java中类之间的六种关系

摘要

在六种关系中，从弱到强排列分别是:依赖、关联、聚合、组合、继承、实现。

关联是类与类之间的一种结构关系。

其中聚合和组合都是关联的特殊种类，表示了整体和部分的关系。

如果类A方法中仅仅使用了类B中的对象，那么类A依赖于类B。

如果类A控制类B的生命周期，那么类A和类B是组合关系。

六种关系在UML图中的线条表示

依赖和关联区别

关系名称	具体关系	区别体现
依赖	使用关系(语义关系)	对象a只调用对象b的服务
关联	结构关系	对象a能够获得对象b的实例并调用服务

若类A单向关联指向类B，则在类A中存在一个属性B b，即类B以属性的方式存在于类A。

若类A依赖类B，则不会有这个属性，类B的实例可能存在于某个方法调用的参数中，或某个方法的局部变量中。

聚合和组合区别

关系名称	具体关系	区别体现
聚合	弱的结构关系(整体和部分)	整体不存在，部分存在
组合	强的结构关系(整体和部分)	整体不存在，部分也不存在

继承和实现区别

关系名称	具体关系	区别体现
继承	一般与特殊	将同语义层元素连接，通常在同一模型内
实现	语义关系	将不同语义层元素连接，通常在不同模型内

一、依赖

概念:依赖是六大关系中最弱的关系，是一种弱的关联。它是两个事物之间的语义关系，是一种使用关系，表现为一个对象仅仅是调用了另一个对象的服务,其中一个事物(独立事物)发生变化会影响另一个事物(依赖事物)的语义。

具体体现:

通常使用类库就是其中的一种提现，比如在程序中调用了sqrt()开方函数，还有在A类中用到B类，即B类以方法参数或者方法中的局部变量等形式出现在A中。

代码体现如下:

public class Clothes {
	private String clothesName="大风衣";

	public String getClothesName() {
		return this.clothesName;
	}
}

public class Food {
	private String food="糖醋里脊";

	public String getAceType() {
		return this.food;
	}
	
}

public class Person {
	private String name;
	
	public void showInfo(Food food,Clothes clothes) {
		System.out.println(name+"穿"+clothes+"吃"+food);
	}
}

在UML绘图中是带虚线的箭头，如下所示:

在这个例子中，人类依赖于衣服类和食物类，如果没有衣服类跟食物类，人就不能吃跟穿，并且衣服和食物一改变也会影响人类的变化。

二、关联

概念:关联是一种结构关系,它描述了一组对象之间连接的链，有单向关联、双向关联和自身关联(只涉及一个类)，链上可以添加多重度，角色名称，说明关联的对象数量以及行为等。在关联关系中又有特殊的类型——聚合和组合，用于描述部分和整体之间的结构关系。

具体体现:

自关联:自己包含自己

单向关联:类A知道类B，而不需要类B知道类A。(类B作为类A的属性)

代码体现:

public class Teacher {
	private String  tchName="小明";

	public String getTchName() {
		return this.tchName;
	}

}

public class Student { 
	private String  stuName;
	Teacher xiaoMing=new Teacher();
	public void showInfo() {
		System.out.println(xiaoMing.getTchName()+"教了这位"+stuName+"同学");
	}
	
}

在UML图中，关联关系用实线的箭头表示，如下所示：

在这个例子中，单向关联，学生类单向new了老师这个对象，并调用了这个对象的方法。

双向关联:类A需要知道类B，而类B也需要知道类A。(类AB互为对方的属性)

代码体现：

public class Student { 
	private String  stuName="狗蛋";
	Teacher xiaoMing=new Teacher();
	
	public void showInfo() {
		System.out.println(xiaoMing.getTchName()+"教了这位"+stuName+"同学");
	}

	public String getStuName() {
		return this.stuName;
	}
}

public class Teacher {
	private String  tchName="小明";
	Student gd=new Student();

	public String getTchName() {
		return this.tchName;
	}
	
	public void showInfo() {
		System.out.println("学生"+gd.getStuName()+"是我的学生");
	}
}

在这个例子中，双向关联，学生类new了老师这个对象，老师类也new了学生这个对象，互相调用了各自的方法。

三、聚合

概念:聚合可以理解为一组引用的集合(引用的合成)，整体不存在，但是部分可以单独存在。体现的是整体和部分拥有的关系,整体和部分之间是可以分离的，各自具有各自的生命周期，部分可以属于多个整体对象，也可以为多个整体对象共享,聚合暗示子类型独立于父类型而存在。

具体体现:

比如学生和老师组成一个班级，班级解散后，老师和学生还可以单独存在。是has-a的关系,班级 has a student。

类似的还有员工与部门，你跟你的家庭，主板上的各部件和主板的关系等。

代码体现:

public class Student { 
	private String  stuName="狗蛋";
	public String getStuName() {
		return this.stuName;
	}
}

public class Teacher {
	private String  tchName="小明";
	public String getTchName() {
		return this.tchName;
	}
}

在UML类图中用空心菱形加箭头表示，菱形指向整体，如下图所示:

在这个例子中，班级是整体，老师和学生都是部分，当班级不存在的时候，老师和学生还可以单独存在，比如说，狗蛋升学了，他所在的这个三年二班已经不在了，他的老师小明也去教别的班去了。

四、组合

概念:组合可以理解为一组值的集合(值的合成)，整体不存在，部分也就不存在。是一种很强的拥有关系。类A的部分由类B的对象组成，并且类A控制类B的生命周期。组合暗示没有父类型，子类型无法存在。整体和部分之间共生死。

具体体现:

页面和书的关系，四肢和人的关系等，他们具有contains-a的关系。

代码体现:

public class Page {
	private int pageNums=100;//页数
	private String pageType="护眼纸张";//纸的类型
	public int getPageNums() {
		return pageNums;
	}
	public String getPageType() {
		return pageType;
	}	
	
}

public class Book {
	private String bookName="金刚经";
	Page num1=new Page();
	
	public void  showBookInfo() {
		System.out.println(bookName+"由"+num1.getPageNums()+"页的"
				+num1.getPageType()+"型的纸类型构成");
	}

}

在UML类图中用实心菱形加箭头表示，菱形指向整体，如下图所示:

在这个例子中，书跟页面是组合的关系，页面不能独立于书而存在。

五、继承

概念:继承又叫做泛化，是一个类和它的一个或多个细化类之间的关系，即一般与特殊的关系。特殊元素(子元素)的对象可替代一般元素(父元素)的对象[里氏代换],用这种方法，子元素共享了父元素的结构和行为。

具体体现:

动物类和猫类之间的关系，交工工具类和飞机类之间的关系，猫类is a 动物类，他们具有 is a 的关系。

代码体现:

public class Animal {
	public void eat() {
		System.out.println("动物会吃东西");
	}
	
	public void speak() {
		System.out.println("动物会吼叫");
	}
}

//猫类重写了父类的方法
public class Cat extends Animal{
	public void eat() {
		System.out.println("猫吃老鼠");
	}
	
	public void speak() {
		System.out.println("猫会喵喵叫");
	}
}

在UML类图中用空心三角形指向父类，实心的线，如下图所示:

在这个例子中，猫类继承动物类，可以对父类的方法进行重载，使用extends关键字继承父类，可以继承父类除私有方法和属性以外的一切方法跟属性。

六、实现

概念:实现是类元之间的语义关系，其中一个类元指定了由另一个类元保证执行的契约。

具体体现:

java通过接口来实现多继承，一个接口或者抽象类，定义好一组操作，由具体的实现类去完成接口的具体操作。

代码体现：

public interface PaoMian {
	public void jiashui();//往泡面加热水
	
	public void waitTime();//等待泡面泡熟
	
	public void eatMian();//开吃
}

public class EatPaoMian implements PaoMian{

	@Override
	public void jiashui() {
		// TODO 自动生成的方法存根
		System.out.println("往泡面加入热水");
	}

	@Override
	public void waitTime() {
		// TODO 自动生成的方法存根
		System.out.println("等待三分钟...");
	}

	@Override
	public void eatMian() {
		// TODO 自动生成的方法存根
		System.out.println("泡面熟了，开吃");
	}
}

在UML类图中用空心三角形指向接口，空心的线，如下图所示:

在这个例子中，抽象接口泡面定义了三个操作：加水、等待、开吃，而吃泡面这个类实现了这个接口，具体化了泡面这个流程操作。