类图(Class Diagram)

类(Class)是面向对象(OO)编程中的一个重要概念，是对实体的抽象描述，包含被描述实体的属性和行为（方法）。在具体的程序语言中，类也分为不同种：如在 Java 中，类分为：普通类，抽象类，和 final 类等；接口(Interface)也可视为一种特殊的类。

类结构图

类或接口的描述。UML 类结构图一般分为三部分：

  1. 类名部分
  2. 属性（包含名称和类型）
  3. 方法（或称函数，其中包含名称和返回值类型）

以上三部分都会有具体的权限控制和值类型，如 public, private 等和 int, String 或其他自定义类型。以小狗狗为例，定义一个狗类，它的类名是 Dog, 有两个属性：昵称(nickName)和性别(gender)，还有一个动作：叫(say)，这些信息可以用类图表示成：

Class Dog

这幅图中省略了几个 getter and setter。对于接口的表达，除了没有属性部分，其余都是一样的（在 CPP 中，接口中也可能有大量的属性）。不过，在某些场景下，接口也可以用圆圈来表示。

在上面的 UML 的类结构图中，没能反映出属性和方法的访问权限信息，这是受做图软件的限制所致，上图是用 ArgoUML 画的，可能别的 UML 做图软件会表述这些信息。

类之间的关系

类和类之间可有不同的关系：依赖(Dependency)，关联(Association)，类属(Generalization 或称“泛化”)，实现(Realization)等。简单地可以如下图来表示：

relation of diagram

按照 wikipedia.org 的 UML 词条，上图中的“实现”和“泛化”应该合并在一起，都是 OO 中所谓的继承。

在做图时，一般纵向表示继承，横向表示关联，抽象类用斜体表示。

依赖 Dependency

如果 A 的变化影响到 B，而反之并不成立，则称 B 依赖于 A，如下图所示，注意使用的是虚线箭头

dependency

如：

public class Person {
    pubic void drive(Car car) {
        //...
    }
}

这个例子中，Person 依赖于 Car.

关联 Association

关联是对象之间的连接关系，其他所有类关系都可以视作某种关联关系的特例。关联之间具有导航的特性(navigate)，导航时，还可以标注数量对应关系：

如上图，一个班可以有1到多个学生，而一个学生只属于某一个班。上图的连线没有箭头，因为它们是双向导航的。如果是单向关联，就需要箭头，箭头指向被关联的元素，如前面的依赖关系中的表达。

聚合(aggregation)和组合(compsition)是特殊的关联关系，表示整体与局部之间的关系，它没有回路，暗指它是一种单向的关联，如：

class diagram of mail

上图中，邮件由标题、正文和附件构成，标题和正文是必须具有的，是组合关系，而附件是可有可无的，是聚合关系。可以认为组合关系是一种增强的聚合关系。

类属 Generalization

类属(Generalization)在 Java 中体现为泛化(extend). 假定所有动物都用 say() 的操作，但具体到某一种动物，狗还会跑，鱼儿还会游，鸟儿还会飞，可见它们不但包含基类“动物”的内容，还更多一些。可以简单用图表示如下：

extend

上面例中，Reptile/Fish/Bird 三个类包含了 Animal 的所有成员变量和方法，并分别增加了一个方法，从而对基类 Animal 进行扩展。这里的类扩展，在 Java 中也称为继承(inherit)。该示例的部分对应代码如下：

Animal:

public abstract class Animal {
    private String nikeName;
    private String gender;
    public abstract void say();
   
    public String getNikeName() {
        return nikeName;
    }
    public void setNikeName(String nikeName) {
        this.nikeName = nikeName;
    }
    public String getGender() {
        return gender;
    }
    public void setGender(String gender) {
        this.gender = gender;
    }
}

Reptile:

public class Reptile extends Animal {
    @Override
    public void say() {
        System.out.print("reptile");
    }
}

Reptile 类直接继承了 Animal 类的两个属性 nickName, gender 以及它们对应的 getters and setters, 但多了一个方法 run(). 另外两个类 Fish 和 Bird 类似。

这个例子也能看出，extends 并非简单的代码重用，它还有 override 的特性，如 Reptile 对 Animal，覆写 say() 方法。

实例化 Realization

Realization 指定义一个约定(在 Java 中称为 interface)，和对这个约定的实现(implementation)。如下图，DAO 是一个接口，UserDAO 和 DeptDAO 分别是对它的实现。

类图——实现

注意图中使用的箭头符号的样式。