面向对象设计：类、接口和包的静态图表示

在软件开发中，类图是一种重要的建模工具，它用于描述系统中类、接口和它们之间的关系。本文主要关注类的基本表示方法，包括静态图中的类、接口和包的表示，以及相关的关系和可见性。 类是面向对象编程的核心概念，它的组成部分如下： 1. **名称**：每个类都有一个符合命名规范的名称，通常遵循驼峰命名法，以清晰地标识类的功能和作用。 2. **属性**：类的属性是其状态的表示，包括属性名、属性类型、初始值和可见性。可见性决定了该属性是否可以从类的外部访问，常见的可见性有公有（public）、私有（private）和受保护（protected）。 3. **操作**：类的操作或方法定义了类的行为，包括操作名、参数列表、返回类型和可见性。这些操作描述了类如何与其他类交互。 在UML（统一建模语言）中，有以下几种关系： - **依赖关系**：表示一个类（模块A）的正常运行需要另一个类（模块B）的支持。如果被依赖的模块发生改变，可能会影响到依赖它的模块。过强的依赖关系可能导致系统的脆弱性，因此需要尽量减少不必要的耦合。 - **关联关系**：描述类之间的结构关系，如“学生”和“课程”之间的关系，表示一种持久性的连接。 - **泛化关系**：类似于继承，一个类（子类）从另一个类（父类）中获取属性和行为。 - **实现关系**：接口和类之间的关系，类实现接口的约定，保证提供特定的功能。 类图的创建和编辑通常通过两种方法： - **New Xxxxx**：新建一个类、接口或其他模型元素。 - **Open Specification**：打开详细规格，编辑类的属性和操作等细节。 **可见性**是控制类成员对外访问权限的关键，主要有三种级别： - **public**：任何地方都可以访问。 - **private**：仅在类内部可访问。 - **protected**：在类内部和子类中可访问。 接口是定义行为的标准，可以通过以下方式表示： - **标签表示法**：在类图中用一个带有接口名称的矩形表示。 - **装饰表示法**：类名下方标注接口名。 - **图标表示法**：使用特殊的接口图标。 **包（Package）**则用于组织模型元素，它可以包含类、接口和其他包，形成层次结构，有利于代码管理和模块化。包还可以通过版型（StereoType）进行扩展，添加额外的信息。 为了降低模块间的耦合，我们可以遵循**依赖倒置原则**： 1. 高层模块不应依赖低层模块，两者应共同依赖于抽象。 2. 抽象不应依赖于细节，细节应依赖于抽象。 这一原则建议通过分离接口和实现，使系统更加稳定，降低由于底层实现变化带来的影响。在设计时，应尽量让上层模块依赖于稳定的抽象，而不是易变的具体实现。 类图是理解和设计软件系统的重要工具，通过它我们可以清晰地表达类、接口和它们之间的关系，从而更好地实现模块化和降低耦合。