写在设计模式前的准备基础知识--UML类之间的关系(C#版)

在学习GOF的23种设计模式之前，我们需要准备一些额外的基础知识，比如UML类图。23种设计模式都有各自的类图表示。所以，读懂UML类图可以很好地帮助我们更深入地理解各种设计模式。 在UML类图中，常见的有以下几种关系：泛化（Generalization）、实现（Realization）、关联（Association）、聚合（Aggregation）、组合（Composition）以及依赖（Dependency）。以下分别来熟悉每种关系在UML类图中的含义和表示方法。

1.泛化关系（Generalization）

【泛化关系】：也称作特化（specialization），用来表示一个更一般和更特殊的分类器之间的关系，从面向对象的角度来看，他表达的是类和类之间的继承(inheritance)关系，它指定了子类如何特化父类的所有特征和行为。 例如：老虎是动物的一种，即有老虎的特性也有动物的共性。 【箭头指向】：带三角箭头的实线，箭头指向父类 注意，泛化在语义上理解为更特殊的分类器 is kind of更一般的关系，本例我们可以理解人是生物的一种或者是一种生物。记住这点很重要。  

2.实现关系（Realization）

【实现关系】：是一种类与接口的关系，表示类是接口所有特征和行为的实现。 【箭头指向】：带三角箭头的虚线，箭头指向接口 接口表示 I can do的一种概念，例如 PenBrush（画笔）完全可以做IBrush（笔刷）做的事情。 C#中 泛化（generalization）和实现（realization）的比较 我们不讨论语言层面抽象类 （abstract class） 和接口（Interface）的技术性差别。 在C#中，泛化我们主要指类和类的继承关系，表示is kind of的关系，当然如果一个接口继承了另外一个接口，我也主张把他划分为泛化，这符合is kind of的观点。实现主要指类和接口的关系，表示这个类完全实现了接口成员，I can do 。当然两者在C#实现上都是通过符合”:”实现，但是在语义上完全是两回事情，在UML关系图中识别也不一样。还要提醒你下，如果在C#中，你的类如果继 承了一个类，同时实现了一或者多个接口，一定要把类写在所有接口的前面。  

3.关联关系（Association）

【关联关系】：是一种拥有的关系，它使一个类知道另一个类的属性和方法；如：老师与学生，丈夫与妻子关联可以是双向的，也可以是单向的。双向的关联可以有两个箭头或者没有箭头，单向的关联有一个箭头。 【代码体现】：成员变量 【箭头及指向】：带普通箭头的实心线，指向被拥有者 上图中，老师与学生是双向关联，老师有多名学生，学生也可能有多名老师。但学生与某课程间的关系为单向关联，一名学生可能要上多门课程，课程是个抽象的东西他不拥有学生。 在UML中，对象之间的多重性可以直接在关联直线上用一个数字或一个数字范围表示。 对象之间可以存在多种多重性关联关系，常见的多重性表示方式如下表所示：

表示方式	多重性说明
1..1	表示另一个类的一个对象只与该类的一个对象有关系
0..*	表示另一个类的一个对象与该类的零个或多个对象有关系
1..*	表示另一个类的一个对象与该类的一个或多个对象有关系
0..1	表示另一个类的一个对象没有或只与该类的一个对象有关系
m..n	表示另一个类的一个对象与该类最少m，最多n个对象有关系 (m≤n)

还有一种关联关系为自身关联，如下图：

4. 聚合（Aggregation）

【聚合关系】：是整体与部分的关系，且部分可以离开整体而单独存在。如车和轮胎是整体和部分的关系，轮胎离开车仍然可以存在。 聚合关系是关联关系的一种，是强的关联关系；关联和聚合在语法上无法区分，必须考察具体的逻辑关系。 【代码体现】：成员变量 【箭头及指向】：带空心菱形的实心线，菱形指向整体 聚集关系和关联关系的区别表现在以下方面：

（1) 对于具有关联关系的两个对象，多数情况下，两者有独立的生命周期。 (2) 对于具有聚集关系（尤其是强聚集关系）的两个对象，整体对象会制约它的组成对象的生命周期。部分类的对象不能单独存在，它的生命周期依赖于整体类的对象的 生命周期，当整体消失，部分也就随之消失。

不过，在C#中表示关联关系和聚集关系时，两者比较相似,都是作为成员变量存在。  

5. 组合(Composition)

【组合关系】：是整体与部分的关系，但部分不能离开整体而单独存在。如公司和部门是整体和部分的关系，没有公司就不存在部门。 组合关系是关联关系的一种，是比聚合关系还要强的关系，它要求普通的聚合关系中代表整体的对象负责代表部分的对象的生命周期。 【代码体现】：成员变量 【箭头及指向】：带实心菱形的实线，菱形指向整体

6. 依赖(Dependency)

【依赖关系】：是一种使用的关系，即一个类的实现需要另一个类的协助，所以要尽量不使用双向的互相依赖. 【代码表现】：局部变量、方法的参数或者对静态方法的调用 【箭头及指向】：带箭头的虚线，指向被使用者 各种关系的强弱顺序： 泛化 = 实现 > 组合 > 聚合 > 关联 > 依赖 下面这张UML图，比较形象地展示了各种类图关系： UML图及关系总结： 泛化（继承）：表示一般与特殊的关系，用一条实线加空心箭头来表示； 实现：表示类与接口的关系，用一条虚线加空心箭头来表示； 关联：连接模型元素及链接实例，用一条实线来表示； 依赖：表示一个元素以某种方式依赖于另一个元素，用一条虚线加箭头来表示； 聚集：表示整体与部分的关系，用一条实线加空心菱形来表示； 组成：表示整体与部分的有一关系，用一条实线加实心菱形来表示；   本文参考： http://kb.cnblogs.com/page/129490/ http://www.cnblogs.com/Roping/archive/2009/10/26/1590085.html http://www.uml.org.cn/oobject/201211231.asp