第1章 UML基础:类的关系

1. 类的关系

1.1 继承和实现:继承表示有父子关系

第1章 UML基础:类的关系_第1张图片 

1.2 依赖:(use–a),表示一个类要使用(use)另一个类。

(1)类图

 

(2)三种依赖方式函数参数或返回值局部变量静态成员变量或函数

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class C21
{
public:

    //1、使用形参或返回值发生依赖关系
    C22 test(C22 theC22);

    //2、使用局部变量发生依赖关系
    void test()
    {
        C22 theC22; //或C22* theC22 = new C22;
                    //离开这个作用域后the22要销毁
    }

    //3、全局变量或静态变量(函数)发生依赖关系
    void test()
    {
        C22 theC22 = g_C22; //g_C22为全局变量
        C22::func();        //使用类的静态成员函数
    }
};
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1.3 关联:是一种平等的朋友关系

(1)双向关联:双方都知道对方的存在,都可以调用对方的公有成员变量和函数

第1章 UML基础:类的关系_第2张图片 

  ①在代码的表现为双方都拥有对方的一个指针或引用。注意,表现为拥有对方的一个 “指针” 和 “引用”。

  ②之所以是指针和引用是有原因的。如果是值(对象)那么就不是关联了,而是组合。因为是值的话,C31对象消失C32对象也会消失。这和组合的定义就一样了 :整体与部分的关系,而且整体消失部分也会消失,部分不能独立于整体存在。

(2)单向关联

第1章 UML基础:类的关系_第3张图片 

  ①表示相识关系,指C33知道C34,可以调用C34的公共成员变量和函数

  ②代码上表示为C33有C34的指针,而C34对C33一无所知。

(3)自身关联:自己的内部有着一个指向自身的指针或引用

第1章 UML基础:类的关系_第4张图片 

1.4 聚合与组合

(1)聚合:(has–a ),表示整体-部分的关系,但部分可以脱离整体而单独存在。

第1章 UML基础:类的关系_第5张图片 

  ①如C41聚合C42,但是C42可以离开C41而独立存在。在创建C41类的对象时,一般不会马上创建theC42对象,而是等待一个外界的对象传给它。

  ②当用C++代码来描绘关联和聚合时都是一个类包含了另外一个类的指针。但是他们是有区别的,这个区别不是C++语法上的差别,而是语义上的差别聚合是整体和部分的关系,而且关联是平等的朋友关系,比如。张三和李四,是关联。而张三和张三的杯子是聚合。张三和张三的鼻子是组合。

(2)组合:Contains-a表示整体-部分的关系,但部分不能脱离整体而单独存在。如手脚是身体的一部分,轮胎与汽车的一部分,脱离后就没有意义了。

第1章 UML基础:类的关系_第6张图片 

  ①一般组合用的是值对象(如theC44,表示其生命期与整体一致)

  ②聚合是指针。但有时组合也可以用指针,在构造函数中创建对象,析构函数中销毁对象。但不同的是聚合,一般其对象指针是由类外传入的,而组合是在内部的构造函数中new出来的

  ③从语义上看,组合与聚合也是不一样的。当表示聚合时,部分可以脱离整体。而组合不行。

2. 依赖和聚合/组合、关联的区别

  ①关联是类之间的一种平等关系,例如老师和学生,老公和老婆,水壶装水等就是一种关系。从语义上很容易区分出来

  ②组合是一种整体-部分的关系,在问题域中这种关系很明显,从语义上可以直接分析得出。例如轮胎是车的一部分,树叶是树的一部分,手脚是身体的一部分这种的关系,非常明显的整体-部分关系。

  ③上述的几种关系(依赖、关联、聚合/组合)在代码中可能以指针、引用、值等的方式在另一个类中出现,不拘于形式,只有配合语义,结合上下文来判断。而只给出一段代码让我们来判断是什么关系,还是无法准确判断的。

  ④这里还要说明一下,所谓的这些关系只是在某个问题域才有效,离开了这个问题域,可能这些关系就不成立了。

3. 类关系的实例分析

(1)类图

第1章 UML基础:类的关系_第7张图片 

(2)代码实现

//CGPSReceiver.h

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#ifndef _CGPSRECEIVER_H_
#define _CGPSRECEIVER_H_

class CGPSReceiver
{
public:
    void Navigate();
};

#endif // _CGPSRECEIVER_H_
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//CGPSReceiver.cpp

///////////////////////////////////////////////////////////
//  CGPSReceiver.cpp
//  Implementation of the Class CGPSReceiver
//  Created on:      06-5月-2016 9:25:01
//  Original author: SantaClaus
///////////////////////////////////////////////////////////

#include "CGPSReceiver.h"
#include 

void CGPSReceiver::Navigate(){
    
    printf("使用GPS导航...\n");
}
View Code

//CEngine.h

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#if !defined(_CENGINE_H_)
#define _CENGINE_H_

class CEngine
{
public:
    CEngine(int capacity, int power);
    void start();
    void stop();

    int getCapacity();
    void setCapacity(int capacity);
    int getPower();
    void setPower(int power);

private:
    int mCapacity;
    int mPower;

};

#endif //!_CENGINE_H_
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//CEngine.cpp

///////////////////////////////////////////////////////////
//  CEngine.cpp
//  Implementation of the Class CEngine
//  Created on:      06-5月-2016 9:25:01
//  Original author: SantaClaus
///////////////////////////////////////////////////////////

#include "CEngine.h"
#include 

CEngine::CEngine(int capacity, int power)
{
    mCapacity = capacity;
    mPower = power;
}

void CEngine::start(){
    printf("%d cc,%d匹马力的发动机发动了!\n",mCapacity, mPower);
}


void CEngine::stop(){
    printf("发动机关闭了!\n");
}

int CEngine::getCapacity()
{
    return mCapacity;
}

void CEngine::setCapacity(int capacity)
{
    mCapacity = capacity;
}

int CEngine::getPower()
{
    return mPower;
}

void CEngine::setPower(int power)
{
    mPower = power;
}
View Code

//CWheel.h

复制代码
#if !defined(_CWHEEL_H_)
#define _CWHEEL_H_

class CWheel
{
public:
    CWheel(int size, const char* typeName, int no);

    CWheel& operator = (const CWheel& cw);
    CWheel(const CWheel& cw); //复制构造函数

protected:
    int mNo;
    int mSize;
    const char* mTypeName;

    void check();

};

#endif // !defined(_CWHEEL_H_)
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//CWheel.cpp

///////////////////////////////////////////////////////////
//  CWheel.cpp
//  Implementation of the Class CWheel
//  Created on:      06-5月-2016 9:25:05
//  Original author: SantaClaus
///////////////////////////////////////////////////////////

#include "CWheel.h"
#include 

void CWheel::check(){
    printf("检查第%d个车轮:型号(%s),大小(%d)\n", mNo + 1, mTypeName, mSize);
}


CWheel::CWheel(int size, const char* name, int no){
    mSize = size;
    mNo = no;
    mTypeName = name;

    check();
}

CWheel& CWheel::operator = (const CWheel& cw)
{
    mNo = cw.mNo;
    mSize = cw.mSize;
    mTypeName = cw.mTypeName;
    return *this;
}
CWheel::CWheel(const CWheel& cw) //复制构造函数
{
    mNo = cw.mNo;
    mSize = cw.mSize;
    mTypeName = cw.mTypeName;
}
View Code

//CVehicle.h

复制代码
#if !defined(_CVEHICLE_H_)
#define _CVEHICLE_H_

#include "CWheel.h"
#include 

using namespace std;

class CVehicle
{
protected:
    char* mColor;
    char* mMake;
    int mTopSpeed;

    list mWheels; //车轮与CVehicle是组合关系。声明为值对象

    void slowDown();
    void speedUp();
    void start();
    void stop();

};

#endif // !defined(_CVEHICLE_H_)
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//CVehicle.cpp

#include "CVehicle.h"

void CVehicle::slowDown(){
    printf("正在减速...\n");
}


void CVehicle::speedUp(){
    printf("正在加速...\n");
}


void CVehicle::start(){
    printf("车子开始启动\n");
}


void CVehicle::stop(){
    printf("车子停下\n");
}
View Code

//CBicycle.h

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#if !defined(_CBICYCLE_H_)
#define _CBICYCLE_H_

#include "CVehicle.h"

class CBicycle : public CVehicle
{
public:
    CBicycle();
    ~CBicycle();
    void ride();

};

#endif // !defined(_CBICYCLE_H_)
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//CBicycle.cpp

///////////////////////////////////////////////////////////
//  CBicycle.cpp
//  Implementation of the Class CBicycle
//  Created on:      06-5月-2016 9:25:01
//  Original author: SantaClaus
///////////////////////////////////////////////////////////

#include "CBicycle.h"


CBicycle::CBicycle():CVehicle(){
    mColor = "白色";
    mMake = "永久";
    mTopSpeed = 20;

    printf("%s%s自行车,最高时速:%d\n", mColor, mMake, mTopSpeed);

    for (int i = 0; i < 2; i++)
    {
        CWheel cw(21, "B型自行车车轮", i);
        mWheels.push_back(cw); //会复制一份cw过去
    }

}

CBicycle::~CBicycle(){
    mWheels.clear();
}


void CBicycle::ride(){
    start();
    speedUp();
    printf("自行车行驶中...\n");
    slowDown();
    stop();
}
View Code

//CCar.h

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#if !defined(_CCAR_H_)
#define _CCAR_H_

#include "CEngine.h"
#include "CGPSReceiver.h"
#include "CVehicle.h"

class CCar : public CVehicle
{
public:
    CCar(CGPSReceiver* gps, char* color, char* make, int topSpeed);
    ~CCar();
    void drive();

protected:
    CEngine mEngine; //发动机与CCar类是组合关系,声明为值对象
    CGPSReceiver *mGPSReceiver; //导航与CCar是聚合关系,声明为指针,由外部传入
};

#endif // !defined(_CCAR_H_)
复制代码

//CCar.cpp

///////////////////////////////////////////////////////////
//  CCar.cpp
//  Implementation of the Class CCar
//  Created on:      06-5月-2016 9:25:01
//  Original author: SantaClaus
///////////////////////////////////////////////////////////

#include "CCar.h"

CCar::CCar(CGPSReceiver* gps, char* color, char* make,int topSpeed) :mEngine(0, 0)
{
    mTopSpeed = topSpeed;
    mEngine.setCapacity(mTopSpeed + 1000);
    mEngine.setPower(mTopSpeed - 70);
    mColor = color;
    mMake = make;
    mGPSReceiver = gps;

    printf("%s%s车,最高时速:%d\n", mColor, mMake, mTopSpeed);

    //生成4个轮子
    for (int i = 0; i < 4; i++)
    {
        CWheel cw(36, "A型汽车车轮", i);
        mWheels.push_back(cw); //会复制一份cw过去
    }
}


CCar::~CCar(){
    mWheels.clear();
}


void CCar::drive(){
    if (mGPSReceiver)
        mGPSReceiver->Navigate();

    mEngine.start();

    speedUp();
    printf("汽车行驶中...\n");
    slowDown();

    mEngine.stop();
    stop();
}
View Code

//CPerson.h

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#if !defined(_CPERSON_H_)
#define _CPERSON_H_

#include "CGPSReceiver.h"
#include "CBicycle.h"
#include "CCar.h"

class CPerson
{
public:
    CGPSReceiver *mGPSReceiver; //CGPSReceiver与CPerosn是关联关系(平等、朋友关系),由类外传入

    void drive(CCar* car); //CCar与CPerson通过形参发生依赖关系
    void ride(CBicycle* bicle);//CBicycle与CPerson通过形参发生依赖关系
    void use(CGPSReceiver* gps);//将gps传给mGPSReceiver;
};

#endif // !defined(_CPERSON_H_)
复制代码

//CPerson.cpp

///////////////////////////////////////////////////////////
//  CPerson.cpp
//  Implementation of the Class CPerson
//  Created on:      06-5月-2016 9:25:04
//  Original author: SantaClaus
///////////////////////////////////////////////////////////

#include "CPerson.h"

void CPerson::drive(CCar* car){
    car->drive();
}

void CPerson::ride(CBicycle* bicycle){
    bicycle->ride();
}

void CPerson::use(CGPSReceiver* gps){

    mGPSReceiver = gps;

    mGPSReceiver->Navigate();
}
View Code

//main.cpp

复制代码
#include 
#include "CPerson.h"

int main()
{
    CPerson person;

    //GPS
    CGPSReceiver gps;

    //开车
    CCar* car = new CCar(&gps, "黑色", "红旗", 200);
    person.drive(car);
    delete car;

    printf("\n");

    //骑自行车
    CBicycle *bicycle = new CBicycle();
    person.ride(bicycle);
    delete bicycle;

    printf("\n");

    //测试GPS
    person.use(&gps);

    return 0;
}

/*输出结果:

黑色红旗车,最高时速:200
检查第1个车轮:型号(A型汽车车轮),大小(36)
检查第2个车轮:型号(A型汽车车轮),大小(36)
检查第3个车轮:型号(A型汽车车轮),大小(36)
检查第4个车轮:型号(A型汽车车轮),大小(36)
使用GPS导航...
1200 cc,130匹马力的发动机发动了!
正在加速...
汽车行驶中...
正在减速...
发动机关闭了!
车子停下

白色永久自行车,最高时速:20
检查第1个车轮:型号(B型自行车车轮),大小(21)
检查第2个车轮:型号(B型自行车车轮),大小(21)
车子开始启动
正在加速...
自行车行驶中...
正在减速...
车子停下

使用GPS导航...
*/

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