快捷導(dǎo)航

IDEA如何快速構(gòu)建UML類圖

更新時(shí)間：2025年02月14日 10:56:04 作者：趙廣陸

UML類圖是一種用于描述軟件系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)的可視化建模語(yǔ)言,它通過類、屬性、方法以及它們之間的關(guān)系來表示系統(tǒng),類圖主要用于面向?qū)ο笤O(shè)計(jì),幫助理解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和類之間的關(guān)系,IDEA提供了自動(dòng)生成UML類圖的功能,但其局限性在于只能基于現(xiàn)有代碼生成

1 UML圖

統(tǒng)一建模語(yǔ)言（Unified Modeling Language，UML）是用來設(shè)計(jì)軟件的可視化建模語(yǔ)言。它的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、統(tǒng)一、圖形化、能表達(dá)軟件設(shè)計(jì)中的動(dòng)態(tài)與靜態(tài)信息。

UML 從目標(biāo)系統(tǒng)的不同角度出發(fā)，定義了用例圖、類圖、對(duì)象圖、狀態(tài)圖、活動(dòng)圖、時(shí)序圖、協(xié)作圖、構(gòu)件圖、部署圖等 9 種圖。

1.1 類圖概述

類圖(Class diagram)是顯示了模型的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，特別是模型中存在的類、類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及它們與其他類的關(guān)系等。類圖不顯示暫時(shí)性的信息。類圖是面向?qū)ο蠼５闹饕M成部分。

1.2 類圖的作用

在軟件工程中，類圖是一種靜態(tài)的結(jié)構(gòu)圖，描述了系統(tǒng)的類的集合，類的屬性和類之間的關(guān)系，可以簡(jiǎn)化了人們對(duì)系統(tǒng)的理解；
類圖是系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)階段的重要產(chǎn)物，是系統(tǒng)編碼和測(cè)試的重要模型。

1.3 類圖表示法

1.3.1 類的表示方式

在UML類圖中，類使用包含類名、屬性(field) 和方法(method) 且?guī)в蟹指罹€的矩形來表示，比如下圖表示一個(gè)Employee類，它包含name,age和address這3個(gè)屬性，以及work()方法。

屬性/方法名稱前加的加號(hào)和減號(hào)表示了這個(gè)屬性/方法的可見性，UML類圖中表示可見性的符號(hào)有三種：

+：表示public
-：表示private
#：表示protected

屬性的完整表示方式是： 可見性名稱：類型 [ = 缺省值]

方法的完整表示方式是： 可見性名稱(參數(shù)列表) [ ：返回類型]

注意：

中括號(hào)中的內(nèi)容表示是可選的
也有將類型放在變量名前面，返回值類型放在方法名前面

舉個(gè)栗子：

上圖Demo類定義了三個(gè)方法：

method()方法：修飾符為public，沒有參數(shù)，沒有返回值。
method1()方法：修飾符為private，沒有參數(shù)，返回值類型為String。
method2()方法：修飾符為protected，接收兩個(gè)參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)類型為int，第二個(gè)參數(shù)類型為String，返回值類型是int。

1.3.2 類與類之間關(guān)系的表示方式

1.3.2.1 關(guān)聯(lián)關(guān)系

關(guān)聯(lián)關(guān)系是對(duì)象之間的一種引用關(guān)系，用于表示一類對(duì)象與另一類對(duì)象之間的聯(lián)系，如老師和學(xué)生、師傅和徒弟、丈夫和妻子等。關(guān)聯(lián)關(guān)系是類與類之間最常用的一種關(guān)系，分為一般關(guān)聯(lián)關(guān)系、聚合關(guān)系和組合關(guān)系。我們先介紹一般關(guān)聯(lián)。

關(guān)聯(lián)又可以分為單向關(guān)聯(lián)，雙向關(guān)聯(lián)，自關(guān)聯(lián)。

1，單向關(guān)聯(lián)

在UML類圖中單向關(guān)聯(lián)用一個(gè)帶箭頭的實(shí)線表示。上圖表示每個(gè)顧客都有一個(gè)地址，這通過讓Customer類持有一個(gè)類型為Address的成員變量類實(shí)現(xiàn)。

2，雙向關(guān)聯(lián)

從上圖中我們很容易看出，所謂的雙向關(guān)聯(lián)就是雙方各自持有對(duì)方類型的成員變量。

在UML類圖中，雙向關(guān)聯(lián)用一個(gè)不帶箭頭的直線表示。上圖中在Customer類中維護(hù)一個(gè)List<Product>，表示一個(gè)顧客可以購(gòu)買多個(gè)商品；在Product類中維護(hù)一個(gè)Customer類型的成員變量表示這個(gè)產(chǎn)品被哪個(gè)顧客所購(gòu)買。

3，自關(guān)聯(lián)

自關(guān)聯(lián)在UML類圖中用一個(gè)帶有箭頭且指向自身的線表示。上圖的意思就是Node類包含類型為Node的成員變量，也就是“自己包含自己”。

1.3.2.2 聚合關(guān)系

聚合關(guān)系是關(guān)聯(lián)關(guān)系的一種，是強(qiáng)關(guān)聯(lián)關(guān)系，是整體和部分之間的關(guān)系。

聚合關(guān)系也是通過成員對(duì)象來實(shí)現(xiàn)的，其中成員對(duì)象是整體對(duì)象的一部分，但是成員對(duì)象可以脫離整體對(duì)象而獨(dú)立存在。例如，學(xué)校與老師的關(guān)系，學(xué)校包含老師，但如果學(xué)校停辦了，老師依然存在。

在 UML 類圖中，聚合關(guān)系可以用帶空心菱形的實(shí)線來表示，菱形指向整體。下圖所示是大學(xué)和教師的關(guān)系圖：

1.3.2.3 組合關(guān)系

組合表示類之間的整體與部分的關(guān)系，但它是一種更強(qiáng)烈的聚合關(guān)系。

在組合關(guān)系中，整體對(duì)象可以控制部分對(duì)象的生命周期，一旦整體對(duì)象不存在，部分對(duì)象也將不存在，部分對(duì)象不能脫離整體對(duì)象而存在。例如，頭和嘴的關(guān)系，沒有了頭，嘴也就不存在了。

在 UML 類圖中，組合關(guān)系用帶實(shí)心菱形的實(shí)線來表示，菱形指向整體。下圖所示是頭和嘴的關(guān)系圖：

1.3.2.4 依賴關(guān)系

依賴關(guān)系是一種使用關(guān)系，它是對(duì)象之間耦合度最弱的一種關(guān)聯(lián)方式，是臨時(shí)性的關(guān)聯(lián)。在代碼中，某個(gè)類的方法通過局部變量、方法的參數(shù)或者對(duì)靜態(tài)方法的調(diào)用來訪問另一個(gè)類（被依賴類）中的某些方法來完成一些職責(zé)。

在 UML 類圖中，依賴關(guān)系使用帶箭頭的虛線來表示，箭頭從使用類指向被依賴的類。下圖所示是司機(jī)和汽車的關(guān)系圖，司機(jī)駕駛汽車：

1.3.2.5 繼承關(guān)系

繼承關(guān)系是對(duì)象之間耦合度最大的一種關(guān)系，表示一般與特殊的關(guān)系，是父類與子類之間的關(guān)系，是一種繼承關(guān)系。

在 UML 類圖中，泛化關(guān)系用帶空心三角箭頭的實(shí)線來表示，箭頭從子類指向父類。在代碼實(shí)現(xiàn)時(shí)，使用面向?qū)ο蟮睦^承機(jī)制來實(shí)現(xiàn)泛化關(guān)系。例如，Student 類和 Teacher 類都是 Person 類的子類，其類圖如下圖所示：