前言

UML类图是一种结构图,用于描述一个系统的静态结构。类图以反映类结构和类之间关系为目的,用以描述软件系统的结构,是一种静态建模方法。类图中的类,与面向对象语言中的类的概念是对应的。

参考文献

uml图例工具:https://www.umlet.com

php根据uml生成代码:https://www.laruence.com/2010/05/14/1473.html

UML类图

类结构

在类的UML图中,使用长方形描述一个类的主要构成,长方形垂直地分为三层,以此放置类的名称、属性和方法。

1

其中,

一般类的类名用正常字体粗体表示,如上图;抽象类名用斜体字粗体,如User;接口则需在上方加上<>。

属性和方法都需要标注可见性符号,+代表public,#代表protected,-代表private

另外,还可以用冒号:表明属性的类型和方法的返回类型,如+$name:string、+getName():string。当然,类型说明并非必须。

类关系

类与类之间的关系主要有六种:继承、实现、组合、聚合、关联和依赖,这六种关系的箭头表示如下,

2

接着我们来了解类关系的具体内容。

六种类关系

六种类关系中,组合、聚合、关联这三种类关系的代码结构一样,都是用属性来保存另一个类的引用,所以要通过内容间的关系来区别。

继承关系

继承关系也称泛化关系(Generalization),用于描述父类与子类之间的关系。父类又称作基类,子类又称作派生类。

继承关系中,子类继承父类的所有功能,父类所具有的属性、方法,子类应该都有。子类中除了与父类一致的信息以外,还包括额外的信息。

例如:公交车、出租车和小轿车都是汽车,他们都有名称,并且都能在路上行驶。

3

Php代码实现如下:

<?php 
class Car {
    public $name;
    public function run() {
        return '在行驶中';
    }
}
class Bus extends Car {
    public function __construct() {
        $this->name = '公交车';
    }
}
class Taxi extends Car {
    public function __construct() {
        $this->name = '出租车';
    }
} 

// 客户端代码
$line2 = new Bus;
echo $line2->name . $line2->run();

实现关系

实现关系(Implementation),主要用来规定接口和实现类的关系。

接口(包括抽象类)是方法的集合,在实现关系中,类实现了接口,类中的方法实现了接口声明的所有方法。

例如:汽车和轮船都是交通工具,而交通工具只是一个可移动工具的抽象概念,船和车实现了具体移动的功能。

4

<?php
interface Vehicle {
    public function run();
}
class Car implements Vehicle {
    public $name = '汽车';
    public function run() {
        return $this->name . '在路上行驶';
    }
}
class Ship implements Vehicle {
    public $name = '轮船';
    public function run() {
        return $this->name . '在海上航行';
    }
} 

// 客户端代码
$car = new Car;
echo $car->run();

组合关系

组合关系(Composition):整体与部分的关系,但是整体与部分不可以分开。

组合关系表示类之间整体与部分的关系,整体和部分有一致的生存期。一旦整体对象不存在,部分对象也将不存在,是同生共死的关系。

例如:人由头部和身体组成,两者不可分割,共同存在。

5

<?php
class Head {
    public $name = '头部';
}
class Body {
    public $name = '身体';
}
class Human {
    public $head;
    public $body;
    public function setHead(Head $head) {
        $this->head = $head;
    }
    public function setBody(Body $body) {
        $this->body = $body;
    }
    public function display() {
        return sprintf('人由%s和%s组成', $this->head->name, $this->body->name);
    }
}
// 客户端代码
$man = new Human(); 
$man->setHead(new Head()); 
$man->setBody(new Body());
echo $man->display();

聚合关系

聚合关系(Aggregation):整体和部分的关系,整体与部分可以分开。

聚合关系也表示类之间整体与部分的关系,成员对象是整体对象的一部分,但是成员对象可以脱离整体对象独立存在。

例如:公交车司机和工衣、工帽是整体与部分的关系,但是可以分开,工衣、工帽可以穿在别的司机身上,公交司机也可以穿别的工衣、工帽。

6

<?php
class Clothes {
    public $name = '工衣';
}
class Hat {
    public $name = '工帽';
}
class Driver {
    public $clothes;
    public $hat;
    public function wearClothes(Clothes $clothes) {
        $this->clothes = $clothes;
    }
    public function wearHat(Hat $hat) {
        $this->hat = $hat;
    }
    public function show() {
        return sprintf('公交车司机穿着%s和%s', $this->clothes->name, $this->hat->name);
    }
} 
// 客户端代码
$driver = new Driver(); 
$driver->wearClothes(new Clothes()); 
$driver->wearHat(new Hat());
echo $driver->show();

关联关系

关联关系(Association):表示一个类的属性保存了对另一个类的一个实例(或多个实例)的引用。

关联关系是类与类之间最常用的一种关系,表示一类对象与另一类对象之间有联系。组合、聚合也属于关联关系,只是关联关系的类间关系比其他两种要弱。

关联关系有四种:双向关联、单向关联、自关联、多重数关联。

例如:汽车和司机,一辆汽车对应特定的司机,一个司机也可以开多辆车。

7

在UML图中,双向的关联可以有两个箭头或者没有箭头,单向的关联或自关联有一个箭头。上图对应的PHP代码如下:

<?php
class Driver {
    public $cars = array();
    public function addCar(Car $car) {
        $this->cars[] = $car;
    }
}
class Car {
    public $drivers = array();
    public function addDriver(Driver $driver) {
        $this->drivers[] = $driver;
    }
}
// 客户端代码
$jack = new Driver(); 
$line1 = new Car(); 
$jack->addCar($line1); 
$line1->addDriver($jack); 
print_r($jack);

在多重性关系中,可以直接在关联直线上增加一个数字,表示与之对应的另一个类的对象的个数。

1…1:仅一个

0…*:零个或多个

1…*:一个或多个

0…1:没有或只有一个

m…n:最少m、最多n个 (m<=n)

依赖关系

依赖关系(Dependence):假设A类的变化引起了B类的变化,则说名B类依赖于A类。

大多数情况下,依赖关系体现在某个类的方法使用另一个类的对象作为参数。

依赖关系是一种“使用”关系,特定事物的改变有可能会影响到使用该事物的其他事物,在需要表示一个事物使用另一个事物时使用依赖关系。

例如:汽车依赖汽油,如果没有汽油,汽车将无法行驶。

8

<?php
class Oil {
    public $type = '汽油';
    public function add() {
        return $this->type;
    }
}
class Car {
    public function beforeRun(Oil $oil) {
        return '添加' . $oil->add();
    }
} 
// 客户端代码
$car = new Car;
echo $car->beforeRun(new Oil());

总结

这六种类关系中,组合、聚合和关联的代码结构一样,可以从关系的强弱来理解,各类关系从强到弱依次是:继承→实现→组合→聚合→关联→依赖。如下是完整的一张UML关系图。

9

UML类图是面向对象设计的辅助工具,但并非是必须工具,如果暂时不理解本文的内容,可以继续看设计模式部分,并不会影响。