本串，分为简单名称和路径名称。简单名（single name）即单独的名称不含冒号；路径名（path name）即用类所在的包的名称作为前缀。

简单名、路径名

2. 属性（Attribute）

描述类在软件系统中代表的事物所具备的特性。UML中类属性的语法： [可见性] 属性名 [：类型] [=初始值] [{属性字符串}]，
如【-姓名: string】，其中[]中的部分是可选的。

（1） 可见性

包括共有（Public)、私有（Private)和受保护（Protected)3种。

共有类型可以被外部查看和使用，用“+”表示；私有类型即不可以从其他类中访问该属性，用“-”表示；

受保护类型常与泛化和特化一起使用，用“#”表示。如果没有符号，表示没有定义该属性的可见性

（2） 属性名

由描述所属类的特性的名词或名词短语组成。按约定，单字属性名小写，多个单词的话需要合并，且除第一个单词之外的其余单词首字母大写，比如className。当然，若为中文就不必如此。

（3） 类型

典型的属性类型有：整数（int）、布尔型、实型和枚举类型。当一个类的属性被完整定义后，任何一个对象的状态都由这些属性的特定值所决定。

（4） 初始值

保证系统的完整性；为用户提供易用性。

（5） 属性字符串

关于属性的其他信息。

3. 操作（Operation）

类的操作是对类的对象所能做的事务的抽象，相当于服务的实现。UML中类操作的语法：[可见性] 操作名 [ (参数表）] [: 返回类型] [{属性字符串}]，如【+查询( ): 歌曲】，其中[]中的部分是可选的。

（1） 可见性

包括共有（Public）、私有(Private)、受保护（Proteted）和包内公有（Package）4种。

其中公有类型即只要调用对象能访问操作所在的包，就可调用该操作，用“+”表示；私有类型即只有属于同一个类的对象才可以调用，用“-”表示；

受保护类型即只有子类的对象才可以调动父类，用“#”表示；

包内公有类型即只有在同一个包里的对象才可以调用，用“~”表示。

（2） 操作名

描述所属类的行为的动词或动词短语。约定同属性名。

（3） 参数表

指一些按顺序排列的属性定义了操作的输入。定义方式采取“名称：类型”，多个参数用逗号隔开。

（4） 返回类型

绝大部分编程语言只支持一个返回值，即返回类型至多一个。

4. 接口（Interface）

接口是指类或组件所提供的、可以完成特定功能的一组操作的集合。接口描述了类或组件的对外的、可见的动作，通常一个类实现一个或多个接口。

定义看起来比较枯燥，通俗点说接口就像螺丝和螺帽的关系，是为类制定了一种规范，是类与类之间的一种约束和协定。

对于一些小程序，一般不需要接口，因为功能的改动对整体的影响不大；但对于大的程序，一旦用户需求对功能进行变动，而功能之间的耦合度高的话就会对整个程序造成影响，而如果使用接口的话，就能在使用之前就想好它要实现的全部功能，即功能的封装。之后需求变化只需要重新写实现类，同样其他人只需要调用接口，不需要知道类的消息。

5. 关系（Ralationship）

（1） 依赖（Dependency）关系

表示某一类元以某种形式依赖于其他类元，它表现了这样一种场景，如下图，对于一个元素（提供者）的某些更改会影响或提供消息给其他元素（客户），即客户以某种形式依赖于提供者。

（2） 泛化（Generalization）关系

表示一种存在于一般元素和特殊元素之间的分级关系，描述了“is a kind of”（是……的一种）的关系，如汽车是交通工具的一种。在类中一般元素称为超类或父类，特殊元素称为子类。

（3） 关联（Association）关系

表示一组具有共同结构特征、行为特征、关系和语义的链接，是一种结构关系，指明一个事物的对象与另一个事物的对象间的关系。如学生和大学的关系，学生在大学里学习，大学又包括了很多学生，所以可以在学生和大学之间建立关联关系。

（4） 聚合（Aggregation）关系

是一种特殊形式的关联关系。表示整体与部分关系的关联，简单来说，就是关联关系中的一组元素组成了一个更大、更复杂的单元。描述了“has  a”的关系。如大学和学院，大学是由很多个学院组成的，因此两者之间是聚合关系。

（5） 实现（Realization）关系

表示规格说明和其实现之间的关系，将一种模型元素和另一种模型元素连接起来，比如类和接口。 如打字员和键盘，键盘保证自己的部分行为可以实现打字员的行为。

四、连接关系图形小结

由于连接关系之间使用的图形较为相似，基本由箭头和直线组成，容易混淆，在此进行总结，以便查看。

五、小练习——简易听歌系统类图

• 用户与歌手：关联关系，1个用户可能关注0到n个歌手；
• 用户与歌曲：关联关系，1个用户可能播放或者收藏0到n首歌曲；
• 歌曲与歌手：关联关系，1首歌曲对应至少1位歌手；
• 歌曲与歌曲列表：聚合关系，1到n首歌组成了1个歌曲列表；
• 用户实现接口注册和登录。

第一次写，若有错误的地方，欢迎批评指正。后续会更新用例图、活动图等，可关注等待哦。

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题图来自Unsplash，基于CC0协议。