【小沐学Python】UML类图的箭头连线关系总结(python+graphviz)

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【小沐学Python】UML类图的箭头连线关系总结(python+graphviz)

2024-07-03 09:08| 来源: 网络整理| 查看: 265

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《早秋》杨小羊

才感秋意凉, 又觉夏气返。 夏秋两交织, 亦如思绪缠。 晚霞追落日, 彩云寻新月, 日月两交替, 也似归心样。 来时观荷碧, 归家闻桂香。 夏秋已交替, 岁月蹉跎惘。 夜深不得寐, 薄帐披月光。 虫鸣伴我思, 徘徊入梦乡。

文章目录 1、简介1.1 类图1.2 Graphviz 2、Graphviz2.1 安装2.2 命令行测试2.3 python测试 3、关系3.1 实现3.2 泛化3.3 关联3.4 依赖3.5 聚合3.6 组合 结语

1、简介

UML(unified modeling language,统一建模语言)是一种常用的面向对象设计的方法。其中最常用的是类图(class diagram),用于表示类的构成以及类之间的关系。

1.1 类图

在系统的逻辑视图中,类图用于描述系统中的类(对象)本身的组成和类(对象)之间的各种静态关系。 UML 类图(class diagram)是最常见的图,用于表示系统的静态结构。 在这里插入图片描述

每个类成员的可见性以一个前置符号表示:

+ 公有(public) - 私有(private) # 保护(protected) ~ 包(package)

通常UML图分为三类:

用例图(use case)静态结构图:类图、对象图、包图、组件图、部署图动态行为图:交互图(时序图与协作图)、状态图、活动图 1.2 Graphviz

Graphviz 是 AT&T 实验室开发的一个开源软件,它以一种文本语言去描述图(graph),然后自动排布节点和边去生成图片。它已有近 30 年历史。

Graphviz 是开源的图形可视化软件。图可视化是一种将结构信息表示为抽象图和网络图的方法。它在网络、生物信息学、软件工程、数据库和网页设计、机器学习以及其他技术领域的可视化界面中具有重要的应用。

2、Graphviz 2.1 安装

下载 Graphviz 安装包。 下载地址:https://www.graphviz.org/download/ 在这里插入图片描述

2.2 命令行测试

建立一个测试源文件 hello.dot(DOT语言为 Graphviz 的图形描述语言):

digraph { Hello -> World }

在命令行执行:

dot -Tpng hello.dot -o hello.png

生成结果文件: 在这里插入图片描述

2.3 python测试

安装相关库:

pip install graphviz

在这里插入图片描述 该graphviz模块提供了两个类:Graph和 Digraph。它们分别以DOT语言为无向图和有向图创建图描述。它们具有相同的 API。通过实例化一个new Graph或 Digraphobject 创建一个图形:

from graphviz import Digraph dot = Digraph(comment='The Round Table') print(dot)

在这里插入图片描述 然后可以添加点和边,通过node()和edge()或edges()来实现。

from graphviz import Digraph dot = Digraph(comment='The Round Table') dot.node('A', 'King Arthur') dot.node('B', 'Sir Bedevere the Wise') dot.node('L', 'Sir Lancelot the Brave') dot.edges(['AB', 'AL']) dot.edge('B', 'L', constraint='false') print(dot.source)

在这里插入图片描述 最后可以通过如下代码保存图像pdf文件,并显示。通过设置view=True将自动使用系统默认的文件类型的查看器应用程序打开生成的文件(PDF,PNG,SVG等)。

dot.render('round-table.gv',format='jpg', view=True)

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from graphviz import Digraph g = Digraph('G', filename='hello.gv',format='png') g.edge('Hello', 'World') g.view()

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3、关系 3.1 实现

实现关系是指接口及其实现类之间的关系。

在UML类图中,实现关系用空心三角和虚线组成的箭头来表示,从实现类指向接口。在Java代码中,用implements关键字表示。 在这里插入图片描述

graphviz代码: digraph { node [shape=box, fontname="Inconsolata, Consolas", fontsize=10, penwidth=0.5] edge [fontname="Inconsolata, Consolas", fontsize=10, penwidth=0.5] Bird, Fly /* Dependency */ { edge [arrowhead=onormal, style=dashed] Bird -> Fly } } graphviz生成图: 在这里插入图片描述python代码: from graphviz import Digraph dot = Digraph(comment='The Implements Graph of YXY') dot.node('A', 'Bird', shape='box') dot.node('B', 'Fly', shape='box') dot.edge('A', 'B', arrowhead='onormal', style='dashed') print(dot.source) dot.view() python生成图: 在这里插入图片描述 3.2 泛化

泛化关系(Generalization)是指对象与对象之间的继承关系。如果对象A和对象B之间的“is a”关系成立,那么二者之间就存在继承关系,对象B是父对象,对象A是子对象。

在UML类图中,泛化关系用空心三角和实线组成的箭头表示,从子类指向父类。在Java代码中,用关键字 extends表示。

在这里插入图片描述 继承(inheritance)是类之间很重要的关系,在 UML 中又称其为泛化(generalization)关系,以空心箭头表示派生类指向基类。

graphviz代码: digraph { node [shape=box, fontname="Inconsolata, Consolas", fontsize=10, penwidth=0.5] Animal, Mammal, Reptile, Dog, Cat, Snake /* inheritance */ { edge [arrowtail=onormal, dir=back] Animal -> { Mammal, Reptile } Mammal -> { Dog, Cat} Reptile -> Snake } } graphviz生成图: 在这里插入图片描述python代码: from graphviz import Digraph dot = Digraph(comment='The Generalization Graph of YXY') dot.node('A', 'Animal', shape='box') dot.node('B', 'Dog', shape='box') dot.node('C', 'Cat', shape='box') dot.edge('A', 'B', arrowtail='onormal', style='solid', dir='back') dot.edge('A', 'C', arrowtail='onormal', style='solid', dir='back') print(dot.source) dot.view() python生成图: 在这里插入图片描述 3.3 关联

关联关系(Association)是指对象和对象之间的连接,它使一个对象知道另一个对象的属性和方法。关联关系有单向关联和双向关联。关联关系又分为依赖关联、聚合关联和组合关联三种类型。

在UML图中,双向关联关系用带双箭头的实线或者无箭头的实线双线表示。单向关联用一个带箭头的实线表示,箭头指向被关联的对象。在Java中,关联关系的代码表现形式为一个对象含有另一个对象的引用。

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graphviz代码: digraph { node [shape=box, fontname="Inconsolata, Consolas", fontsize=10, penwidth=0.5] Person, Magazine /* Association */ { edge [dir=none] Person -> Magazine [label=" subscribe"] } } graphviz生成图: 在这里插入图片描述python代码: from graphviz import Digraph dot = Digraph(comment='The Association Graph of YXY') dot.node('A', 'Person', shape='box') dot.node('B', 'Magazine ', shape='box') dot.edge('A', 'B', arrowhead='none', arrowtail='none') print(dot.source) dot.view() python生成图: 在这里插入图片描述 3.4 依赖

依赖(Dependency)关系是一种弱关联关系。如果对象A用到对象B,但是和B的关系不是太明显的时候,就可以把这种关系看作是依赖关系。如果对象A依赖于对象B,则 A “use a” B。

在UML类图中,依赖关系用一个带虚线的箭头表示,由使用方指向被使用方,表示使用方对象持有被使用方对象的引用。

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graphviz代码: digraph { node [shape=box, fontname="Inconsolata, Consolas", fontsize=10, penwidth=0.5] edge [fontname="Inconsolata, Consolas", fontsize=10, penwidth=0.5] Factory, Product /* Dependency */ { edge [arrowhead=vee, style=dashed] Factory -> Product [label=" "] } } graphviz生成图: 在这里插入图片描述python代码: from graphviz import Digraph dot = Digraph(comment='The Dependency Graph of YXY') dot.node('A', 'Factory', shape='box') dot.node('B', 'Product', shape='box') dot.edge('A', 'B', style='dashed', label=" ") print(dot.source) dot.view() python生成图: 在这里插入图片描述 3.5 聚合

聚合(Aggregation)是关联关系的一种特例,它体现的是整体与部分的拥有关系,即 “has a” 的关系。此时整体与部分之间是可分离的,它们可以具有各自的生命周期,部分可以属于多个整体对象,也可以为多个整体对象共享,所以聚合关系也常称为共享关系。

在UML图中,聚合关系用空心菱形加实线箭头表示,空心菱形在整体一方,箭头指向部分一方。其中箭头可以省略。

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graphviz代码: digraph { node [shape=box, fontname="Inconsolata, Consolas", fontsize=10, penwidth=0.5] edge [fontname="Inconsolata, Consolas", fontsize=10, penwidth=0.5] Department, Employeee /* Aggregation */ { edge [dir=back, arrowtail=odiamond, headlabel="* "] Department -> Employeee } } graphviz生成图: 在这里插入图片描述python代码: from graphviz import Digraph dot = Digraph(comment='The Aggregation Graph of YXY') dot.node('A', 'Department', shape='box') dot.node('B', 'Employeee', shape='box') dot.edge('A', 'B', arrowtail='odiamond', dir='back') print(dot.source) dot.view() python生成图: 在这里插入图片描述 3.6 组合

组合(Composition)也是关联关系的一种特例,它同样体现整体与部分间的包含关系,即 “contains a” 的关系。但此时整体与部分是不可分的,部分也不能给其它整体共享,作为整体的对象负责部分的对象的生命周期。

在UML图中,组合关系用实心菱形加实线箭头表示,实心菱形在整体一方,箭头指向部分一方。其中箭头可以省略。

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graphviz代码: digraph { node [shape=box, fontname="Inconsolata, Consolas", fontsize=10, penwidth=0.5] edge [fontname="Inconsolata, Consolas", fontsize=10, penwidth=0.5] Company, Department, Employeee /* Composition */ { edge [dir=back, arrowtail=diamond, headlabel="* "] Company -> Department } /* Aggregation */ { edge [dir=back, arrowtail=odiamond, headlabel="* "] Department -> Employeee } } graphviz生成图: 在这里插入图片描述python代码: from graphviz import Digraph dot = Digraph(comment='The Composition Graph of YXY') dot.node('Z', 'Company', shape='box') dot.node('A', 'Department', shape='box') dot.node('B', 'Employeee', shape='box') dot.edge('Z', 'A', arrowtail='diamond', dir='back', headlabel="* ") dot.edge('A', 'B', arrowtail='odiamond', dir='back', headlabel="* ") print(dot.source) dot.view() python生成图: 在这里插入图片描述 结语

如果您觉得该方法或代码有一点点用处,可以给作者点个赞,或打赏杯咖啡;╮( ̄▽ ̄)╭ 如果您感觉方法或代码不咋地//(ㄒoㄒ)//,就在评论处留言,作者继续改进;o_O??? 如果您需要相关功能的代码定制化开发,可以留言私信作者;(✿◡‿◡) 感谢各位大佬童鞋们的支持!( ´ ▽´ )ノ ( ´ ▽´)っ!!!



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