前面介绍的用例图和活动图，都是为了捕获用户的需求。

需求明白了之后，就要开始设计。

而类图，就是用来进行软件设计的一种图。类图是一种静态图。

1 类图的定义与面向对象

1.1 类class

类的具有相同属性、操作、方法、关系或者行为的一组对象的描述符。

类是真实世界事物的抽象。

1.2 对象object

类的实例，被称为对象。

同一个类的各个对象具有：

• 相同的属性，但属性的取值可以不同
• 提供相同的操作、有相同的语义

综上，把类相关的元素画在一起，即为类图。

1.3 面向对象设计要解决的问题

在设计一个较为复杂的软件系统时，往往需要进行建模，是使用类图建模时，需要考虑：

• 这个系统有多少个类？
• 每个类需要定义多少个属性？
• 每个类需要定义多少个操作/方法？
• 类与类之间的关系是怎样的？
• 类之间的信息交互、如何完成复杂功能的?

2 UML中类图的元素介绍

2.1 类的表示

类的图形表示可由4个部分组成：

• 名称
• 属性
• 操作/方法

此外，在类的图形最下面，还可以再加一个职责的描述，用来对这个类的功能进行说明。

在显示时，只有名称是必须的，其余部分可以隐藏，不展示。

2.2 类之间的关系

2.2.1 继承/泛化（实线+空心三角箭头）

继承，也可称作泛化，表示一般与具体的关系。

2.2.2 实现（虚线+空心三角箭头）

类与接口的关系。

2.2.3 依赖（虚线+箭头）

某个类的功能依赖另一个类

2.2.4 关联（实线/实线+菱形）

关联的修饰，包括名称、角色、多重性、聚合/组合，后面小节具体介绍

2.3 类元素的命名

2.3.1 类

类名的每一个词的首字母大写，如：Student

2.3.2 属性

属性名除第一个词之外的每个词的首字母大写，如：stdNumber

2.3.3 操作/方法

操作名除第一个词之外的每个词的首字母大写，如：selectCourse();

3 关联关系的修饰

3.1 名称及其方向

• 名称：即描述关联的词，如老师教（teaches）课程
• 方向：用箭头表示关系的指向，比如在下图中，可以在teaches右边补充一个向右的箭头，表示是左边的老师讲授右边课程

3.2 角色

角色，就是关联中对象扮演的角色，比如公司扮演雇主，人扮演雇员。

3.3 多重性

指定在任何时间点关系中可以涉及的对象数。

无默认多重性 如果未明确说明多重性，则为未定。

来看下面这个例子：

从图中可以看出：

• 一个公司有7个雇员，1个人可以被一个公司雇佣。
• 一个银行账户对应一个拥有者；一个银行账户又可以有多个操作者。
• 一个人可以有0到多个银行账户；一个人又可以操作0到多个银行账户。

3.4 聚合/组合

聚合和组合，都是表示部分与整体之间的关系。

• 聚合："整体"有管理“部分”的特有的职责，例如，学校和学生
• 组合：“整体”拥有“部分”的生命，例如，手机和屏幕

3.5 关联类

关联类，是一种特殊的类，既能当关联使用，又有类的特点。

例如，公司与个人这两个类，仅靠普通关联可能无法描述清楚其关系，这个时候就可以使用关联类，它能定义关系的属性、操作等等。

4 类图实例

4.1 实例一

如下图：

• 电视机依赖插座
• 发电厂实现插座的供电功能
• 屏幕是电视机的一部分，是组合关系
• 火力发电厂是发电厂的一种，是泛化关系
• 发电厂由发电设备，工厂工人等来维持正常运作，是聚合关系

4.2 实例二

如下图：

• 学校里有学生，是聚合关系，并且学校可以有1个至多个，对应的学生可以有任意个
• 学校里有各个部分，是组合关系，一个学校可以有多个部门/学院
• 学生可以选课，1个学生可以选多个课程，1个课程也可以被多个学生选
• 1个部门/学院可以开设多个课程
• 1个课程可以由多个教师来讲授
• 1个部门/学院可以多个教师，是聚合关系

5 总结

本篇介绍了UML中的类图，主要包括类图的各种元素，类之前的各种关系等等。