uml类图几种关系的代码体现

### UML 类图中的关系及其代码实现

#### 继承 (Inheritance)

继承表示一种 "is-a" 的关系，在 Python 中可以通过 `class` 定义来体现这种父子类之间的关联。

class Animal:
    def speak(self):
        pass

class Dog(Animal):  # Dog is an Animal
    def speak(self):
        return "Woof!"

子类可以重写父类的方法并调用其属性[^1]。

#### 聚合 (Aggregation)

聚合是一种弱的 “has-a” 关系，意味着整体对象拥有部分对象但是不控制它们的生命期。这通常通过组合实例变量完成：

class Department:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.employees = []

class Employee:
    def __init__(self, id, department=None):
        self.id = id
        self.department = department
        
hr_dept = Department('HR')
emp1 = Employee(101, hr_dept)  
print(emp1.department.name)  # 输出 'HR'

这里员工可以在创建时被分配给部门，也可以之后再设置所属部门[^2]。

#### 组合 (Composition)

组合也是一种强形式的 “has-a”，它暗示着当容器对象消失时组件也会随之销毁。Python 中可通过初始化参数传递依赖项:

from datetime import date

class Address:
    def __init__(self, street, city):
        self.street = street
        self.city = city

class Person:
    def __init__(self, name, birth_date, address_info):
        self.name = name
        self.birth_date = birth_date
        self.address = Address(*address_info)
        
person = Person("Alice", date.today(), ("Main St.", "Wonderland"))
del person  # 当删除Person对象时Address也被自动清理

此例子展示了地址作为人的组成部分而存在；如果人不存在，则该特定住址也无意义[^3]。

#### 关联 (Association)

两个独立实体之间简单的双向或多向联系称为关联。此类连接可能涉及多个角色或方向上的导航权限。

class Teacher:
    def teach(self):
        print(f"{self} teaches.")

class Student:
    teacher = None
    
    @classmethod
    def set_teacher(cls, tchr):
        cls.teacher = tchr

t = Teacher()
Student.set_teacher(t)
s = Student()
if s.teacher:
    s.teacher.teach()  # 可能会打印出教师教课的信息

在这个场景下，学生和老师相互作用但彼此间并没有所有权的概念[^4]。

#### 依赖 (Dependency)

依赖是指一个类使用另一个类的服务或接口的情况，通常是临时性的交互而不是长期持有对方引用。

def send_email(email_service, recipient, message):
    email_service.send(recipient=recipient, content=message)

class EmailService:
    def send(self, **kwargs):
        print(f'Sending "{kwargs["content"]}" to {kwargs["recipient"]}.')

email_svc = EmailService()
send_email(email_svc, "example@example.com", "Hello!")

函数 `send_email()` 对象仅在其内部短暂地利用到了邮件服务的功能[^5]。