C++ Programmer's Cookbook

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UML的類圖關系分為： 關聯、聚合/組合、依賴、泛化（繼承）。而其中關聯又分為雙向關聯、單向關聯、自身關聯；下面就讓我們一起來看看這些關系究竟是什么，以及它們的區別在哪里。

1、關聯


雙向關聯：
C1-C2：指雙方都知道對方的存在，都可以調用對方的公共屬性和方法。

在GOF的設計模式書上是這樣描述的：雖然在分析階段這種關系是適用的，但我們覺得它對于描述設計模式內的類關系來說顯得太抽象了，因為在設計階段關聯關系必須被映射為對象引用或指針。對象引用本身就是有向的，更適合表達我們所討論的那種關系。所以這種關系在設計的時候比較少用到，關聯一般都是有向的。

使用ROSE 生成的代碼是這樣的：

class C1 
...{
public:
    C2* theC2;

};

class C2 
...{
public:
    C1* theC1;

};

雙向關聯在代碼的表現為雙方都擁有對方的一個指針，當然也可以是引用或者是值。





單向關聯:
C3->C4：表示相識關系，指C3知道C4，C3可以調用C4的公共屬性和方法。沒有生命期的依賴。一般是表示為一種引用。

生成代碼如下：

class C3 
...{
public:
    C4* theC4;

};

class C4 
...{

};

單向關聯的代碼就表現為C3有C4的指針，而C4對C3一無所知。

自身關聯（反身關聯）：
自己引用自己，帶著一個自己的引用。

代碼如下：

class C14 
...{
public:
    C14* theC14;

};

就是在自己的內部有著一個自身的引用。

2、聚合/組合

當類之間有整體-部分關系的時候，我們就可以使用組合或者聚合。



聚合：表示C9聚合C10，但是C10可以離開C9而獨立存在（獨立存在的意思是在某個應用的問題域中這個類的存在有意義。這句話怎么解，請看下面組合里的解釋）。

代碼如下：

class C9 
...{
public:
    C10 theC10;

};

class C10 
...{

};

組合（也有人稱為包容）：一般是實心菱形加實線箭頭表示，如上圖所示，表示的是C8被C7包容，而且C8不能離開C7而獨立存在。但這是視問題域而定的，例如在關心汽車的領域里，輪胎是一定要組合在汽車類中的，因為它離開了汽車就沒有意義了。但是在賣輪胎的店鋪業務里，就算輪胎離開了汽車，它也是有意義的，這就可以用聚合了。在《敏捷開發》中還說到，A組合B，則A需要知道B的生存周期，即可能A負責生成或者釋放B，或者A通過某種途徑知道B的生成和釋放。

他們的代碼如下：

class C7 
...{
public:
    C8 theC8;

};

class C8 
...{
};

可以看到，代碼和聚合是一樣的。具體如何區別，可能就只能用語義來區分了。

3、依賴



依賴:
指C5可能要用到C6的一些方法，也可以這樣說，要完成C5里的所有功能，一定要有C6的方法協助才行。C5依賴于C6的定義，一般是在C5類的頭文件中包含了C6的頭文件。ROSE對依賴關系不產生屬性。

注意，要避免雙向依賴。一般來說，不應該存在雙向依賴。

ROSE生成的代碼如下：

// C5.h
#include "C6.h"

class C5 
...{

};

// C6.h
#include "C5.h"

class C6
...{

};

雖然ROSE不生成屬性，但在形式上一般是A中的某個方法把B的對象作為參數使用(假設A依賴于B)。如下：

#include "B.h"
class A
...{
          void Func(B &b);
}

那依賴和聚合\組合、關聯等有什么不同呢？

關聯是類之間的一種關系，例如老師教學生，老公和老婆，水壺裝水等就是一種關系。這種關系是非常明顯的，在問題領域中通過分析直接就能得出。

依賴是一種弱關聯，只要一個類用到另一個類，但是和另一個類的關系不是太明顯的時候（可以說是“uses”了那個類），就可以把這種關系看成是依賴，依賴也可說是一種偶然的關系，而不是必然的關系，就是“我在某個方法中偶然用到了它，但在現實中我和它并沒多大關系”。例如我和錘子，我和錘子本來是沒關系的，但在有一次要釘釘子的時候，我用到了它，這就是一種依賴，依賴錘子完成釘釘子這件事情。

組合是一種整體-部分的關系，在問題域中這種關系很明顯，直接分析就可以得出的。例如輪胎是車的一部分，樹葉是樹的一部分，手腳是身體的一部分這種的關系，非常明顯的整體-部分關系。

上述的幾種關系（關聯、聚合/組合、依賴）在代碼中可能以指針、引用、值等的方式在另一個類中出現，不拘于形式，但在邏輯上他們就有以上的區別。

這里還要說明一下，所謂的這些關系只是在某個問題域才有效，離開了這個問題域，可能這些關系就不成立了，例如可能在某個問題域中，我是一個木匠，需要拿著錘子去干活，可能整個問題的描述就是我拿著錘子怎么釘桌子，釘椅子，釘柜子；既然整個問題就是描述這個，我和錘子就不僅是偶然的依賴關系了，我和錘子的關系變得非常的緊密，可能就上升為組合關系（讓我突然想起武俠小說的劍不離身，劍亡人亡...）。這個例子可能有點荒謬，但也是為了說明一個道理，就是關系和類一樣，它們都是在一個問題領域中才成立的，離開了這個問題域，他們可能就不復存在了。


4、泛化（繼承）



泛化關系：如果兩個類存在泛化的關系時就使用，例如父和子，動物和老虎，植物和花等。
ROSE生成的代碼很簡單，如下：

#include "C11.h"

class C12 : public C11
...{
};

5、這里順便提一下模板



上面的圖對應的代碼如下：

template<int>
class C13 
...{
};

這里再說一下重復度，其實看完了上面的描述之后，我們應該清楚了各個關系間的關系以及具體對應到代碼是怎么樣的，所謂的重復度，也只不過是上面的擴展，例如A和B有著“1對多”的重復度，那在A中就有一個列表，保存著B對象的N個引用，就是這樣而已。

好了，到這里，已經把上面的類圖關系說完了，希望你能有所收獲了，我也費了不少工夫啊（畫圖、生成代碼、截圖、寫到BLOG上，唉，一頭大汗）。不過如果能讓你徹底理解UML類圖的這些關系，也值得了。:)