【设计模式-1】UML和设计原则

说明：设计模式（Design Pattern）对于软件开发，简单来说，就是软件开发的套路，固定模板。在学习设计模式之前，需要首先学习UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）和面向对象设计的七大原则。

UML

设计模式在代码开发之前，先需要使用设计图的方式表现出来，UML是生产设计图的语言，也就是模型语言。UML的结构有视图（View）、图（Diagram）、模型元素（Model Element）、通用机制（General Mechanism），这里不做过深的介绍，只介绍类图和类之间的关系。

类图（Class Diagram）

结构

一般来说，一个类由三个部分组成：类名、属性和方法。如下这个类图：
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类名：Teacher；
属性：name（String）、age（int，默认值是0）、gender（String）；
方法：setAge(int age)、getName()；

其中，属性和方法前面的符号，分别表示可见性：公有（public）、私有（private）、受保护（protected）分别用“+”、“-”、“#”来表示，在Java中，还有一种包内可见性（package），使用“*”来表示。

对于属性，在属性类型后面加 “= xx”，表示此属性设置默认值为“xx”，表示方式如下：

可见性 名称：类型 [= 默认值]

对于方法，表示方式如下：

可见性 名称（[参数列表]）[：返回类型]

以上方括号中的部分，表示可有可无；

如果该类是一个接口，类图表示如下：

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其他内容不变，类名上面加两个尖括号包裹的interface，也有在类名左上角使用一个类似圆形取卡针标志来表示的，如下：

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类之间关系

类与类之间的关系，分为以下几种：

关联关系

关联，指类与类之间存在联系，可分为双向关联、单向关联、自关联、多重性关联、聚合和组合，如下：

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如下，表示一个按钮（Button）只能属于一个表单（Form），是一对一的关系，而一个表单，可以有0个或多个按钮；
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常见的多重性关系有：1…1（一对一）、0…* （0对多）、1…*（1对多）、0…1（0对一）、m…n（多对多）；

例如，汽车（Car）与发动机（Engine），发动机是汽车的组成部分，可以独立于汽车存在，并不依赖于汽车；
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例如，头（Head）与眼睛（Eye），眼睛是头的组成部分，但是眼睛不能单独出来，头没有了眼睛也就没有了；
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依赖关系；

例如，驾驶员（Driver）与车（Car）的关系，驾驶员依赖于车，没有车就无法使用驾驶方法；
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泛化关系；

泛化关系，就是继承关系，如下，学生类（Student）和教师类（Teacher）继承于人类（Person）；
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实现关系；

实现关系，顾名思义，如下，船（Ship）与车（Car）实现于交通工具接口（Vehicle），并实现其移动方法（move）；

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其他

实际上，UML的图远不止这些，还有用例图（Use Case Diagram）、对象图（Object Diagram）、包图（Package Diagram）等加上类图共13个，但是类图用的最多。

在我手边的《设计模式》（第二版，清华大学出版社，第5页，刘伟主编）中，作者引用了Martin Fowler著作中的一段话，“If someone were to come up to you in a dark alley and say, ‘Psst, wanna see a UML diagram?’ that diagram would probably be a class diagram.The majority of UML diagrams Isee are class diagrams.”（“如果有人在黑暗的小巷中向你走来并对你说：'嘿，想不想看一张UML图？'那么这张图很有可能就是一张类图，我所见过的大部分的UML图都是类图”）