【UML】- 类图

写在前面

  UML，大家都听过，可是说清楚，能通过UML沟通的人倒不是很多。画图能帮助我们快速回忆一些信息，也方便做大型方案设计。本文将基于IDEA的插件——PlantUML（关于如何安装，请看文档底部的系列文章），并结合plantuml官网，整理出基本的最常用的元素来说明如何绘制类图。如果遇到文章中未整理的其他元素，可自行再去查看官方文档。

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一、基本概念

类图，无非就是用图形来快速表示我们平常所写的代码。这里我将代码归纳为以下3类：

1、元素
代码中我们经常用到的元素有：
包、类、抽象类、接口、注解、枚举
属性（成员变量）、方法（构造方法、普通）、性质（get、set）

2、访问权限
私有、默认、保护、公开
静态、抽象

3、关系
继承、实现、依赖、关联（聚合和组合）

好了，接下来我们一一用PlantUML来表示说明。

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二、具体步骤

1.环境说明

名称	说明
Mac版本/操作系统/芯片	MacBook Pro/macOS Monterey/Apple M1 Pro
Intellij IDEA版本	Intellij IDEA 2019.2.3(Ultimate Edition)
PlantUML Integration	2.23.0

2.元素

2.1 具体类

先说具体类，其他的大同小异。

具体类：用矩形框表示，
矩形框由上到下分为4个部分：
第1部分：类名称
第2部分：属性（成员变量）
第3部分：方法
第4部分：性质（get/set）

PlantUML文件后缀名为.puml，文件以@startuml开始，以@enduml结束。

以下简单定义一个类，uml语法如下：

@startuml

class Clazz {
    field: String
    --
    Clazz()
    Clazz(String field)
    method(): String
    --
    getField(): String
    setField(String field): void
}
note top: 第1部分：类名, class用于声明一个类
note left of Clazz::field
第2部分：属性，声明一个String类型的变量field
end note
note left of Clazz::Clazz
第3部分：方法，2个构造，1个普通
end note
note left of Clazz::getField
第4部分：性质，get/set方法
end note

@enduml

对应的uml类图：

对应的java Clazz类：

public class Clazz {

    String field;

    public Clazz() {
    }

    public Clazz(String field) {
        this.field = field;
    }

    String method() {
        // return something
        return null;
    }
    public String getField() {
        return field;
    }

    public void setField(String field) {
        this.field = field;
    }
}

2.2 抽象类、接口、注解、枚举

@startuml

abstract class AbstractQueuedSynchronizer
interface Iterable<T>
annotation FunctionalInterface
enum TimeUnit {
DAYS
HOURS
MINUTES
}

@enduml

对应的uml类图：

2.3 包（命名空间）

@startuml

package java.utils #EEE {
    class A{}
    class B{}
}
note top: 用package关键字声明一个包

package java.util1 #EEE {
    class A{}
    class C{}
}
note top: 不同的包中不能使用相同的类名(classA在util包中已经声明，所以在utils1包中没生效)

namespace java.util2 #EEE {
    class A{}
    class C{}
}
note top: 用namespace关键字声明一个工作空间，可以解决不同包同类名的问题

@enduml

对应的uml类图：

！提示：命名空间引用没有命名空间中的类，前面要加上一个英文的点(.)；使用命名空间中的类时，要加命名空间。

@startuml

class BaseClass

namespace net.dummy #EEE {
    .BaseClass <|-- Person
    Meeting o-- Person

    .BaseClass <|- Meeting
}

namespace net.foo {
  net.dummy.Person  <|- Person
  .BaseClass <|-- Person
  net.dummy.Meeting o-- Person
}

BaseClass <|-- net.unused.Person

@enduml

UML类图：

关于类与类之间的连线，我们会在接下来进行讲解。

3.访问权限

符号表示：

-: private（当前类）
#: protected（当前类、同包、子类）
+: public（当前类、同包、子类、其他包）
不带符号表示default（当前类，同包），plantUML中用～表示
_: static(静态方法)

@startuml

class Clazz {
    - privateField: String
    ~ defaultField: String
    # protectedField: String
    + publicField: String
    {static} staticField: String
    --
    - privateMethod(): String
    ~ defaultMethod(): String
    # protectedMethod(): String
    + publicMethod(): String
    {static} staticMethod(): String
    {abstract} abstractMethod(): String
    --
    + getPrivateField(): String
    + setPrivateField(): String
}

note left of Clazz::privateField
用-表示私有
end note
note left of Clazz::defaultField
用～表示默认
end note
note left of Clazz::protectedField
用#表示保护
end note
note left of Clazz::publicField
用+表示公开
end note
note left of Clazz::staticField
用{static}表示静态
end note
note right of Clazz::privateMethod
 说明：方法与属性在图形上的区别是前者是空心，后者是实心
end note
note right of Clazz::abstractMethod
用{abstract}表示抽象
end note

@enduml

对应的uml类图：

4.关系

符号表示：

继承：
空心箭头 + 实线
由子指向父

实现：
空心箭头 + 虚线
由实现类指向接口

依赖：
箭头 + 虚线
由使用方指向被使用方，表示使用方对象持有被使用方对象的引用
方法入参（构造方法、静态方法、普通方法）、返回值、局部变量

关联（聚合、组合）：
箭头 + 实线
聚合（空心棱形）
组合（实心棱形）

表达式：
数字：精确的数量
*或者0..*：表示0到多个
0..1：表示0或者1个
1..*：表示1个到多个

@startuml

class A1
class B1
A1 <|-- B1
note bottom: 用<|--表示继承

class A2
class B2
A2 <|.. B2
note bottom: 用<|..表示实现

class A3
class B3
A3 <.. B3
note bottom: 用<..表示依赖

class A4
class B4
A4 <-- B4
note bottom: 用<--表示关联

class A5
class B5
A5 "*" --o "1" B5
note bottom: 用--o表示聚合，两边表示数量

class A6
class B6
A6 --* B6
note bottom: 用--*表示组合

@enduml

对应的uml类图：

5.布局

@startuml

class A
class B
A -- B: '-'可以替换成'*'，同理
note right: 2个-代表垂直布局

class A1
class B1
A1 - B1
note right: 1个-代表水平布局

@enduml

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三、参考资料

plantuml官网

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写在后面

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