UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）类图是用于描述系统中类的静态结构及其关系的模型。它是面向对象设计和建模中最常用的一种图示。

UML 类图的基本构成

1. 类（Class）

• 类用一个矩形表示，分为三部分：
  • 类名：矩形顶部，显示类的名称。
  • 属性：中间部分，列出类的成员变量。
  • 方法：底部部分，列出类的成员函数。

属性和方法的访问修饰符

• +：Public（公共的）
• -：Private（私有的）
• #：Protected（受保护的）

2. 类之间的关系

- 关联（Association）

表示两个类之间存在一种关系（平等的），用一条实线连接。

• 单向关联：箭头指向依赖方。
• 双向关联：无箭头。
• 自关联：指向自己。

单向关联，比如，每个乘客只有一张票。

双向关联，比如，每个消费者买多个产品，每个产品也会售卖给多个消费者。

自关联。

- 聚合（Aggregation）

是一种弱的 “整体-部分” 关系，用带空心菱形的实线表示。整体可以存在，即使部分不存在。

聚合，比如，公司和员工，一个公司包含有又多员工，但是，如果一个公司没有了，员工还可去别的公司。

- 组合（Composition）

是一种强的“整体-部分”关系，用带实心菱形的实线表示。部分不能独立于整体存在。

例如，公司和部门，公司没有了，部门也不会存在。

- 继承（Generalization）

表示类之间的继承关系，用带空心三角形的实线表示。耦合度最大。

- 实现（Realization）

表示类实现接口，用带空心三角形的虚线表示。

- 依赖（Dependency）

表示一个类依赖于另一个类，用带箭头的虚线表示。耦合性最弱的一种关联方式，临时性的关联，

UML 类图实例

以一个“图书管理系统”为例，类图可能包括如下几种类：

类描述

1. User（用户）：表示系统中的用户。
2. Book（书籍）：表示系统管理的书籍。
3. Library（图书馆）：代表图书馆本身。
4. Admin（管理员）：User 的子类，负责管理书籍和用户。

类图表示

+----------------+           +----------------+       +---------------+
|     Library    |           |      Book      |       |     User      |
+----------------+           +----------------+       +---------------+
| - name         |<>-------->| - title        |       | - username    |
| - address      |           | - author       |       | - password    |
+----------------+           | - isbn         |       +---------------+
| + getBooks()   |           +----------------+       | + login()     |
| + addBook()    |                                    +---------------+
+----------------+                                           /\
                                                           extends
                                                             |
                                                   +----------------+
                                                   |     Admin      |
                                                   +----------------+
                                                   | - permissions  |
                                                   +----------------+
                                                   | + addBook()    |
                                                   | + removeBook() |
                                                   +----------------+

说明

1. 关联关系

   • Library 与 Book 之间为聚合关系（空心菱形），表示图书馆可以包含多个书籍，但书籍可以独立存在。

2. 继承关系

   • Admin 继承了 User，继承关系用空心三角形表示。

3. 类的属性和方法

   • 每个类详细列出属性和方法，并使用修饰符标识访问权限。

4. 职责分工

   • Library 提供管理书籍的功能。
   • User 提供基础用户功能，而 Admin 是其特化，添加了管理书籍和用户的权限。