UML類圖元素及關系解析
開發Java應用程序時，開發者要想有效地利用統一建模語言（UML），必須全面理解UML元素以及這些元素如何映射到Java。本文重點討論UML類圖中的元素。
UML類圖是最常用的UML圖，它用于描述系統的結構化設計。其中包括類關系以及與每個類關聯的屬性及行為。類圖能出色地表示繼承與合成關系。為了將類圖作為一種高效的溝通工具使用，開發者必須理解如何將類圖上出現的元素轉換到Java中。下面來進一步探索這一轉換過程。
UML類圖元素
在后面的小節中，分別講解了類圖的各個元素及其在Java中相應的表示。我會列出元素名，后續簡短的代碼片斷和一幅圖來表示元素在類圖上的樣子。每一節的最后簡要總結了該元素。
類（Class）
UML類圖元素中類是對象的藍圖，其中包含3個組成部分。第一個是Java中定義的類名。第二個是屬性（attributes）。第三個是該類提供的方法。
屬性和操作之前可附加一個可見性修飾符。加號（+）表示具有公共可見性。減號（-）表示私有可見性。#號表示受保護的可見性。省略這些修飾符表示具有package（包）級別的可見性。如果屬性或操作具有下劃線，表明它是靜態的。在操作中，可同時列出它接受的參數，以及返回類型。
包（Package）
UML類圖元素中包是一種常規用途的組合機制。UML中的一個包直接對應于Java中的一個包。在Java中，一個包可能含有其他包、類或者同時含有這兩者。進行建模時，你通常擁有邏輯性的包，它主要用于對你的模型進行組織。你還會擁有物理性的包，它直接轉換成系統中的Java包。每個包的名稱對這個包進行了惟一性的標識。
接口（Interface）
UML類圖元素中接口是一系列操作的集合，它指定了一個類所提供的服務。它直接對應于Java中的一個接口類型。接口既可用圖C的那個圖標來表示，也可由附加了<>的一個標準類來表示。通常，根據接口在類圖上的樣子，就能知道與其他類的關系。
關系
后面的例子將針對某個具體目的來獨立地展示各種關系。雖然語法無誤，但這些例子可進一步精煉，在它們的有效范圍內包括更多的語義。
實體之間一個“使用”關系暗示一個實體的規范發生變化后，可能影響依賴于它的其他實例。更具體地說，它可轉換為對不在實例作用域內的一個類或對象的任何類型的引用。其中包括一個局部變量，對通過方法調用而獲得的一個對象的引用（如下例所示），或者對一個類的靜態方法的引用（同時不存在那個類的一個實例）。也可利用“依賴”來表示包和包之間的關系。由于包中含有類，所以你可根據那些包中的各個類之間的關系，表示出包和包的關系。
關聯（Association）
實體之間的一個結構化關系表明對象是相互連接的。箭頭是可選的，它用于指定導航能力。如果沒有箭頭，暗示是一種雙向的導航能力。在Java中，關聯轉換為一個實例作用域的變量，就像圖E的“Java”區域所展示的代碼那樣。可為一個關聯附加其他修飾符。多重性（Multiplicity）修飾符暗示著實例之間的關系。在示范代碼中，Employee可以有0個或更多的TimeCard對象。但是，每個TimeCard只從屬于單獨一個Employee。
聚合（Aggregation）
UML類圖元素的聚合關系是關聯的一種形式，代表兩個類之間的整體/局部關系。聚合暗示著整體在概念上處于比局部更高的一個級別，而關聯暗示兩個類在概念上位于相同的級別。聚合也轉換成Java中的一個實例作用域變量。
關聯和聚合的區別純粹是概念上的，而且嚴格反映在語義上。聚合還暗示著實例圖中不存在回路。換言之，只能是一種單向關系。
合成（Composition）
合成是聚合的一種特殊形式，暗示“局部”在“整體”內部的生存期職責。合成也是非共享的。所以，雖然局部不一定要隨整體的銷毀而被銷毀，但整體要么負責保持局部的存活狀態，要么負責將其銷毀。局部不可與其他整體共享。但是，整體可將所有權轉交給另一個對象，后者隨即將承擔生存期職責。
Employee和TimeCard的關系或許更適合表示成“合成”，而不是表示成“關聯”。
泛化（Generalization）
UML類圖元素的泛化關系表示一個更泛化的元素和一個更具體的元素之間的關系。泛化是用于對繼承進行建模的UML元素。在Java中，用extends關鍵字來直接表示這種關系。
實現（Realization）
實例關系指定兩個實體之間的一個合同。換言之，一個實體定義一個合同，而另一個實體保證履行該合同。對Java應用程序進行建模時，實現關系可直接用implements關鍵字來表示。
精確映射
如本文所述，UML類圖元素能精確映射到Java編程語言。開發團隊的成員可利用這種精確性來加強溝通，取得對系統結構化設計的共識。
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