《软件方法（下）》8.3 建模步骤C-2 识别类的关系（202405更新）

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8.3 建模步骤C-2 识别类的关系

首先重复本章开头所提到的：

虽然本书先讲解“识别类和属性”，再讲解“识别类的关系”，但在实际工作中，先“识别类和属性”再“识别类的关系”这个思考顺序只是一个微小的思考周期内的顺序。建模一张类图，需要很多个思考周期。也就是说，识别类和属性→识别类的关系→识别类和属性→识别类的关系→……是交错进行的。

我们阅读用例规约或其他素材，一边思考一边建模，不管识别出类、属性还是关系，画上去就是，并不需要假装看不见类的关系，非得先把类和属性都识别完了，再来识别类的关系。

8.3.1 类的关系

类的关系有三种：泛化（Generalization）、关联（Association）和依赖（Dependency），UML表示法如图8-80。

图8-80 类的关系

泛化和关联是类的静态关系。这是系统要想办法记住的关系，或者说，这两个关系属于系统要维护的“数据”。即使系统当前没有运行需要用到这些关系的用例，这些关系依然存在，随时等待着被“使用”。

泛化表示集合关系。两个类形成泛化，意味着超类的对象集合包含子类的对象集合。B、C泛化到A（或者说，B、C继承自A），意味着A的对象集合包含B和C的对象集合，如图8-81。

图8-81 泛化表示集合关系

★也可以换一种说法：子类的特征集合包含超类的特征集合。

由于是集合关系，泛化关系是没有1对多、多对多等多重性的。

任何集合都是本身的子集，但此处的“包含”不考虑这种情况，也就是说，泛化的“包含”指真子集的“包含”。泛化关系只能发生在不同的类之间，不能同一个类形成自反泛化，否则就会导致批量刷废话——每个类都无条件地刷一个自反泛化。

间接的“自反泛化”也是不允许的，A的子类或子类的子类不能成为A的超类。也就是说，泛化关系是传递和非对称的：对象集合A、B、C，如果A⊃B，B⊃C，那么可以得出A⊃C，而且C⊅B，C⊅A，B⊅A。

如图8-82的情况，都是不允许的：

图8-82 不允许的泛化关系

关联表示个体关系。关联可以发生在不同类之间，也可以发生在同一个类之间，意味着类的对象个体之间有关系。

如图8-83的左侧，A和B、C关联，意味着某个A的个体可能会和某些B和C的个体有关系；

如图8-83的右侧，A自己和自己关联，意味着某个A的个体可能会和另外的A个体有关系。

图8-83 关联表示个体关系

因为关联是类的对象个体之间的关系，所以会有1对多、多对多等多重性，甚至在某些情况下存在同一个类自己和自己的关联——自反关联。

是集合关系还是个体关系，这是泛化和关联的本质区别，从自然语言的表达来推断有时是不可靠的。

例如，自然语言"人有男有女"说的是泛化关系。"人有男有女"的意思不是一个人的个体里有若干男人个体和若干女人个体，而是说人的对象集合包含了男人的对象集合和女人的对象集合。

自然语言"人有手有脚"说的是关联关系。"人有手有脚"的意思不是人的对象集合包含了手、脚的对象集合，而是说一个人的个体组装了若干手和脚的个体。

读者可以自行体会一下“人有车有房”和“人有高富帅有屌丝”的区别。

对于比较熟悉的领域，例如刚才的男女、手脚，拍脑袋就可以知道是泛化还是关联，那拍脑袋就可以了。如果进入陌生的领域，回溯到集合和个体的本质区别是必要的。

泛化和关联的进一步内容，后文还会单独分节讲述。

再来看依赖关系：

如果类B变化，类A也需要变化，那么可以认为类A依赖于类B。

从这个定义来看，泛化和关联也是依赖关系。泛化是子类依赖于超类，关联的依赖看关联的方向。不过，泛化和关联有另外的表示法，所以一般说的依赖指除了泛化和关联之外的其他依赖，例如调用、实例化等。

类之间的依赖关系用带箭头的虚线表示，线上可以标注依赖的类型（可选），如图8-84：

图8-84 类之间的依赖

★显然，只有在信息系统的分析或设计模型中才会出现调用、实例化等依赖关系，纯粹描述领域知识的领域模型是不需要的。

这些依赖关系并非时刻都存在，而是在信息系统执行某个用例的某个步骤时才会产生，而且持续的时间非常短——从分析工作流的假设来说，就是趋近于0。因此，要描述依赖关系，仅在类图上描述“A依赖于B”是不够的，还要具体到某个场景。

例如，要描述A会调用B、C的操作，如图8-85在类图上画依赖的虚线箭头，不是不可以，但还不够。

图8-85 在类图上表达“A依赖于B、C”还不够

应该在某个用例的某张序列图（或通信图）上描述，在什么场景，进行到哪个步骤时，A需要调用B的什么操作，在什么场景，进行到哪个步骤时，A需要调用C的什么操作，如图8-86。

图8-86 “A会调用B、C”应在序列图上表达

有了序列图，如图8-85的类图上的依赖虚线就没有必要画出来了，类图上画泛化和关联关系即可。

经常看到这样的类图：上面布满了依赖的虚线，却没有泛化和关联，如图8-87。如果这样的类图描述的是不同领域的类之间的协作，那还可以接受，如果类图上都是核心域的概念，那就要警惕了，可能建模人员根本没有去寻找泛化和关联关系。

图8-87 只有依赖关系的类图

也许有的读者会想，图8-87这不挺规整的嘛！问题就在于，依赖关系为什么是这个样子，很可能是没有依据的。建模人员拍脑袋定了这样的依赖关系，然后就假装自己已经“建模”了。

如图8-88，有ABCD四个类，可以随意编排它们之间的依赖，不管哪一种，都可以写出代码来，编译器也不会报错。但哪一种更合理，要尽量从静态关系来找依据。

图8-88 没有依据，依赖可以随意编排

时不时会有开发人员向我介绍他所做系统的“架构”，“您看，A调用B，B调用C……”，然后就没了。为什么要这样调用，也讲不出什么理由，反正我就是这样做了，而且做出来了，好像也能用，就行了呗，管它洪水滔天！

8.3.2 识别泛化关系

8.3.2.1 识别泛化的思路

（1）直接形成

类图中的两个类可能会直接形成泛化关系，如图8-89所示。严格的做法是针对每两个类，思考“A是B的一种吗？”，再反过来思考“B是A的一种吗？”不过这样做工作量很大。类图中有n个类，就需要思考2C（n，2）=n(n-1)次。n=11时，就是110次了！实际工作中，往往是先扫描一遍，大脑迅速过滤出可能值得这样思考的类，针对这些类思考即可。