类图及其关系
类图详解
基本元素符号：1. 类（Classes）类包含3个组成部分。
第一个是Java中定义的类名。
第二个是属性（attributes）。
第三个是该类提供的方法。
属性和操作之前可附加一个可见性修饰符。
加号（+）表示具有公共可见性。
减号（-）表示私有可见性。
#号表示受保护的可见性。
省略这些修饰符表示具有package（包）级别的可见性。
如果属性或操作具有下划线，表明它是静态的。
在操作中，可同时列出它接受的参数，以及返回类型，如下图所示：2. 包（Package）包是一种常规用途的组合机制。
UML中的一个包直接对应于Java中的一个包。
在Java中，一个包可能含有其他包、类或者同时含有这两者。
进行建模时，你通常拥有逻辑性的包，它主要用于对你的模型进行组织。
你还会拥有物理性的包，它直接转换成系统中的Java包。
每个包的名称对这个包进行了惟一性的标识。
3. 接口（Interface）接口是一系列操作的集合，它指定了一个类所提供的服务。
它直接对应于Java中的一个接口类型。
接口既可用下面的那个图标来表示（上面一个圆圈符号，圆圈符号下面是接口名，中间是直线，直线下面是方法名），也可由附加了<<interface>>的一个标准类来表示。
通常，根据接口在类图上的样子，就能知道与其他类的关系。
关系：1. 依赖（Dependency）实体之间一个“使用”关系暗示一个实体的规范发生变化后，可能影响依赖于它的其他实例。
更具体地说，它可转换为对不在实例作用域内的一个类或对象的任何类型的引用。
其中包括一个局部变量，对通过方法调用而获得的一个对象的引用（如下例所示），或者对一个类的静态方法的引用（同时不存在那个类的一个实例）。
也可利用“依赖”来表示包和包之间的关系。
由于包中含有类，所以你可根据那些包中的各个类之间的关系，表示出包和包的关系。
例如：动物与氧气2. 关联（Association）实体之间的一个结构化关系表明对象是相互连接的。
UML中的用例与类图之间的关联关系
UML中的用例与类图之间的关联关系UML（Unified Modeling Language）是一种用于软件系统建模的标准化语言，它提供了一套丰富的图形符号和规范，用于描述和设计软件系统的结构和行为。
在UML中，用例图和类图是两个重要的建模工具，它们分别用于描述系统的功能需求和结构设计。
本文将探讨用例图和类图之间的关联关系，以及它们在软件开发过程中的应用。
一、用例图的作用和特点用例图是一种用于描述系统功能需求的图形表示方法。
它通过用例（Use Case）和参与者（Actor）之间的关系来描述系统的功能和行为。
用例图可以帮助开发团队和用户明确系统的功能需求，从而指导软件系统的开发和测试工作。
用例图的特点在于它强调系统与外部参与者之间的交互关系。
一个用例表示系统的一个功能需求，而参与者则表示与系统进行交互的外部实体，如用户、系统管理员等。
用例图通过箭头来表示参与者和用例之间的关系，例如，一个参与者可以执行多个用例，一个用例也可以被多个参与者执行。
二、类图的作用和特点类图是一种用于描述系统结构设计的图形表示方法。
它通过类（Class）、关联（Association）、继承（Inheritance）等元素来描述系统中的对象和它们之间的关系。
类图可以帮助开发团队明确系统的结构和组织，从而指导软件系统的设计和实现工作。
类图的特点在于它强调系统中对象之间的关联关系。
一个类表示系统中的一个对象，而关联则表示对象之间的关系。
类图通过线条和箭头来表示类和关联之间的关系，例如，一个类可以关联到另一个类，表示它们之间存在某种关联。
类图还可以使用继承关系来描述类之间的层次结构，例如，一个类可以继承自另一个类，表示它们之间存在父子关系。
三、用例图和类图的关联关系用例图和类图之间存在着紧密的关联关系。
用例图描述了系统的功能需求，而类图描述了系统的结构设计。
用例图中的用例可以通过类图中的类来实现，从而满足系统的功能需求。
具体来说，用例图中的用例可以通过类图中的类的操作来实现。
UML类图及类与类之间的关系
UML类图及类与类之间的关系原⽂地址：类图⽤于描述系统中所包含的类以及它们之间的相互关系，帮助⼈们简化对系统的理解，它是系统分析和设计阶段的重要产物，也是系统编码和测试的重要模型依据。
1. 类类(Class)封装了数据和⾏为，是⾯向对象的重要组成部分，它是具有相同属性、操作、关系的对象集合的总称。
在系统中，每个类都具有⼀定的职责，职责指的是类要完成什么样的功能，要承担什么样的义务。
⼀个类可以有多种职责，设计得好的类⼀般只有⼀种职责。
在定义类的时候，将类的职责分解成为类的属性和操作（即⽅法）。
类的属性即类的数据职责，类的操作即类的⾏为职责。
设计类是⾯向对象设计中最重要的组成部分，也是最复杂和最耗时的部分。
在软件系统运⾏时，类将被实例化成对象(Object)，对象对应于某个具体的事物，是类的实例(Instance)。
类图(Class Diagram)使⽤出现在系统中的不同类来描述系统的静态结构，它⽤来描述不同的类以及它们之间的关系。
在系统分析与设计阶段，类通常可以分为三种，分别是实体类(Entity Class)、控制类(Control Class)和边界类(Boundary Class)，下⾯对这三种类加以简要说明：(1) 实体类：实体类对应系统需求中的每个实体，它们通常需要保存在永久存储体中，⼀般使⽤数据库表或⽂件来记录，实体类既包括存储和传递数据的类，还包括操作数据的类。
实体类来源于需求说明中的名词，如学⽣、商品等。
(2) 控制类：控制类⽤于体现应⽤程序的执⾏逻辑，提供相应的业务操作，将控制类抽象出来可以降低界⾯和数据库之间的耦合度。
控制类⼀般是由动宾结构的短语（动词+名词）转化来的名词，如增加商品对应有⼀个商品增加类，注册对应有⼀个⽤户注册类等(3) 边界类：边界类⽤于对外部⽤户与系统之间的交互对象进⾏抽象，主要包括界⾯类，如对话框、窗⼝、菜单等。
在⾯向对象分析和设计的初级阶段，通常⾸先识别出实体类，绘制初始类图，此时的类图也可称为领域模型，包括实体类及其它们之间的相互关系。
第三章 类图
3.1 类图的概念
图3-1电子商务网站的对象模型
3.1 类图的概念
2、类图的作用 类图常用来描述业务或软件系统的组成、结构和关系。
3、类图的组成元素 类 接口 协作 关系 注释 约束 包
3.2 UML中的类
１、类的表示 （１）类的定义
类是具有相似结构、行为和关系的一组对象的描述 符。 （２）类的表示
关于聚合与组合
2、泛化-Generalization
表示两个类元间“一般”与“特殊”的关系。 对应面向对象编程语言中类与类之间的继承关系。 “is a kind of”关系，XX是一种XX
Athlete
SwimmerBiblioteka Golfer3、实现-Realization
表达一种说明元素与实现元素之间的关系； 类和接口之间的关系是实现关系，表示类实现接口提供的
3.2 UML中的类
（７）类的约束 约束指定了类所要满足的一个或多个规则。 在UML中，约
束是用花括号括起来的自由文本。
Washing Machine
Brand name Model name Serial number Capacity Add clothes( ) Add detergent( ) Remove clothes( )
表示客户与提供者之间用不同的方法表现同一个概念， 通常一个概念更抽象，一个概念更具体。包括：
① 跟踪<<trace>>--声明不同模型中的元素之间存在一些 连接但不如映射精确。
② 精化<<refine>>--声明具有两个不同语义层次上的元 素之间的映射。
③ 派生<<derive>>--声明一个实例可以从另一个实例导 出。
UML类图详解
【学习目标】
· 定义类图 · 为什么要建模类图 · 类图的主要标记符号 · 如何建模类图
4.1 UML基本类图
面向对象设计的基础就是使用类。类是用来代表现实事务或 者功能的构造块。在本节中，我们将要学习如何建模类及其相互 之间的关系，以便在编写代码之前让你对系统拥有全面的认识。 类图是由若干类关联在一起，反映系统或者子系统组成结构的 静态图。类图的建模贯穿工程的分析和设计阶段的始终，通常从 商务伙伴能够理解的类开始建模，最终往往成为只有开发小组才 能够完全理解的类。
公司直销系统用例图
4.2 UML扩展类图
一、聚合和组合 在前面，已经介绍过类之间的简单关联，知道了它们在类图中 使用连接类的单线表示。本节将介绍如何更好地限定这些关联，其 方法是以聚合或者组合的形式来定义关联。这两种新的关联类型都 描述了类之间的整体——部分组成关系。 1．聚合 聚合用来描述两个类之间的整体——部分关系，其中一个类为 整体，它由一个或者多个部分类组成。在聚合中，部分类可以没有 整体类而存在。如下图所示。
三、学习如何建模类图 创建类图需要两个反复执行的步骤： 1)确定类及其关联。 2)确定属性和操作。 开始创建类图的好起点就是用例图。如下面成绩管理的用例图所 示。
1．确定类和关联 首先要做的是通过分析用例图确定类及其关联。找到第一批 类，确定它们的内容。 在用例图中，首先确定了Grades类和ReportCard类。接下来，通 过同时使用参与者名称确定附加的类。这时将会确定Teacher类， Student类和Administrator类。 下面检查用例图并且确定各个功能所属的类： 发布报告卡一Grades类 记录分数一Grades类 更新分数一Grades类 保存分数一Grades类 加载分数一Grades类 登录一？ 查看分数一Grades类 生成报告卡一ReportCard类 首先发现的是登录没有所属的类。可以添加一个Logon类来处理 Logon用例。
类图
类图的概念一、概述类图（Class Diagram）是描述类、接口、协作以及它们之间关系的图，用来显示系统中各个类的静态结构。
类图是定义其他图的基础，在类图基础上，可以使用状态图、协作图、组件图和配置图等进一步描述系统其他方面的特性。
类图包括7个元素：类（Class）、接口（Interface）、协作（collaboration）、依赖关系（Dependency）、泛化关系（Generalization）、关联关系（Association）以及实现关系（Realization）。
二、类类定义了一组有着状态和行为的对象。
其中，属性和关联用来描述状态。
属性通常用没有身份的数据值表示，如数字和字符串。
关联则用有身份的对象之间的关系表示。
行为由操作来描述，方法是操作的实现。
对象的生命期则由附加给类的状态机来描述。
1、名称：类的名称是每个类中所必有的构成元素。
2、属性（Attribute）（1）可见性：类中属性的可见性主要包括公有（public）、私有（Private）和受保护（Protected）。
在UML中，公有类型的用“+”表达，私有类型用“-”表达，而受保护类型则用“#”表达。
UML 的类中不存在默认的可见性，如果没有显示任何一种符号，就表示没有定义该属性的可见性。
（2）属性名：按照UML的约定，单字属性名小写。
如果属性名包含多个单词，这些单词要合并，且除了第一个单词外其余单词的首字母要大写。
（3）属性字符串。
属性字符串用来指定关于属性的其他信息，例如某个属性应该是永久的。
任何希望添加在属性定义字符串值但又没有合适地方可以加入的规则，都可以放在属性字符串里。
（4）类属性。
属性也可以作为一个类属属性来定义，这就意味着此属性被该类的所有对象共享。
在类图中，类属性带有一条下划线。
3、操作。
类的操作是对类的对象所能做的事务的抽象，相当于一个服务的实现。
4、职责：在操作部分下面的区域，可以用来说明类的职责。
2.设计模式常用的UML图分析（用例图、类图与时序图）
2.设计模式常⽤的UML图分析（⽤例图、类图与时序图）1-⽤例图概述1. 展现了⼀组⽤例、参与者以及他们之间的关系。
2. ⽤例图从⽤户⾓度描述系统的静态使⽤情况，⽤于建⽴需求模型。
⽤例特征保证⽤例能够正确捕捉功能性需求，判断⽤例是否准确的依据。
1. ⽤例是动宾短语2. ⽤例是相互独⽴的3. ⽤例是由⽤户参与者启动的4. ⽤例要有可观测的执⾏结果5. ⼀个⽤例是⼀个单元参与者 ActorUML中，参与者使⽤⼀个⼩⼈表⽰:1. 参与者为系统外部与系统直接交互的⼈或事务，于系统外部与系统发⽣交互作⽤2. 参与者是⾓⾊⽽不是具体的⼈3. 代表参与者在与系统打交道时所扮演的⾓⾊4. 系统实际运作中，⼀个实际⽤户可能对应系统的多个参与者。
不同⾓⾊也可以只对应⼀个参与者，从⽽代表同⼀参与者的不通实例⽤例 Use Case系统外部可见的⼀个系统功能单元。
系统的功能由系统单元所提供，并通过⼀系列系统单元与⼀个或多个参与者之间交换的消息所表达。
系统单元⽤椭圆表⽰，椭圆中的⽂字简述系统功能:关系 Relationship常见关系类型有关联、泛化、包含和扩展关联 Association表⽰参与者与⽤例之间的通信，任何⼀⽅都可发送或接受消息。
箭头指向：指向消息接收⽅：⼦系统 SubSystem⽤来展⽰系统的⼀部分功能(紧密联系)泛化 Inheritance继承关系，⼦⽤例和⽗⽤例相似，但表现出更特别的⾏为；⼦⽤例将继承⽗⽤例的所有结构、⾏为和关系。
⼦⽤例可以使⽤⽗⽤例的⼀段⾏为，也可以重载它。
⽗⽤例通常是抽象。
箭头指向：指向⽗⽤例2-类图描述系统中的类，以及各个类之间的关系的静态试图。
表⽰类、接⼝以及它们之间的协作关系，⽤于程序设计阶段。
注意:1. 抽象类或抽象⽅法⽤斜体表⽰2. 如果是接⼝，则在类名上⽅加 <<Interface>>3. 字段和⽅法返回值的数据类型⾮必需4. 静态类或静态⽅法加下划线类图实例:类图中的事务及解释如图，类图从上到下分为三部分,分别为类名、属性和操作1. 属性:如果有属性，则每⼀个属性都必须有⼀个名字，另外还可以有其它的描述信息，如可见性、数据类型、缺省值等2. 操作:如果有操作，则每⼀个操作也都有⼀个名字，其它可选的信息包括可见性、参数的名字、参数类型、参数缺省值和操作的返回值的类型等类图中的六种关系1.实现关系 implements (类实现接⼝)⽤空⼼三⾓虚线表⽰2.泛化关系 extends (表⽰⼀般与特殊的关系) is-a⽤空⼼三⾓实线表⽰3.组合关系 (整体与部分的关系) contains-a实⼼菱形实现表⽰eg.有头类、⾝体类与⼈类类三个类，则⼈类类中应包含头类及⾝体类这两个属性，则⼈类类与头类和⾝体的关系即为组合关系。
系统分析-类与类图
在类图中添加必要的注释和说明，以便更好 地理解类图所表达的含义。
使用工具绘制类图
选择合适的工具
根据实际需要选择合适的类图绘制工具，如Visio、Enterprise Architect等。
学习工具的使用方法
掌握所选工具的基本操作方法和绘图技巧，以便高效地完成类图的绘制。
实践绘制类图
通过实际案例的练习，不断提高自己绘制类图的能力和水平。
类图的作用和意义
类图的作用
类图是UML（统一建模语言）中的一种静态结构图，用于描述系统中的类、接口以 及它们之间的关系。类图可以帮助开发人员理解系统的结构和设计，是进行系统分 析和设计的重要工具。
类图的意义
通过类图，开发人员可以清晰地了解系统中的类和接口以及它们之间的关系，从 而更好地理解系统的结构和功能。同时，类图还可以作为开发过程中的重要文档 ，用于指导开发和测试工作。
汇报范围
01
02
03
04
05
类与类图的基本概念
类与类图在系统分析中 的应用
类与类图的设计原则与 最佳实践
类与类图的案例分析
通过以上内容的汇报， 旨在让听众对系统分析 中的类与类图有更深入 的理解，并能够在实际 工作中灵活运用。同时， 也希望通过分享设计原 则与最佳实践，提高听 众在系统设计和开发方 面的能力。
识别控制类
控制类的定义
控制类负责协调系统中的其他类，实现业务流程和逻辑控制。
识别方法
从系统需求文档或用户故事中提取涉及业务逻辑和流程的描述，这些描述通常涉及判断、循环、调用等控制 结构。同时，可以分析系统的时序图和协作图，找出负责协调其他对象的部分，从而识别出控制类。
注意事项
在识别控制类时，需要关注系统的业务流程和逻辑控制，确保所识别的控制类能够准确地描述系统的控制逻 辑和流程。同时，需要注意控制类的粒度和职责划分，避免控制类过于庞大或职责不清。
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作业二：类图及其关系
下面是系统分析员和一名篮球教练的谈话，用以建立一个篮球比赛的模型，谈话过程如下：
分析员：教练，请大致介绍一下篮球比赛？
教练员：比赛的目标是要把篮球投入篮框并且要尽量比对手得更多的分。
每个篮球队由5名队员组成，两名后卫、两名前锋和一名中锋。
每个队要将球推进到篮筐附近，将篮球投中篮筐。
分析员：如何将球推进？
教练员：通过传球和运球。
但是某一方必须在规定的进攻时间内投篮。
分析员：进攻的时间是多少呢！？
教练员：在某一方获得球权之后，必须在规定的进攻时间内投篮，否则犯规。
美国职业篮球比赛规定的进攻时间是24秒，国际篮球比赛的规定是30秒。
分析员：如果计算篮球比赛得分呢？
教练员：在三分线之内没投入篮框一个球得两分，三分线外投入一次得三分，一次罚球得一分。
顺便说一下，罚球是对方犯规之后裁判判罚的投球，如果某个队员犯规了，裁判暂停比赛，由被侵犯的队员在罚球线处罚球
分析员：能够详细说一下每个篮球队员在比赛中的情况好吗！？
教练员：后卫队员通常主要是运球和传球，他们一般比前锋队员要矮小，前锋队员通常又比中锋矮。
所有队员都必须能够运球、传球、投球和抢篮板球，大部分抢篮板球和中距离投篮的工作都有前锋队员完成，中锋通常距离篮框最近，通常由他来进行篮下进攻
分析员：篮球比赛的场地大小是怎么样的呢！？另外，每场比赛的时间是多少？
教练员：国际比赛场地是28米长、15米宽。
篮框离地面3.05米高。
在职业篮球比赛中，一场比赛48分钟，分为四节，每节12分钟。
在国际篮联的比赛中，一场比赛40分钟，分为上下半场，各20分钟，有专门的比赛时钟记录比赛的剩余时间还有多少
…
上述只是部分谈话记录，但是已经涵盖了基本的信息，现在作业要求完成以下内容：
●确定你设计的篮球比赛系统模型的类以及它们包含的信息（名称、属性和方法）
●分析系统并确定这些类之间的关系（依赖、泛化、实现、关联），如果是关联关系还需
要给出关联的属性
●上述设计用word文档打印上交。