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UML及软件建模
主讲人, 李 唯
clx7000@163.com
Page 2 ?
? ·如何对包含其他类的类建模
? ·如何对接口以及与其相关联的类建模
? ·可见性的概念
第五章 聚集、组成、接口和实现
Page 3 ?
聚集 （ aggregation）
一个类有时由几个部分类组成的，这种特殊类型的关系被称为
聚集。部分类和由它们组成的类之间是一种整体－部分（ part-
whole）关系。
按照聚集关系的表示法，聚集关系构成了一个层次结构。“
整体”类位于层次结构的最顶部，以下依次是各个“部分“类
。整体和部分之间用带空心菱形箭头的连线连接，箭头指向整
体。下图示意了家用计算机系统的组成。
Page 4 ?
CPU
1
个人计算机
音箱 主机 键盘 鼠标 显示器
? 1
1 1 1 12
磁盘驱动器 声卡 显卡 内存
连接到
1 1* 1
?
2
▲
1
Page 5 ?
? 在上个例子中的每个部分都属于一个整体，但聚集的关系
并不是只有这种情况。
? 例如：在一个家庭影院系统中，电视机和影碟机可以共用
一个遥控器，那么这个遥控器既是电视机的组成部分也是
影碟机的组成部分。
Page 6 ?
聚集上的约束
有时一个聚集体可能有多种部分体组成，这些部分体之间是
,Or”关系。我们在两个整体－部分关系线之间加上一花括
号括起来的,Or”来表示这个约束，并用虚线连接这两个关
系线，如图所示。
一顿饭
汤 沙拉 主食 甜点
? 1
1 1 11 {or}
Page 7 ?
组成
组成是强类型的聚集。聚集 (组成 )中的每个部分体只能属于
一个整体。除了菱形箭头是实心之外，组成和聚集的表示法
相同，如图所示。
咖啡桌
桌腿桌面
1
11
?
Page 8 ?
接口 是描叙类的部分行为的一组操作，它也是一个类提供给另
一个类的一组操作。
一个类和它的接口之间的关系叫做 实现 。如洗衣机保证了它的
部分行为能够“实现”控制柄的行为。
接口的模型表示法和类大致相同，都是用一个矩形图标来代表
。和类的不同之处在于,接口只是一组操作，没有属性 。如果
一个类表示了省略了属性，那么怎么区分类和接口呢？一种办
法是使用构造型, interface》,把它放在矩形框中接口的名
字之上。另一个办法是接口的名字以大写字母,I”开头。
表示类和接口之间的实现关系的符号和继承关系的符号有些相
似，只不过它是一个带空心三角形的箭头，箭头的方向指向接
口。下图示意了 洗衣机 和 控制旋钮 之间的实现关系。
接口（ interface）和实现（ realization）
Page 9 ?
<<interface>>
洗衣机
控制旋钮
△
Page 10 ?
? 另一种表示法 （ 省略表示法 ） 是将接口表示为一个小圆
圈, 并和实现它的类用一条线连起来, 如图 所示 。 这种
图有时候形象地被称为棒糖图 （ lollipopdiagram） 。
洗衣机 ?
控制旋钮
Page 11 ?
上图 表示了销售中的用例关系。
P r i n t e r Se r v e r
Su b m i t J o b
C h e c kS t a t u s
Se t P r i n t P r o pe r t i e s
类
接口
接口名 实现
Page 12 ?
? 一个类可以实现多个接口，一个接口也可以被多个类实现。
? 由于我们要依靠接口实现洗衣机的操作，我们把通过接口的
交互建模为一种依赖。下图示意了这种关系。
注意：图中使用依赖符号，对通过接口和类的交互来建模。
<<interface>>
洗衣机
控制旋钮
△
用户
Page 13 ?
? 实现关系将一种模型元素（如类）与另一种模型元素（如接口）连接起
来，其中接口只是行为的说明而不是结构或者实现。客户必须至少支持
提供者的所有操作（通过继承或者直接声明）。虽然实现关系意味着要
有像接口这样的说明元素，它也可以用一个具体的实现元素来暗示它的
说明（而不是它的实现）。
? 泛化和实现关系都可以将一般描述与具体描述联系起来。泛化将在同一
语义层上的元素连接起来（如，在同一抽象层），并且通常在同一模型
内。实现关系将在不同语义层内的元素连接起来（如，一个分析类和一
个设计类；一个接口与一个类），并且通常建立在不同的模型内。在不
同发展阶段可能有两个或更多的类等级，这些类等级的元素通过实现关
系联系起来。两个等级无需具有相同的形式，因为实现的类可能具有实
现依赖关系，而这种依赖关系与具体类是不相关的。
? 实现关系用一条带封闭空箭头的虚线来表示，且与泛化的符号很相像。
? 用一种特殊的折叠符号来表示接口（无内容）以及实现接口的类或构件
。接口用一个圆圈表示，它通过实线附在表示类元的矩形上。
Page 14 ?
接口和端口 （ port）
? 鼠标是如何连接到计算机的？沿着鼠标后面的电缆，在计
算机的后面，你会看到一个端口，也就是鼠标接入的地方
。当然你的计算机也可能由一系列端口，包括一个并行端
口以及一个或多个 USB端口。计算机正是通过这些端口和
外界的环境交互。
? UML2.0提供了一个符号用来对这些交互点建模。如图所示
，端口符号是位于类符号边缘上的一个小方格，这个小方
格连接到接口。
鼠标口
?
鼠标 计算机
Page 15 ?
可见性（ visibility）
? 可见性可应用于属性或操作，它说明在给定类的属性和操作（或
者接口的操作）的情况下，其他类可以访问到的属性和操作的范
围。可见性由 3种层次（级别）。
1、在公有（ Public）层次上其他类可以直接访问这个层次中的属性
和操作。
2、在受保护 (Protected)层次上，只有继承了这些属性和操作的子类
可以访问最初类的属性和操作。
3、在私有 (Private)层次上，只有最初的类才能访问这些属性和操作
。
? 实现关系意味着接口中的所有操作都是公有的。下图示意了前面
提到的电视机类和汽车类中的公有、受保护的和私有操作。
Page 16 ?
Television
+brandName
+modeName
…
+changeVolume()
+changeChannel()
-paintImageOnScreen()
…
Automobile
+brandName
+modeName
…
+accelerate()
+brake()
#updateMileageCount()
…
说明：属性或操作前面有“＋”号，该属性或操作是公有的
属性或操作前面有“－,号，该属性或操作是受保护的
属性或操作前面有“＃,号，该属性或操作是私有的
Page 17 ?
?作用域 （ scope）
? 作用域是与属性和操作相关的有一个重要概念 。 存在两种
可能性的作用域 。
1,在实例 （ instance） 作用域下,类的每个实例对象都有自己
的属性值和操作 。
2,在分类符 （ classifier） 作用域下, 一个类的所有实例只存
在一个属性值和操作 。
Page 18 ?
小结
? 聚集是一个整体部分关联：“整体”类是由“部分”类组成的。组成
是一种强类型的聚集，因为组成体的部分体只能属于一个整体。聚集
关系的菱形箭头是空心的，而组成关系的菱形箭头是实心的。
? 组成结构图通过展示嵌入在一个类中的那些类，使得该类的内部结构
变得可见。
? 实现是类和接口之间的一个关联，接口是可供其他类使用的一个操作
集。接口用没有属性的类表示。实现关系用一条虚线连接类和接口，
虚线靠近接口的一端带有一个空心三角形箭头指向接口。另一种表示
实现的方法是用一条直线连接小圆圈，小圆圈表示接口。
? UML2.0增加了一个符号来表示端口。类通过端口和它的环境交互。这
个符号是一个位于类符号边缘上的小方格，他和接口相连。
? 在可见性术语中，接口中的所有操作都是公有的，以使任何类都可以
访问接口中的操作。
? 作用域是属性和操作的又一个重要特征。在实例作用域下，一个类的
每个对象都有自己各自的属性值和操作。在分类符作用域，一个类的
所有实例对象的某些属性或操作共享同一个值。不属于这组对象的其
它对象不能访问分类符作用域值。
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主讲人, 李 唯
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? ·如何对包含其他类的类建模
? ·如何对接口以及与其相关联的类建模
? ·可见性的概念
第五章 聚集、组成、接口和实现
Page 3 ?
聚集 （ aggregation）
一个类有时由几个部分类组成的，这种特殊类型的关系被称为
聚集。部分类和由它们组成的类之间是一种整体－部分（ part-
whole）关系。
按照聚集关系的表示法，聚集关系构成了一个层次结构。“
整体”类位于层次结构的最顶部，以下依次是各个“部分“类
。整体和部分之间用带空心菱形箭头的连线连接，箭头指向整
体。下图示意了家用计算机系统的组成。
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CPU
1
个人计算机
音箱 主机 键盘 鼠标 显示器
? 1
1 1 1 12
磁盘驱动器 声卡 显卡 内存
连接到
1 1* 1
?
2
▲
1
Page 5 ?
? 在上个例子中的每个部分都属于一个整体，但聚集的关系
并不是只有这种情况。
? 例如：在一个家庭影院系统中，电视机和影碟机可以共用
一个遥控器，那么这个遥控器既是电视机的组成部分也是
影碟机的组成部分。
Page 6 ?
聚集上的约束
有时一个聚集体可能有多种部分体组成，这些部分体之间是
,Or”关系。我们在两个整体－部分关系线之间加上一花括
号括起来的,Or”来表示这个约束，并用虚线连接这两个关
系线，如图所示。
一顿饭
汤 沙拉 主食 甜点
? 1
1 1 11 {or}
Page 7 ?
组成
组成是强类型的聚集。聚集 (组成 )中的每个部分体只能属于
一个整体。除了菱形箭头是实心之外，组成和聚集的表示法
相同，如图所示。
咖啡桌
桌腿桌面
1
11
?
Page 8 ?
接口 是描叙类的部分行为的一组操作，它也是一个类提供给另
一个类的一组操作。
一个类和它的接口之间的关系叫做 实现 。如洗衣机保证了它的
部分行为能够“实现”控制柄的行为。
接口的模型表示法和类大致相同，都是用一个矩形图标来代表
。和类的不同之处在于,接口只是一组操作，没有属性 。如果
一个类表示了省略了属性，那么怎么区分类和接口呢？一种办
法是使用构造型, interface》,把它放在矩形框中接口的名
字之上。另一个办法是接口的名字以大写字母,I”开头。
表示类和接口之间的实现关系的符号和继承关系的符号有些相
似，只不过它是一个带空心三角形的箭头，箭头的方向指向接
口。下图示意了 洗衣机 和 控制旋钮 之间的实现关系。
接口（ interface）和实现（ realization）
Page 9 ?
<<interface>>
洗衣机
控制旋钮
△
Page 10 ?
? 另一种表示法 （ 省略表示法 ） 是将接口表示为一个小圆
圈, 并和实现它的类用一条线连起来, 如图 所示 。 这种
图有时候形象地被称为棒糖图 （ lollipopdiagram） 。
洗衣机 ?
控制旋钮
Page 11 ?
上图 表示了销售中的用例关系。
P r i n t e r Se r v e r
Su b m i t J o b
C h e c kS t a t u s
Se t P r i n t P r o pe r t i e s
类
接口
接口名 实现
Page 12 ?
? 一个类可以实现多个接口，一个接口也可以被多个类实现。
? 由于我们要依靠接口实现洗衣机的操作，我们把通过接口的
交互建模为一种依赖。下图示意了这种关系。
注意：图中使用依赖符号，对通过接口和类的交互来建模。
<<interface>>
洗衣机
控制旋钮
△
用户
Page 13 ?
? 实现关系将一种模型元素（如类）与另一种模型元素（如接口）连接起
来，其中接口只是行为的说明而不是结构或者实现。客户必须至少支持
提供者的所有操作（通过继承或者直接声明）。虽然实现关系意味着要
有像接口这样的说明元素，它也可以用一个具体的实现元素来暗示它的
说明（而不是它的实现）。
? 泛化和实现关系都可以将一般描述与具体描述联系起来。泛化将在同一
语义层上的元素连接起来（如，在同一抽象层），并且通常在同一模型
内。实现关系将在不同语义层内的元素连接起来（如，一个分析类和一
个设计类；一个接口与一个类），并且通常建立在不同的模型内。在不
同发展阶段可能有两个或更多的类等级，这些类等级的元素通过实现关
系联系起来。两个等级无需具有相同的形式，因为实现的类可能具有实
现依赖关系，而这种依赖关系与具体类是不相关的。
? 实现关系用一条带封闭空箭头的虚线来表示，且与泛化的符号很相像。
? 用一种特殊的折叠符号来表示接口（无内容）以及实现接口的类或构件
。接口用一个圆圈表示，它通过实线附在表示类元的矩形上。
Page 14 ?
接口和端口 （ port）
? 鼠标是如何连接到计算机的？沿着鼠标后面的电缆，在计
算机的后面，你会看到一个端口，也就是鼠标接入的地方
。当然你的计算机也可能由一系列端口，包括一个并行端
口以及一个或多个 USB端口。计算机正是通过这些端口和
外界的环境交互。
? UML2.0提供了一个符号用来对这些交互点建模。如图所示
，端口符号是位于类符号边缘上的一个小方格，这个小方
格连接到接口。
鼠标口
?
鼠标 计算机
Page 15 ?
可见性（ visibility）
? 可见性可应用于属性或操作，它说明在给定类的属性和操作（或
者接口的操作）的情况下，其他类可以访问到的属性和操作的范
围。可见性由 3种层次（级别）。
1、在公有（ Public）层次上其他类可以直接访问这个层次中的属性
和操作。
2、在受保护 (Protected)层次上，只有继承了这些属性和操作的子类
可以访问最初类的属性和操作。
3、在私有 (Private)层次上，只有最初的类才能访问这些属性和操作
。
? 实现关系意味着接口中的所有操作都是公有的。下图示意了前面
提到的电视机类和汽车类中的公有、受保护的和私有操作。
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Television
+brandName
+modeName
…
+changeVolume()
+changeChannel()
-paintImageOnScreen()
…
Automobile
+brandName
+modeName
…
+accelerate()
+brake()
#updateMileageCount()
…
说明：属性或操作前面有“＋”号，该属性或操作是公有的
属性或操作前面有“－,号，该属性或操作是受保护的
属性或操作前面有“＃,号，该属性或操作是私有的
Page 17 ?
?作用域 （ scope）
? 作用域是与属性和操作相关的有一个重要概念 。 存在两种
可能性的作用域 。
1,在实例 （ instance） 作用域下,类的每个实例对象都有自己
的属性值和操作 。
2,在分类符 （ classifier） 作用域下, 一个类的所有实例只存
在一个属性值和操作 。
Page 18 ?
小结
? 聚集是一个整体部分关联：“整体”类是由“部分”类组成的。组成
是一种强类型的聚集，因为组成体的部分体只能属于一个整体。聚集
关系的菱形箭头是空心的，而组成关系的菱形箭头是实心的。
? 组成结构图通过展示嵌入在一个类中的那些类，使得该类的内部结构
变得可见。
? 实现是类和接口之间的一个关联，接口是可供其他类使用的一个操作
集。接口用没有属性的类表示。实现关系用一条虚线连接类和接口，
虚线靠近接口的一端带有一个空心三角形箭头指向接口。另一种表示
实现的方法是用一条直线连接小圆圈，小圆圈表示接口。
? UML2.0增加了一个符号来表示端口。类通过端口和它的环境交互。这
个符号是一个位于类符号边缘上的小方格，他和接口相连。
? 在可见性术语中，接口中的所有操作都是公有的，以使任何类都可以
访问接口中的操作。
? 作用域是属性和操作的又一个重要特征。在实例作用域下，一个类的
每个对象都有自己各自的属性值和操作。在分类符作用域，一个类的
所有实例对象的某些属性或操作共享同一个值。不属于这组对象的其
它对象不能访问分类符作用域值。
