图解码说-六大UML类图关系（依赖，继承，实现，关联，聚合，组合）

UML 类图是面向对象设计的 “施工图”，而依赖、继承、实现、关联、聚合、组合这六大关系，就是图中定义类与类互动规则的核心 “语法”。掌握它们，就能快速看懂类的协作逻辑与系统结构

1 UML 类图基础

UML类图的基本单元，类如下所示

+----------------+
|    Animal      |  // 类名
+----------------+
| - name: String |  // 属性（private）
| - age: int     |
+----------------+
| + eat(): void  |  // 方法（public）
| + sleep(): void|
+----------------+

通常是一个三层矩形框，从上到下分别对应：

• 第一层：类名（抽象类名用斜体表示）；
• 第二层：属性（格式为 “可见性 属性名：类型”，如 “- name: String” ）；
• 第三层：方法（格式为 “可见性 方法名 (参数): 返回值类型”，如 “+ eat (): void” ）。

“-” 代表 private,“+” 代表 public,"#"表示protected

2 六大关系图解：从符号到本质

2.1 继承

继承是面向对象编程中的一个基本概念，指的是子类继承父类的属性和方法
继承用于代码复用和建立类之间的层次关系,形成 is-a 关系

// 基类（父类）
class Animal {
public:
    // 普通方法（会被继承）
    void drink() { 
        cout < < "Animal is drinking" < < endl; 
    }
    
    // 虚函数（用于多态）
    virtual void sound() = 0; // 纯虚函数（抽象方法）
};
 
// 继承示例（派生类）
class People : public Animal { // 使用继承（is-a 关系）
public:
    // 实现基类的纯虚函数（必须实现）
    void sound() override {
        cout < < "hello world!" < < endl;
    }
};

UML 符号使用带空心三角形的实线（三角形指向父类，即 “谁是父，箭头指谁”）

2.2实现

实现通常指的是接口的实现，但C++本身并没有像Java那样的接口关键字，所以可能需要用抽象类来模拟接口，形成 can-do 关系
实现（通过抽象类）用于定义必须由子类实现的方法，确保多态性

在c++中,

// 实现示例（接口模式）
class Eating { // 模拟接口（没有成员变量）
public:
    virtual void eat() = 0; // 纯虚函数（必须实现）
    virtual ~Eating() {}   // 虚析构函数
};
 
class People : public Animal, public Eating { // 多继承（实现多个接口）
public:
    // 实现 Animal 的抽象方法
    void sound() override {
        cout < < "Chirp!" < < endl;
    }
    
    // 实现 Eating 的接口方法
    void eat() override {
        cout < < "Bird is eating" < < endl;
    }
};

UML 符号使用带空心三角形的虚线（三角形指向接口，即 “谁是接口，箭头指谁”）

2.3依赖

依赖是一种比较弱的关系，表示一个类使用另一个类，但生命周期上没有必然联系。比如，一个方法参数中使用了另一个类的对象，或者局部变量。这种情况下，当方法执行完毕，依赖的对象可能就被销毁了，抽象地说，类 A 的某个方法使用类 B 的对象，但 B 的对象并非 A 的成员变量，而是通过参数、局部变量或静态方法调用临时使用。

#include < iostream >
using namespace std;

class Food {
private:
    int eggs;
};

class People {
public:
    // 依赖关系：通过方法参数使用 Foodl
    void eat(Food *food) {
        eat.food();
    }
};

UML 符号使用带箭头的虚线（箭头指向被依赖的类，即 “谁被用，箭头指谁”）

2.4关联

关联表示长期的结构性联系，表示更强的关系，通常表示成员变量，一个类包含另一个类的实例作为属性。关联有方向性，可以是单向或双向，但生命周期上，关联的对象通常由另一个类管理，比如作为成员变量存在，生命周期和包含它的对象一致

class People {
private:
	chai *home;
	Home *home
public:
	work()
};

class Home {
private:
    char* addr; 
};

UML 符号使用带箭头的实线（单向关联箭头指向被关联方；双向关联无箭头，或用双向箭头）

2.5 聚合

整体与部分具有弱依赖关系，部分的生命周期独立于整体。部分可以属于多个整体或独立存在。典型的 "has-a" 关系

#include < iostream >
using namespace std;

class People {
private:
	char *name;
	chai *home;
public:
	work()
};

class Company {
private:
    People* people; // 关联关系：成员变量指向 People 对象
public:
    Company(People* p) : People(p) {} // 通过构造函数传入 People 对象
    
    void work() {
        people- >work(); // 使用关联的 People 对象
    }
};

UML 符号使用带空心菱形的实线（菱形在 “整体” 侧，箭头指向 “部分”）

2.6组合

整体与部分具有强依赖关系，部分的生命周期由整体管理。部分不能独立于整体存在。
整体类持有部分类的对象实例，部分在整体构造时创建，整体销毁时自动销毁）。

#include < iostream >
using namespace std;

class Heart {
public:
    void beat() {
        cout < < "Heart is beating" < < endl;
    }
    ~Heart() {
        cout < < "Heart destroyed" < < endl;
    }
};

class People {
private:
    Heart heart; // 组合关系：Heart 是 Person 的组成部分
public:
    void live() {
        heart.beat();
    }
    ~People() {
        cout < < "People destroyed" < < endl;
    }
};

UML 符号使用带实心菱形的实线（菱形在 “整体” 侧，箭头指向 “部分”）

3对比

	继承	实现	依赖	关联	组合	聚合
关系强度	"is-a" 关系	"can-do" 关系	弱（临时使用）	强（长期持有）	强（部分依赖整体）	弱（部分独立存在）
生命周期	父类与子类生命周期通常独立	接口类不管理对象生命周期，由实现类负责	方法调用期间存在	对象实例化时建立，销毁时结束	整体管理部分生命周期	部分生命周期独立
代码体现	通过虚函数实现运行时多态	通过纯虚函数定义接口，实现类提供具体实现	方法参数、局部变量、静态方法调用	成员变量（对象、指针或引用）	成员变量为对象（非指针）	成员变量为指针或引用
对象管理			不管理对象生命周期	可能管理对象生命周期（如通过值或指针）	整体析构时自动销毁部分	整体析构时不销毁部分
典型场景	生物分类（如猫继承动物）	技能规范（如飞行接口）	工具类使用（如 Worker 使用 Tool）	实体间联系（如 Student 与 Teacher）	生物器官与生物体（如心脏与人类）	集合与元素（如班级与学生）
UML表示	空心三角形+实线	空心三角形+虚线	虚线箭头（-->）	实线箭头（→）	实心菱形箭头（♦→）	空心菱形箭头（◇→）

4实战技巧：如何快速识别关系？

• 先看 “箭头与形状”：菱形代表 “整体 - 部分”（空心 = 聚合，实心 = 组合），三角形代表 “层级 / 契约”（实线 = 继承，虚线 = 实现）；
• 再判 “强弱与生命周期”：临时用 = 依赖，长期持用 = 关联，部分能独立 = 聚合，部分不能独立 = 组合；
• 最后对应 “业务语义”：说 “是 XX” 找继承，说 “能 XX” 找实现，说 “有 XX” 看关联 / 聚合 / 组合。

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审核编辑 黄宇