UML类图在代码中的实现

来源：互联网发布：产品可靠性仿真软件编辑：程序博客网时间：2024/06/14 15:44

《大话》中的23种设计模式的代码都是根据UML类图在C#中实现的，可见类图对于面向对象编程的重要性。在UML类图的四种关系这一篇文章详细地介绍过类图之间的关系，关联（聚合、组合），依赖、继承和实现。这篇文章就类图的四种关系在C#的具体实现做一个介绍。

关联

关联是一种“拥有”关系，指一个类需要“知道”另一类的属性或方法。在代码中的表现为在类A的定义中使用类B作为成员变量。如企鹅类和气候类，企鹅根据气候的变化才确定是否需要迁徙。结构图如下：

实现代码：

    class Climate                              //气候类    {        public  string climate;                      public string Climate        {            get { return climate; }            set { climate = value; }        }          }    class Penguin    {        Climate climate;                  //Penguin类中引用Climate        public Penguin(Climate climate)        {            this.climate = climate;        }        public void  migrate()        {            Console.WriteLine("由于"+climate.climate+"企鹅迁徙");        }            }

聚合

聚合属于关联中“弱”的拥有关系，体现的是A可以包含B，但B不是A的一部分，两者的生命周期不同。如企鹅和企鹅群，企鹅组成了企鹅群，企鹅离开企鹅群可以单独存在。其结构图如下：

实现代码

    class Penguins    {        private Penguin penguin;                 //声明一个Penguin 对象        public Penguins(Penguin penguin)         //通过构造方法，传入具体的对象penguin        {            this.penguin = penguin;        }    }    class Penguin    {    }

组合

组合属于关联中“强”的拥有关系，体现的是A包含B，B是A的一部分，两者有相同的生命周期。如企鹅和眼睛、鼻子等。

实现代码

    class Penguin    {        private Eyes eyes;        private Nose nose;        public Penguin()        {            eyes = new Eyes();                nose = new Nose();    //在Penguin类中，初始化时，实例化眼睛Eyes和鼻子Nose        }            }    class Eyes{...}    class Nose{...}

聚合和组合的区别在于整体与部分的生命周期不同，这在代码中也有所体现。在上述例子中，聚合关系中企鹅群类中引用企鹅类作为参数，并没有实例化Penguin，这就是说当Penguins类撤销时，penguin类存在并可能作为参数引用其他类当中。组合关系中在Penguin类初始化的同时，创建Eyes和Nose对象，当Penguin类撤销时，Eyes和Nose类同时撤销，表现为三者的生命周期相同。

依赖

依赖关系体现的是一种“使用”关系，即一个类在代码要引用另一个类的属性或方法。如，企鹅类和氧气类，企鹅呼吸氧气，这一种依赖关系。其类图如下：

从图中可以看出，在Penguin方法Breathe()中需要引用Oxygen对象。在代码中的具体实现：

    class Penguin         //企鹅类    {                public void Breath(Oxygen oxygen);  //氧气作为参数    }    class Oxygen         //氧气类    {    }

泛化

泛化也可称为继承，继承很好地体现了面向对象的特性。学习继承时，有三点是要注意的，1、子类拥有父类非private的属性和方法；2、子类具有自己的属性和方法。3、子类可以对其父类的方法进行重写。如：动物类作为父类，其子类是企鹅类，它们的结构图如下：

实现代码

   class Animal                 //动物类作为父类    {        protected string name;        public Animal(string name)//“名字”属性        {            this.name = name;        }        public void Breath()//定义父类的“呼吸”方法        {        }    }    class Penguin : Animal    //企鹅类作为子类，继承与动物类    {        public Penguin(string name) : base(name) { }//子类构造方法需要调用父类同样的参数类型的构造方法，base代表父类。        public void Breath                          //子类继承父类的Breath方法        {        }        public void Swim                           //子类的特有方法Swim        {        }    }

实现

实现是指接口和实现类的关系，接口中定义了一系列的方法和属性，这些方法和属性在实现类中实现。比如，呼吸（动作）作为接口，企鹅去实现这个接口。其接口图为:

实现代码：

    interface IBreath            //定义接口，关键字为interface    {         string Breath();       //接口中定义的方法    }    class Penguin : IBreath     //实现接口的语法    {        public void Breath()        {            Console.WriteLine ("企鹅呼吸");//实现接口定义的方法        }    }

继承和实现两种关系，在一定程度上我认为可以等同的，代码中的实现时注意关键字的使用。

总结

UML类图对编程有着指导性作用，类图表达了软件编程过程时需要的类，类图的关系则表示的是各个类之间的参数传递和调用。

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