类图思维导图

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2023-05-07

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类图

类的组成元素

应用类图建模

类图

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思维导图大纲

类的组成元素

类

类名

类名通常放在模型的顶部，用于描述该概念所代表的实体或对象。通常由一个名词和一些限定词组成，以便更加清晰地描述实体。

属性

1.属性是描述该类所代表的实体或对象特点的特定事物，在类内部表示为变量或数据。 2.属性通常用于表示该类实体的某些方面，如颜色、价格、编号等。 3.属性可以是公共的（即可以从其他类中访问）或私有的（只能在衣蛾类内部使用）。

方法

1.方法是类内部可执行的操作或功能，可用于改变该实体的状态或返回某些结果。它们表示了该类实体的行为或能力。 2.方法通常用动词来命名，并具有唯一的标志符。 3.方法可以是公有的（即可以从其他类中访问）或私有的（只能在类的内部使用）。

职责

类的职责是指它所应该承担的责任或任务。一个好的设计应该将职责适当分配到不同的类中，以使每个类的目标都尽可能的清晰明确，使得系统更容易理解和维护。

类中的关系

关联关系

1. 一对一关联一对一关联是指两个类之间存在一一对应的关系，通常在其中一个类中保存具有单个关联的对象。这种关联通常由类中的数据成员来实现，并使用getter和setter方法访问它们。例如，一个人只有一个身份证号码，而每个身份证号码也只对应一名持卡人。因此，可以将人类和身份证类之间的关系建立为一对一关联。 2. 一对多关联一对多关联是指一个类与另一个类之间存在一对多的连接关系。这种关系通常通过添加指向第二个类的引用变量或集合来实现。该引用允许第一个类访问其他类中的一个或多个对象。例如，一个订单可能包含多个商品，而每个商品只能属于一个订单。在这种情况下，订单类可以包含一个指向商品类对象的集合，而商品类则包含对其所属订单的引用。 3. 多对多关联多对多关联是指两个类之间存在复杂的关联关系，也称为人为语义上模糊度高的关系。在这种关联中，一个对象实例可以与多个其他对象实例相关联，反之亦然。为了实现多对多关联，可以创建一个中间类来充当两个原始类之间的链接，其中包含指向两个原始对象的引用或集合。例如，在电影院和观众之间建立多对多的关联时，可能需要创建中间类“电影票”，其中包含对电影和观众的引用。 4. 聚合关联聚合表示一种部分和整体之间的关系。在这种关系中，一个对象包括其他对象（称为其部分），但这些对象可以自我管理并且可以在它们整体的情况下独立于容器对象存在。例如，一个班级可以由学生组成，而学生是它的部分。如果删除班级对象，则学生对象不会被销毁，因为学生可以转到其他班级。 5. 组合关联组合是聚合关系的更强形式，表示整体与部分之间的生命周期相关。在这种关系中，部件对象不能在没有容器对象的情况下存在，因为容器负责管理它们的生命期。例如，一台计算机由处理器、硬盘、显示器等部件组成，并且如果计算机被销毁，则所有部件也必须被销毁。总之，关联是面向对象编程中很重要的概念，正确使用它可以帮助我们更好地建立和管理对象之间的联系，是解决业务问题的基础。

泛化关系

1.用于表示继承关系，其中子类从父类继承属性和方法。 2.泛化使用带箭头的实线表示，从派生类指向基础类。 3.实现使用带箭头的虚线表示，从实现类指向接口。

依赖关系

依赖关系指的是一个对象在特定情况下使用另一个对象，或者说一个类通过引用另一个类的对象来完成某些任务。在面向对象编程中，依赖关系通常是暂时的、短期的，并且明确地声明为该对象的参数、局部变量、方法返回值等。

实现关系

实现关系指的是一个类根据接口规范来实现某个接口，从而具有该接口所声明的所有方法和行为。在面向对象编程中，实现关系通常是静态的，并且表示类层次结构中超类和子类之间的继承关系。

接口

接口是一种规范，它定义了一个类或对象应该具备的方法名称、参数类型和返回值等信息，并不包含方法的具体实现。这些方法可能被许多不同的类实现，但只要这些类都实现了相同的接口，它们就可以以相同的方式被使用。

类的高级概念

抽象类

抽象类是一种特殊的类，在面向对象编程中，它通常被用来作为其他类和对象的基础。与普通类不同的是，抽象类不能直接实例化，必须由其他类来继承并完成其未实现的部分。

模板类

模板类是一种通用的类模板，可以用来创建具有相同属性和行为的特定类型的类。与普通类不同的是，模板类中包含了一个或多个占位符类型参数，这些占位符指定了实际类型在模板类被实例化时所代表的类型。

关联类

分析类

分析类是指在面向对象编程中，根据业务需求或者系统特点将实体对象进行分类划分和组织的高层次概念类。分析类通常代表了一组相关的实体对象（例如人员、订单、商品等），并封装了这些实体对象之间的共性属性和行为，以便于开发人员对其进行统一管理和操作。

应用类图建模

类图建模技术

对系统的词汇建模

系统的词汇建模是指在对系统进行分析和设计时，通过收集和整理相关领域的专业术语和常用名称，构建出一个准确、清晰、完整的词汇表。这个词汇表可以作为开发人员之间统一了解业务细节和使用的标准化命名方式和规范。

对简单协作建模

简单协作建模是一种面向对象的分析和设计方法，旨在帮助开发人员更好地理解系统中不同对象之间的关系和合作方式。其核心思想是通过图形化的模型来描述对象之间的交互和通信过程，以明确各个对象之间的职责、任务和接口

对逻辑数据库模式建模

逻辑数据库模式是指数据库中数据表之间的关系和约束规则，描述了业务实体在系统中存储的方式和关联关系。逻辑数据库模式主要关注数据表之间的逻辑联系，在进行该类建模时必须考虑如何将现实中的业务实体映射到数据库表中，并且通过相应的关联和约束来确保数据的完整性和一致性。

使用类图进行正向工程和逆向工程

通过使用类图进行正向工程和逆向工程，可以更加高效地完成系统中类及其关系的创建、管理和修改。正向工程是指根据需求和设计文档，将概念化的数据或模型转换为实现工程代码的过程。使用类图进行正向工程时，我们需要遵循以下步骤： 1. 分析需求和概念设计，基于客户端和服务器端应用场景分别建立其对应的类图，并利用UML语言编写每个类的属性和方法（包含可见性符号、参数类型等）。 2. 根据业务要求和系统架构规范，对类之间的继承、聚合、组合、依赖等关系进行优化并添加必要的验证规则和业务约束条件执行协议。 3. 生成类库、服务端后端等实现代码文件，并在相应程序中导入运用这些类库包的方法方式来实现预期功能。逆向工程则是一种反向操作，即从实现代码中提取信息重构出概念模型或者静态视图。使用类图进行逆向工程的过程一般分为三个步骤： 1. 使用工具从指定语言（例如Java、C++、PHP）的源码中自动提取类、接口、关系等信息，生成对应的UML模型。 2. 对提取出的UML模型进行调整修正，确保该模型符合现有系统的需求和设计，并添加必要的模型图注释及其他说明性文字来清晰解释每个元素的作用。 3. 可选地对重建后的模型进行细化和优化，包括删除冗余元素或属性、定义新的关联和依赖关系等，以满足新的业务需求或技术变革。在实际使用中，开发人员可以利用各种UML类图工具完成正向工程和逆向工程。常用的UML建模工具包括StarUML、Enterprise Architect、Visual Studio 等，工具简单易用，可为开发者提供全方面、高效的建模支持。

面向对象设计原则

面向对象设计原则是用来指导面向对象程序设计的基本规则和范式，有助于开发高质量、易维护、可扩展、易复用和灵活的面向对象软件系统。以下是五个常见的面向对象设计原则： 1. 单一职责原则(SRP)：一个类应该只有一个单一的责任，即它应该只有唯一的变更原因。这样可以使类内部具有高内聚而不会存在耦合。 2. 开放封闭原则(OCP)：对于扩展需要打开，对于修改进行封闭；也就是说，通过接口或抽象类等方式限定实现细节，保证在修改时不影响到原来的代码。 3. 里氏替换原则(LSP)：子类必须能够完全替代其父类，而方法参数和返回值类型应该与父类相同，不能改变其语义。这种模式促进多态性以及软件结构的稳定性。 4. 接口隔离原则(ISP)：最小化客户端与服务端模块之间的依赖，利用不同的接口和抽象类将系统分为多个独立的部分，以便每个部分都可以独立地进行优化，减少了代码上的复杂度。 5. 依赖倒置原则(DIP)：应该依赖于抽象（接口或者抽象类），具体类应该依赖于抽象而不是反过来。这种设计原则降低了模块之间的耦合度，使系统更容易扩展和修改。以上五个原则对于面向对象编程非常重要，并且相互关联，如果一个原则得到遵循，它有时会自然地导致其他原则的实现。当进行面向对象设计时，建议将这些原则作为参考标准，并根据实际情况灵活运用，从而提高程序的可维护性、可扩展性和质量。

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