类之间的关系

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学习设计模式的第一步是看懂UML类图，类图能直观的表达类、对象之间的关系，这将有助于后续对代码的编写。
常见的类之间的关系包括：继承(泛化)、实现、关联、聚合、组合、依赖。

二、关系定义及示例

1.继承(泛化)

语义：子类继承父类的属性和方法（is-a关系）
画法：空心三角形箭头（子类指向父类）

class Animal {};
class Dog : public Animal {};  // C++

2.实现

语义：类实现接口的方法
画法：空心三角形虚线箭头

class Flyable { virtual void fly() = 0; };
class Bird : public Flyable {};  // C++

3.关联

语义：类之间长期稳定的关系（如成员变量）
画法：普通实线箭头（可标注角色和多重性）

class Teacher {std::vector<Student*> students; // 1对多关联
};

4.聚合

语义：弱拥有关系，部分可独立于整体存在
画法：空心菱形箭头（菱形指向整体）

class Department {std::vector<Teacher*> teachers; // 聚合
};

5.组合

语义：强拥有关系，部分与整体生命周期一致
画法：实心菱形箭头

class Car {Engine engine; // 组合
};

6.依赖

语义：临时使用关系（如参数、局部变量）
画法：虚线箭头

class Logger {void log(const std::string& msg); // 依赖string
};

总结

提示：这里对文章进行总结：

上述关系的完整对比表如下：

上述所给的关系在一个UML类型中如下：

上述关系通过C++代码示例如下：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>// ---------------------- 依赖 Dependency ----------------------
class Logger {
public:void log(const std::string& message) {std::cout << "[LOG] " << message << std::endl;}
};// ---------------------- 关联 Association ----------------------
class Teacher;  // 前向声明class Student {
private:std::string name;Teacher* teacher;  // 学生关联一个老师（单向关联）
public:Student(const std::string& name) : name(name), teacher(nullptr) {}void setTeacher(Teacher* t) { teacher = t; }void study() {std::cout << name << " is studying." << std::endl;}
};class Teacher {
private:std::string name;std::vector<Student*> students;  // 老师关联多个学生（一对多关联）
public:Teacher(const std::string& name) : name(name) {}void addStudent(Student* s) {students.push_back(s);s->setTeacher(this);}void teach() {std::cout << name << " is teaching." << std::endl;}
};// ---------------------- 聚合 Aggregation ----------------------
class Department {
private:std::string name;std::vector<Teacher*> teachers;  // 部门聚合多个老师（弱拥有关系）
public:Department(const std::string& name) : name(name) {}void addTeacher(Teacher* t) {teachers.push_back(t);}void showTeachers() {std::cout << "Department " << name << " has teachers:" << std::endl;for (auto t : teachers) {t->teach();}}
};// ---------------------- 组合 Composition ----------------------
class Car {
private:class Engine {  // Engine是Car的一部分（组合关系，生命周期绑定）public:void start() {std::cout << "Engine started." << std::endl;}};Engine engine;  // Engine对象由Car管理
public:void start() {engine.start();std::cout << "Car is running." << std::endl;}
};// ---------------------- 继承 Inheritance ----------------------
class Animal {
public:virtual void speak() = 0;  // 纯虚函数（抽象类）
};class Dog : public Animal {  // 继承关系
public:void speak() override {std::cout << "Woof!" << std::endl;}
};// ---------------------- 主函数 ----------------------
int main() {// 依赖关系Logger logger;logger.log("Program started.");// 关联关系Teacher profSmith("Prof. Smith");Student alice("Alice");Student bob("Bob");profSmith.addStudent(&alice);profSmith.addStudent(&bob);profSmith.teach();alice.study();// 聚合关系Department csDept("Computer Science");csDept.addTeacher(&profSmith);csDept.showTeachers();// 组合关系Car myCar;myCar.start();// 继承关系Dog myDog;myDog.speak();return 0;
}

	有了类图的了解，对学习设计原则与设计模式事半功倍。