《火球——UML大战需求分析》(第3章 分析业务模型-类图)——3.5 类的“递归”关系与“三角”关系

摘要：类图（Class Diagram）可能是用得最多的一种UML图。类图的基本语法并不复杂，你可能最多学习两三天就可以掌握，然而要真正做到活用类图则可能需要几年的功力。类图是锻炼面向对象分析（OOA：Object-Oriented Analysis）和面向对象设计（OOD：Object-Oriented Design）思想的重要的工具，是业务结构建模的重要工具。本章将会有大量的实战练习，你的OOA思想将会接受极大的考验和提升。

3.5 类的“递归”关系与“三角”关系

这个小节是类图的进阶知识，有一点难度，但这些知识在需求分析工作中非常实用。

“递归”关系

我在以前公司面试过的人数可能有数百人，如果面试者说他懂类图，那么我几乎100%会问这个问题：Windows操作系统中有文件夹与文件，请你用类图表达出文件夹与文件的关系。
经过前面的学习，你已经具备了能画出这个图的基本知识了，请你不要看后面的参考答案，先自己尝试完成这个题目。
很多面试者很快就会画出这样的图：

 
图 1.30 文件夹与文件关系1

我会接着问这些问题：
1)文件夹里面也可以有文件夹啊，这个怎样表示出来？
2)里面的文件夹里面也可能有文件夹，咋办？
很多面试者傻眼了，只有很少数人可以画出来。
其实画不出来也不用灰心，我刚学习类图时，也被这个题目一下子难倒了，后来看到参考答案后恍然大悟，同时对类图产生一种莫名的敬仰！

 
图 1.31 文件夹与文件关系2

文件夹里面有文件夹，里面的文件夹里面有可能有文件夹，这可能是无穷无尽的“递归”啊！而这个包含关系可以自己指向自己，可以“自包含”，这个无穷“递归”的问题就解决了，实在太完美了！
无论是弱包含还是强包含，都可以“自包含”。除了“自包含”可以形成“递归”，其实直线关系同样是可以指向自己的，这个叫“自关联”，这样也形成了“递归”关系。请看下图：

 
图 1.32 自关联

这种“递归”结构，一旦展开就会形成一棵树型的结构。需求分析时如果发现树型的业务结构，你可以考虑使用“自包含”或者“自关联”来分析。
其实“自包含”、“自关联”的说法是不严谨的，只是方便记忆和理解，实际上具体的一个文件夹是不会包含自己的。这里我们需要进一步理解类图中的每一个类所代表的意义，一个类并不是指具体的一个业务对象，一个类泛指属于这个类的任意一个业务对象。这里的解释可能还不够清楚，你可以暂且放下，在对象图的小节我们再具体说这个问题。

“三角”关系

前面有个练习，要求你画出公司与雇员的关系，现在要求你分别列出公司和雇员至少3个关键属性。
待你列出关键属性后，请你思考这些问题：
1)薪金是雇员的关键属性吗？合同期、职位呢？
2)公司与雇员，这两者的关系在法律上是如何确立的？
你一定会想到，公司与雇员要签署劳动合同，而劳动合同上会有薪金、合同期、职位这些重要的内容，那么薪金、合同期、职位还算是雇员的属性吗？公司、雇员、劳动合同这三者是怎样的关系？

 
图 1.33 公司、雇员、劳动合同的关系1

在表示公司与雇员的关系的直线上，拉出一条虚线，虚线另外一端连接劳动合同类，这样的类叫做关联类（Association Class），关联类是对两个类的关系的进一步约束。
最开始你可能会认为薪金、职位、合同期这些似乎应该是雇员的属性，但现在你应该认识到，这些三个关键内容应该体现在公司与雇员的关系上，这些内容应该体现在劳动合同上。再进一步思考，雇员的薪金、职位、合同期是会变化的，你可能会跟同一个公司签署多份劳动合同，也可能签署一份劳动合同后又有多次合同变更。

要识别出能表征两个类关系的关联类，难度是有点高的，有这样的一些实践建议供你参考：
1)如果觉得两个类有关系，则先拉上一条直线再说。
2)如果觉得两个类有关系，但怎样画都觉得这个关系不太合适，那么可以思考是不是漏了一个关联类了。
3)分别列出这两个类的关键属性，思考这些属性的属性值是不是由该类本身就可以确定了。例如：如果我们最开始将薪金作为员工的属性，那么你可以思考薪金的具体数字，是不是员工自己本身可以确定的？你会发现薪金其实是由公司和员工商定后确定的，并不是员工自己本身可以决定。
4)通过对属性的思考，可能会发现这个属性应该是属于另外一个类的，思考这个类是不是能表征原来两个类关系的关联类。

关联类这样复杂的东西，客户是不太可能直接告诉你的，你需要在需求分析中发现和提炼出关联类，这对需求的理解以及项目后期的设计工作将会有很大的帮助。 
将薪金、职位、合同期这些信息直接当成是雇员的属性也不是不可以的，这跟我们做系统的目标很有关系。如果我们只是做很简单的员工信息管理，可能就没有必要将合同提炼出来。如果我们要做一个人事管理系统，甚至要产品化，这样就需要我们将业务模型分析得更加透彻。

回到前面的“公司的组织架构”练习，如果我们要做一个通用的公司管理系统，我们希望能尽量适应不同的公司情况，那么例子中所做的对公司组织架构的提炼是很必要的，如果我们能看清楚公司部门架构的本质，那么就能尽量多的适应不同的情况。
我实践建议是：在需求分析阶段应尽量对业务分析得透彻一点，这样后期工作将会更加主动。业务需求模型最终变成设计模型时，我们可以把握设计的“度”的，可以做出弹性很高的设计，也可以做一个比较“老土”的设计。
公司、雇员、劳动合同的关系，其实还可以画成下面这样：

 
图 1.34 公司、雇员、劳动合同的关系2

这个图可能最体现它们的“三角”关系了，关联类也可以表达成这样的方式。但我在实际工作还是以关联类的方式来表达，我觉得关联类的表达方式更加贴切和专业一点。
在具体的需求分析工作时，如果你发现三个类形成了类似该图的“三角”关系，你可以思考其中一个类是不是可能是关联类，但要注意并不是凡是出现了“三角”关系就一定会有关联类。

怎么样？本节的难度已经更上一城楼了！
类图的最大魅力在于帮助你发掘和提炼业务模型，其他的非UML图可能是做不到的。当然真正要做好发掘和提炼，还是需要你的深厚功力了！

下小节，你将要完成一个综合练习，应用你所学习到的全部类图知识。

请看下一节……

作者：张传波

创新工场创业课堂讲师

软件研发管理资深顾问

《火球——UML大战需求分析》作者

www.umlonline.org 创办人