测试人员必须掌握的UML类图详解

发表于:2018-11-29 11:49

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 作者:扶千词    来源:51CTO博客

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UML
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    UML类图是一种结构图,用于描述一个系统的静态结构。类图以反映类结构和类之间关系为目的,用以描述软件系统的结构,是一种静态建模方法。类图中的类,与面向对象语言中的类的概念是对应的。
  1 类结构
  在类的UML图中,使用长方形描述一个类的主要构成,长方形垂直地分为三层,以此放置类的名称、属性和方法。
  其中,
  一般类的类名用正常字体粗体表示,如上图;抽象类名用斜体字粗体,如
 User
  ;接口则需在上方加上
  <<interface>>
     。
     属性和方法都需要标注可见性符号,
   +
  代表
  public
  ,
  #
  代表
  protected
  ,
  -
  代表
  private
   另外,还可以用冒号
 :
  表明属性的类型和方法的返回类型,如
  +$name:string
  、
  +getName():string
   当然,类型说明并非必须。
  2 类关系
  类与类之间的关系主要有六种:继承、实现、组合、聚合、关联和依赖,这六种关系的箭头表示如下,
  接着我们来了解类关系的具体内容。
  3 六种类关系
  六种类关系中,组合、聚合、关联这三种类关系的代码结构一样,都是用属性来保存另一个类的引用,所以要通过内容间的关系来区别。
  3.1 继承
  继承关系也称泛化关系(Generalization),用于描述父类与子类之间的关系。父类又称作基类,子类又称作派生类。
  继承关系中,子类继承父类的所有功能,父类所具有的属性、方法,子类应该都有。子类中除了与父类一致的信息以外,还包括额外的信息。
  例如:公交车、出租车和小轿车都是汽车,他们都有名称,并且都能在路上行驶。
  PHP代码实现如下:
 <?phpclass Car{    public $name;    public function run()
  {        return '在行驶中';
  }
  }class Bus extends Car{    public function __construct()
  {        $this->name = '公交车';
  }
  }class Taxi extends Car{    public function __construct()
  {        $this->name = '出租车';
  }
  }// 客户端代码$line2 = new Bus;echo $line2->name . $line2->run();  3.2 实现
  实现关系(Implementation),主要用来规定接口和实现类的关系。
  接口(包括抽象类)是方法的集合,在实现关系中,类实现了接口,类中的方法实现了接口声明的所有方法。
  例如:汽车和轮船都是交通工具,而交通工具只是一个可移动工具的抽象概念,船和车实现了具体移动的功能。
  实现关系
 <?phpinterface Vehicle{    public function run();
  }class Car implements Vehicle{    public $name = '汽车';    public function run()
  {        return $this->name . '在路上行驶';
  }
  }class Ship implements Vehicle{    public $name = '轮船';    public function run()
  {        return $this->name . '在海上航行';
  }
  }// 客户端代码$car = new Car;echo $car->run();
  3.3 组合关系
  组合关系(Composition):整体与部分的关系,但是整体与部分不可以分开。
  组合关系表示类之间整体与部分的关系,整体和部分有一致的生存期。一旦整体对象不存在,部分对象也将不存在,是同生共死的关系。
  例如:人由头部和身体组成,两者不可分割,共同存在。
  组合关系
  <?phpclass Head{    public $name = '头部';
  }class Body{    public $name = '身体';
  }class Human{    public $head;    public $body;    public function setHead(Head $head)
  {        $this->head = $head;
  }    public function setBody(Body $body)
  {        $this->body = $body;
  }    public function display()
  {        return sprintf('人由%s和%s组成', $this->head->name, $this->body->name);
  }
  }// 客户端代码$man = new Human();
  $man->setHead(new Head());
  $man->setBody(new Body());echo $man->display();
  3.4 聚合关系
  聚合关系(Aggregation):整体和部分的关系,整体与部分可以分开。
  聚合关系也表示类之间整体与部分的关系,成员对象是整体对象的一部分,但是成员对象可以脱离整体对象独立存在。
  例如:公交车司机和工衣、工帽是整体与部分的关系,但是可以分开,工衣、工帽可以穿在别的司机身上,公交司机也可以穿别的工衣、工帽。
   <?phpclass Clothes{    public $name = '工衣';
  }class Hat{    public $name = '工帽';
  }class Driver{    public $clothes;    public $hat;    public function wearClothes(Clothes $clothes)
  {        $this->clothes = $clothes;
  }    public function wearHat(Hat $hat)
  {        $this->hat = $hat;
  }    public function show()
  {        return sprintf('公交车司机穿着%s和%s', $this->clothes->name, $this->hat->name);
  }
  }// 客户端代码$driver = new Driver();
  $driver->wearClothes(new Clothes());
  $driver->wearHat(new Hat());echo $driver->show();
  3.5 关联关系
  关联关系(Association):表示一个类的属性保存了对另一个类的一个实例(或多个实例)的引用。
  关联关系是类与类之间最常用的一种关系,表示一类对象与另一类对象之间有联系。组合、聚合也属于关联关系,只是关联关系的类间关系比其他两种要弱。
  关联关系有四种:双向关联、单向关联、自关联、多重数关联。
  例如:汽车和司机,一辆汽车对应特定的司机,一个司机也可以开多辆车。
  在UML图中,双向的关联可以有两个箭头或者没有箭头,单向的关联或自关联有一个箭头。上图对应的PHP代码如下:
  <?phpclass Driver{    public $cars = array();    public function addCar(Car $car)
  {        $this->cars[] = $car;
  }
  }class Car{    public $drivers = array();    public function addDriver(Driver $driver)
  {        $this->drivers[] = $driver;
  }
  }// 客户端代码$jack = new Driver();
  $line1 = new Car();
  $jack->addCar($line1);
  $line1->addDriver($jack);
  print_r($jack);
  在多重性关系中,可以直接在关联直线上增加一个数字,表示与之对应的另一个类的对象的个数。
 1..1
  :仅一个
  0..*
  :零个或多个
  1..*
  :一个或多个
  0..1
  :没有或只有一个
  m..n
  :最少m、最多n个(m<=n)
   3.6 依赖关系
  依赖关系(Dependence):假设A类的变化引起了B类的变化,则说名B类依赖于A类。
  大多数情况下,依赖关系体现在某个类的方法使用另一个类的对象作为参数。
  依赖关系是一种“使用”关系,特定事物的改变有可能会影响到使用该事物的其他事物,在需要表示一个事物使用另一个事物时使用依赖关系。
  例如:汽车依赖汽油,如果没有汽油,汽车将无法行驶。
  依赖关系
  <?phpclass Oil{    public $type = '汽油';    public function add()
  {        return $this->type;
  }
  }class Car{    public function beforeRun(Oil $oil)
  {        return '添加' . $oil->add();
  }
  }// 客户端代码$car = new Car;echo $car->beforeRun(new Oil());
  4 总结
  这六种类关系中,组合、聚合和关联的代码结构一样,可以从关系的强弱来理解,各类关系从强到弱依次是:继承→实现→组合→聚合→关联→依赖。如下是完整的一张UML关系图。
  UML类图是面向对象设计的辅助工具,但并非是必须工具,如果暂时不理解本文的内容,可以继续看设计模式部分,并不会影响。
  说明:本文所有UML类图均使用免费的UMLet工具,在比较了Viso和StartUML后,感觉UMLet要好用很多,强烈推荐使用。

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