統一建模語言（UML） |  類圖

什麼是UML？

　　UML是一種用於可視化描述系統，具有廣泛用途的建模語言。作為一種標準化的圖形語言，在軟體工業中被用於軟體系統部件的具體化，可視化，結構化描述以及撰寫文檔，同樣在商業模型中也得到應用。

UML的優點：

• 使複雜的軟體設計更為簡單，也能夠實現像OOP（面向對象編程）這一類被廣泛應用的概念。
• 用理解起來可能更容易的圖來描述，避免了大量的文字。
• 是表達和交流概念或系統結構變得更容易。
• 在一張圖中就能夠描繪出整個系統。
• 程式員實用類圖來描述實際需求時，可讓問題更加清晰明瞭，實現起來更容易。

UML的分類

　　UML通常分為兩類：描述結構的UML圖（Structural UML diagrams）和描述行為的UML圖（Behavioral UML diagrams），具體見下表：

UML | 類圖

　　類圖展示出OOP中的類，介面，及其中存在的關係，關聯與協作。UML在類圖中是標準化的。類是OOP的主要構件模塊，而類圖用恰當的結構展示OOP中遇到的一切，包括類，繼承關係，類關係。它能夠描述各種對象和它們之間的靜態關係。使用類圖的主要目的：

• 類圖是唯一能夠恰當的展示出OOP中各種不同概念的UML。
• 利用類圖來對應用程式做出優化的設計與分析高效而快速。
• 類圖是部署圖和組件圖的基礎。

類圖一般的規則如下：

• 每個類用一個矩形框表示，框內由類名，屬性，及定義的操作三個子部件構成。
• 三種表示可見性的修飾符：
• + 表示public
• # 表示protected
• -  表示private
• ~  表示default（無修飾符）

一些常用的構成模型的組件：

• 類（Class）{名(name)，屬性(attribute)，方法(method)
• 對象（Object）
• 介面（Interface）
• 關係（Relationships） { 繼承（inheritance），關聯（association），泛化（generalization）}
• 關聯（association）{雙向，單向（unidirectional，aggregation）}

常用表示關係的組件：

關於繪製類圖： 

一些線上或離線的軟體都能夠完成類圖的製作，比如Edraw max, lucid chart等。如果能在相關網站軟體找到模板，製作類圖更為方便。

推薦網站https://www.draw.io/，可製作各種各樣的diagram，使用很快捷，可保存文件到本地，免費無需登錄。之前也經常用來畫流程圖。

例子：

下圖為實現interface和aggregation的類圖描述。MovablePoint, MovableCircle實現Movable。MovablePoint成為MovableCircle一部分。

如下是一張類圖，父類Animal有兩個子類dog，cat。d1為子類dog的對象。

以下為對應代碼：

import java.io.*; 

class GFG { 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        dog d1 = new dog(); 
        d1.bark(); 
        d1.run(); 
        cat c1 = new cat(); 
        c1.meww(); 
    } 
} 

class Animal { 
    public void run() 
    { 
        String name; 
        String colour; 

        System.out.println("animal is running"); 
    } 
} 

class dog extends Animal { 
    public void bark() 
    { 
        System.out.println("wooh!wooh! dog is barking"); 
    } 
    public void run() 
    { 
        System.out.println("dog is running"); 
    } 
} 

class cat extends Animal { 
    public void meww() 
    { 
        System.out.println("meww! meww!"); 
    } 
} 

參考資料：

[1]. Unified Modeling Language (UML) | Class Diagrams - GeeksforGeeks     https://www.geeksforgeeks.org/unified-modeling-language-uml-class-diagrams/

[2]. UML Class Diagrams Tutorial, Step by Step – Salma – Medium    https://medium.com/@smagid_allThings/uml-class-diagrams-tutorial-step-by-step-520fd83b300b