引言
在正式介绍设计模式之前，我们有必要学习一下UML类图，因为我们需要一种直观的表示方法来描述设计模式，这种方法即是UML类图。
01
UML是什么
UML-Unified Model Language 统一建模语言，是在开发阶段，说明、可视化、构建和书写一个面向对象软件的开放方法。统一建模语言（UML）是一种模型化语言，通过一系列标准的图形符号来描述系统。一份典型的建模图表通常包含几个块或框，连接线和作为模型附加信息之用的文本。UML类图是用户将所希望描述的事物抽象为类，描述类的内部结构和类之间关系的设计视图。
UML类图常用关系
在UML类图中，常有以下几种关系：泛化(Generalization)、实现(Realization)、关联(Association)、聚合(Aggregation)、组合(Composition)和依赖(Dependency)。按照关系的强弱顺序：泛化≥实现>关联>聚合>组合>依赖。
UML模型结构
UML是一种主要由图形符号表达的建模语言，其结构主要包括：
- 视图（View）：从不同角度来表示待建模系统，视图是由许多图形组成的一个抽象集合；一个系统模型可能有多个视图，每个视图从特定角度来描述系统的特征，比如用户视图、结构视图、行为视图、实现视图等。
- 图（Diagram）：UML图是UML视图内容的图形，比如用例图、类图、对象图、包图等。
- 模型元素（Model Element）：指UML图中使用的一些概念，如类、对象、消息，以及概念之间的关系，如关联关系、以来关系等。
- 通用机制（General Mechanism）：UML提供的通用机制为模型元素提供额外的注释、语义和扩展机制，允许用户对UML进行扩展。
02
UML类的表示
如图，类由一个矩形框表示，矩形框分为3层：
- 第一层：类的名称；如果该类是抽象类，则使用斜体；
- 第二层：类的属性，即成员变量，[可见性]名称：类型[=默认值]；
- 第三层：类的方法，即成员函数，[可见性]名称（[参数列表]）[：返回类型]。
成员变量和成员方法前面有权限修饰符：
- “-”：private——私有
- “ ”：public——公有
- “#”：protected——保护性
03
类之间的关系
泛化(Generalization)
- 含义：类的继承关系。
- 表示：用空心三角和实线，空心三角指向父类。
- 举例：狗和猫都是一种动物。
实现(Realization)
- 含义：类与接口的关系，表示类是接口所有特征和行为的实现。
- 表示：用空心三角和虚线，空心三角指向接口。
- 举例：狗和猫实现了动物的“eat()”和"run()"的接口。
关联(Association)
关联是一种拥有关系（has），一个类可以调用另一个类的公有的属性和方法。在类中以成员变量的方式表示。比如老师有自己的学生，知道学生的姓名学号成绩；学生有自己的老师，也知道老师的姓名和所教的科目。关联分为单向关联、双向关联和自关联。
（1）单向关联
- 含义：
- 表示：带箭头的直线表示。
- 举例：老师（Teacher类）有（has）自己的地址（Address类）
（2）双向关联
- 含义：指双方都知道对方的存在，都可以调用对方的公共属性和方法。
- 表示：用一条直线连接两个类，也可以用双向箭头。
- 举例：老师（Teacher类）有自己的学生（Student类），学生也有自己的老师。
（3）自关联
- 含义：自己引用自己
- 表示：带箭头的直线，指向自己。
- 举例：二叉树结构体（刷题时经常碰见吧）
（4）多重性关联
- 含义：对象之间存在多种多重性关联关系，如下表：
- 表示：带箭头的直线，指向有关系的对象，可以在关联直线上用一个数字或数字范围表示。
- 举例：一个窗体界面对象有多个按钮对象
聚合(Aggregation)
- 含义：整体与部分的关系，部分离开整体后可以单独存在。常用于类的成员变量。
- 表示：带空心菱形和箭头的直线（或没有箭头），菱形挨着整体，箭头指向部分。
- 举例：汽车和轮胎，轮胎是汽车的一部分，但轮胎也可以单独存在。
组合(Composition)
- 含义：整体与部分的关系，部分离开整体后不可以单独存在，代表整体的对象负责代表部分的对象的生命周期。常用于类的成员变量。
- 表示：带实心菱形和箭头的直线（或没有箭头），菱形挨着整体，箭头指向部分。
- 举例：公司和部门，部门是公司的一部分，但部门不可以单独存在。
依赖(Dependency)
- 含义：是一种使用的关系，即一个类的实现需要另一个类的协助，常用于类方法的局部变量、方法参数等。
- 表示：带箭头的虚线，箭头指向协助的类。
- 举例：Animal的eat()方法的参数是Food
注意事项
注意：关联、聚合和组合、依赖的区别
- 关联代表类与类的关系；
- 聚合和组合代表整体与部分的关系；
- 依赖是一种弱的关系，表示一个类的方法的实现需要用到另一个类，但二者之间并没有明显的关系。
