UML類圖有多少種關系

# UML類圖有多少種關系

## 引言

統一建模語言（UML）是軟件工程中廣泛使用的標準化建模語言，用于可視化、設計、構造和文檔化軟件系統。在UML中，類圖（Class Diagram）是最常用的結構圖之一，用于描述系統中的類及其相互關系。理解類圖中的關系類型對于設計良好的軟件架構至關重要。本文將詳細探討UML類圖中的各種關系類型，幫助讀者全面掌握其分類和應用場景。

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## 1. UML類圖關系概述

UML類圖主要描述系統中的類、接口、協作以及它們之間的關系。這些關系可以分為以下幾大類：

1. **關聯關系（Association）**
2. **依賴關系（Dependency）**
3. **泛化關系（Generalization）**
4. **實現關系（Realization）**
5. **聚合關系（Aggregation）**
6. **組合關系（Composition）**

每種關系在類圖中都有其獨特的表示方式和語義含義。下面將逐一詳細介紹這些關系。

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## 2. 關聯關系（Association）

### 定義
關聯關系表示類與類之間的結構連接，描述對象之間的長期關系。例如，學生和課程之間的關系可以表示為“學生選修課程”。

### 表示方式
- **普通關聯**：用一條實線連接兩個類。
- **雙向關聯**：默認情況下，關聯是雙向的（箭頭可省略）。
- **單向關聯**：用帶箭頭的實線表示（例如：A → B 表示A知道B，但B不知道A）。

### 示例
```plantuml
class Student {
    - name: String
}
class Course {
    - title: String
}
Student "1..*" -- "0..*" Course : 選修

變體

• 自關聯（Self-Association）：類與自身關聯（如樹節點之間的父子關系）。
• 多重性（Multiplicity）：通過數字或范圍表示關聯的數量（如 1..* 表示至少一個）。

3. 依賴關系（Dependency）

定義

依賴是一種臨時關系，表示一個類的變化可能影響另一個類。通常用于方法參數、局部變量或靜態方法調用。

表示方式

用虛線箭頭表示（A ??> B 表示A依賴B）。

示例

class Order {
    + calculateTotal(price: PriceCalculator): void
}
class PriceCalculator {
    + getPrice(): double
}
Order ..> PriceCalculator : 依賴

4. 泛化關系（Generalization）

定義

泛化是類之間的繼承關系，表示“is-a”關系（如“貓是動物”）。

表示方式

用帶空心三角箭頭的實線表示（子類指向父類）。

示例

class Animal {
    + eat(): void
}
class Cat {
    + meow(): void
}
Cat --|> Animal

5. 實現關系（Realization）

定義

實現是類與接口之間的關系，表示類實現了接口的契約。

表示方式

用帶空心三角箭頭的虛線表示（類指向接口）。

示例

interface Flyable {
    + fly(): void
}
class Bird {
    + fly(): void
}
Bird ..|> Flyable

6. 聚合關系（Aggregation）

定義

聚合是一種特殊的關聯關系，表示“整體-部分”關系，但部分可以獨立存在（弱擁有關系）。

表示方式

用帶空心菱形的實線表示（菱形指向整體）。

示例

class Department {
    - name: String
}
class Professor {
    - name: String
}
Department o-- Professor : 包含

7. 組合關系（Composition）

定義

組合是更強的聚合關系，表示部分不能脫離整體存在（強擁有關系）。

表示方式

用帶實心菱形的實線表示（菱形指向整體）。

示例

class House {
    - address: String
}
class Room {
    - size: int
}
House *-- Room : 包含

8. 其他關系補充

關聯類（Association Class）

用于描述關聯本身的屬性和行為。例如，學生與課程之間的“成績”關聯類。

class Student {
    - name: String
}
class Course {
    - title: String
}
class Enrollment {
    - grade: char
}
Student "1" -- "1" Enrollment
Enrollment "1" -- "1" Course

派生關聯（Derived Association）

通過其他關聯計算得出，用 / 標記。

9. 關系對比總結

10. 實際應用建議

1. 優先使用組合而非繼承：組合更靈活，符合“合成復用原則”。
2. 明確多重性：避免模糊的關聯定義。
3. 謹慎使用依賴：過度依賴會增加耦合度。

結語

UML類圖中的六種核心關系（關聯、依賴、泛化、實現、聚合、組合）是軟件設計的基礎。通過合理運用這些關系，可以構建出高內聚、低耦合的軟件系統。建議讀者結合具體案例練習，以深化理解。

提示：工具推薦使用PlantUML或StarUML繪制類圖。 “`