设计模式中的类关系

1. 依赖（Dependency）

定义：一个类使用到另一个类的实例，通常是通过方法参数、局部变量等。依赖关系是最弱的关系，因为它仅仅表示类之间的临时关联。

特征：在 UML 图中，依赖关系用带箭头的虚线表示，箭头指向被依赖的类。

示例：

public class Driver {
    public void drive(Car car) {
        car.start();
    }
}
​
public class Car {
    public void start() {
        System.out.println("Car started");
    }
}

在这个例子中，Driver 类依赖于 Car 类，因为 drive 方法使用了 Car 类的对象。

2. 关联（Association）

定义：关联是一种结构关系，描述了一个对象知道另一个对象的存在，并且可以和它进行交互。一个类中存在另一个类的对象作为成员变量，这种关系可以是双向的。关联通常是长期的，是类之间的一种静态关系。

特征：在 UML 图中，关联关系用带箭头或没有箭头的实线表示，箭头指向目标类。关联可以是双向的（双箭头）或单向的（单箭头）。

示例：

public class Person {
    private Address address;
​
    public Person(Address address) {
        this.address = address;
    }
​
    public Address getAddress() {
        return address;
    }
}
​
public class Address {
    private String street;
​
    public Address(String street) {
        this.street = street;
    }
​
    public String getStreet() {
        return street;
    }
}

在这个例子中，Person 类和 Address 类之间是关联关系，Person 类持有 Address 类的引用。

3. 聚合（Aggregation）

定义：聚合是一种特殊的关联关系，它表示整体和部分之间的关系。聚合是“拥有”关系，但部分可以独立于整体存在。

特征：在 UML 图中，聚合用带有空心菱形的实线表示，菱形指向整体的一方。

示例：

public class Department {
    private List<Employee> employees;
​
    public Department() {
        this.employees = new ArrayList<>();
    }
​
    public void addEmployee(Employee employee) {
        employees.add(employee);
    }
}
​
public class Employee {
    private String name;
​
    public Employee(String name) {
        this.name = name;
    }
}

在这里，Department 和 Employee 是聚合关系。Department 作为整体，包含了 Employee 作为部分。Employee 可以脱离 Department 单独存在。

4. 组合（Composition）

定义：组合是一种更强的聚合关系，它也描述整体和部分的关系，但部分不能独立于整体存在。当整体销毁时，部分也会被销毁。

特征：在 UML 图中，组合用带有实心菱形的实线表示，菱形指向整体的一方。

示例：

public class House {
    private List<Room> rooms;
​
    public House() {
        rooms = new ArrayList<>();
        rooms.add(new Room("Living Room"));
        rooms.add(new Room("Bedroom"));
    }
}
​
public class Room {
    private String name;
​
    public Room(String name) {
        this.name = name;
    }
}

在这个例子中，House 和 Room 是组合关系。Room 作为 House 的一部分，不能脱离 House 独立存在。

5. 实现（Implementation）

定义：实现是指一个类实现了一个接口，它必须提供接口中定义的所有方法的具体实现。

特征：在 UML 图中，实现关系用带空心箭头的虚线表示，箭头指向接口。

示例：

public interface Animal {
    void makeSound();
}
​
public class Dog implements Animal {
    public void makeSound() {
        System.out.println("Bark");
    }
}

在这个例子中，Dog 实现了 Animal 接口，这是实现关系。

6. 继承（Inheritance）

定义：继承是类与类之间的一种关系，表示一个类是另一个类的子类，它继承了父类的属性和方法。

特征：在 UML 图中，继承用带空心箭头的实线表示，箭头指向父类。

示例：

public class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("Animal is eating");
    }
}
​
public class Cat extends Animal {
    public void meow() {
        System.out.println("Meow");
    }
}

在这个例子中，Cat 类继承了 Animal 类，这是一种继承关系。

总结

以上代码示例展示了设计模式中的六大关系的基本形式和应用场景。这些关系帮助我们理解和设计类与类之间的连接方式，以实现良好的代码结构和模块化。理解这些关系对于掌握面向对象设计和设计模式有着重要意义。