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[Java知识库]UML类图分析实战----媒体存储系统；Package与Class的权限（Java养成）

Java养成计划----学习打卡第三天

Java入门到精通（打卡第三天)

学习内容

UML类图关系实例分析

Java开发

内容管理

UML类图关系具体实例分析

继承关系与包含关系

昨天的内容中我们提到的Country，Capital，Governmennt中，前者就是包含后两者的，就是一种包含关系，并且关联的数量是1，关联属性的数据类型就是Captial和Government；

关于继承我们再说一下就是一个类（子类，子接口）继承另外一个类（父类，父接口）的功能，并可以增加它自己的新功能，一个类最多继承一个类

下面我们举个例子来看一下这里的两种关系

There are two different kinds of employees in the company:

Workers - Workers do not supervise anybody. They are paid a weekly salary.
Managers - Managers supervise one or more employees. In addition to a weekly salary, they also get a bonus based on the number of employees they manage. Assume that one employee is supervised by at most by one manager. A manager can be supervised by another manager.

这里我们可以找寻到3个名词，employee worker manager ,我们可以清晰地发现上面地of，这就可以体现一种继承关系，我们抽象三个类，employee类下面有有两个子类就是worker类与manager类，所以这里的worker类与manager类继承employee类；通过Managers supervise one or more employees这句，可以找到一种关联关系也就是包含关系，（属性），这里的manager类就是关联了employee类；最后一句就是让关联的类不只是worker而是整个employee类；关联的方向就是从manager类到employee类；关联数量是1··*，就是一至多；

通用类结构

类与类之间的关系一般是根据具体的应用来定，但是有一些类经常被用，这些常用类被称为基本构建块，比如Collections（集合类，容器类），Self-Containing Classes（自包含） Relation Loops（关系环类结构）

集合类 Collections

这个有一对多或者多对多，比如一个Client对应多个Bankcount，这里创建的经验就是我们的包含类（比如Client）中的方法一般都要有删除操作，添加操作，返回容器中总的数目，查找操作，就是比如

添加操作
- addBankAccount(account:BankAccount);
从容器中删除
- removeBankAccount(account:BankAccount);
取得容器中的对象（查找）查找的方法有多种，但是为了方便阅读，这是我们就要利用重载
- getBankAccount(index:int) 号码,序号查找
- getBankAccount(id:String) 按名字查找
获得容器中总的数目
- getNumberOf(account:BanlAccouont);

自包含关系 Self- Containing Classes

这个的意思是自身与自身关联，就是这个类有的属性的数据类型就是自身；比如Person类的getFather与getMother属性都是自身类型；这里有个经验就是如果自包含的数量是单数，那么这个类应该建立一些get方法（必须）以及set方法（如果允许修改）

public class Person{
    ···
     private Person father;
     private Person mothaer;
    ···
     public Person(返回值类型) getFataher{
        return Father;
    } 
    public Person mother getMother{
        return mother;
    }
    ···
}

关系环结构 Relation Loops

在需求中找名词或者名词短语，然后以他们抽象创建类，两个实体之间有has就是包含关系；两个类如果有共性，就比如它们有一些相同的操作方法，这是经验就是将共性提取出来，然后创建一个基类Composite类来存放共性，其实就是我们人为提取出一个父类，让两个子类继承

媒体存储系统----设计类

从需求中找出类的步骤

第一步：我们要认真阅读需求文档，找出其中的名词或者名词短语（标注出来）

The Media store system

A media store contains a database of the media files. There are two types of media files: image files and audio files. Each medial file has a ==name ==and a unique code. In addition:

?Theinformation for an Image file includes the== author== and format.
?The information for an audio file includes the duration of the audio file in seconds and theperformer.

?　 Assume that each media file are identified by a unique code. The system provides the following functions:

?Adds the specified media file to the media database.
?Look up a media file given a unique code.
?Removes the specified media file from the media database.
?Get the number of the media file that the media database contains

第二步，将所有的名词或者名词短语罗列在excel表格中，然后修剪（删除）

删除的规则如下
- 将复数转换成单数（除非必须是容器）比如将media files 转成 media file ，image files 转成image file ，audio files 转成 audio file
- 删除列表中可能是具体对象的，用通用化类代替，比如人们和张三，我们就要把张三删去，比如张三去取钱，将张三抽象成Client；还有就是删除某个变量的具体取值，比如format包含CD之类，就要删除CD，保留format；
- 删除与需求无关或者含混不清的词语，比如这个information 或者这个kinds，找不到它们的属性
- （那种）删除是某个实体属性的名词，如果这个名词本身也有属性，那就不能删除，像这里unique code，name，author，format，duration，performer（像上一个的salary就没有属性，就不是类）
- 还有就是那种范围很大的大词要删除，比如这里的system
将剩下的名词分类，将意义相同的名词中只选择一个就可以，同义词词组组合在一起，起一个名字就可以了

所以只有database，media file和image file 以及 audio file，所以我们设计四个类：MediaFileDatabase类， MeidiaFile类，ImageFile类，AutioFile类

接下来就是创建具体的属性和方法了，这里我们就可以就具体功能设计方法，这里MediaFileDatabase类是包含多个MeidiaFile类，所以创建一个容器，而ImageFile类，AutioFile类继承MeidiaFile类，关联关系就是这样子的，所以方法就有getMunberOf（mediafile：MediaFile）；removeMeidiaFile（mediafile：MediaFile）；getMeidiaFile（mediafile：MediaFile）；addMeidiaFile（mediafile：MediaFile）；需求中所要求的功能很少就容器的几个操作而已

设计好核心类之后，检查那些是否是好的，我们就增加一个类，叫做测试类，或者驱动类，我们就将这些放在驱动类加进来就提高代码的复用性；之类我们就创建一个驱动类MediastoreSystem类，从需求中可以看到这个类只与MediaFileDatabase类关联，把我们用户的需要的核心功能就放在里面，所以我们直接操作MediaFileDatabase属性，然后直接调用其中的几个容器操作就可以实现几个功能；使用.运算符就可以调用base的操作，这样就创建好了；

找出类的属性或者关联属性

这就找出每个类的属性就可

MediaFileDatabase类 meidiafile
MeidiaFile类 name , unique code
ImageFile类 author format
AutioFile类 duration performer

对于这些属性我们一般就有一些经验就是 get 与 set方法，output与display 方法，perform calculation 特性计算 object‘s values 对象的价值之类的方法

写出每一个类中可能的方法

这里就根据这些对象和我们常见的方法来编辑方法

MediaFileDatabase类
- getMunberOf（mediafile：MediaFile）；
- removeMeidiaFile（mediafile：MediaFile）；
- getMeidiaFile（code：int）；
- getMeidiaFile（name：String）；
- addMeidiaFile（mediafile：MediaFile）；
MeidiaFile类
- setCode（code:int);
- setName(name:String);
- getCode（name:String);
- getName（code:int);

之后的就不在细说了，就这样子创建就好了；

找出类与类的关系

我们可以建立一个矩阵，然后首先看他们的继承关系；问自己问题：“类A 的对象是类B 的一个对象吗？”这样就找出继承关系（泛化),看看是否继承了所有父类属性；

第二步是找关联关系，一对一或者一对多的关系；（找同一句话中出现了两个类）这里MediaFileDatabase类是包含多个MeidiaFile类，就是一对多的关联关系）所以创建一个容器，而ImageFile类，AutioFile类继承MeidiaFile类

UML的Java实现

基本的类语法

Java里面定义类就是class，前面是访问权限，比如public static ，这个可以不要，之后就是类名，类名要大写，之后的花括号就是类的作用域，包括类的数据成员 data members 和属性方法 meeber functions.

数据成员 data members 数据成员的对象可以是符合要求的任何类型，当然它也可以是原始类型primitive types 如int ，double之类它的定义方法是 访问权限数据类型变量名

四种访问权限：public private protected ，缺省

比如 private Captial captial； double x;

java的数据类型

包括基本数据类型以及引用数据类型；（原始）基本数据类型就分为数值型（byte int short long float double) ；字符型（char); 布尔型（boolean); （对象）引用数据类型包括类class，接口interface，数组

Sring就是对象数据类型 class，基本类型可以使用包裹类型，包裹类型就是Class类

方法（函数），在Java中只能当作类的一部分去创建，其他的就和C差不多，只是一般要加访问权限

Java类的构造方法

构造方法于类名相同，并且没有返回值，构造方法通过传递的实参初始化对象的成员变量，一般使用前缀use the prefix “initial”来给构造方法的参数命名

new关键字调用构造方法来创建类对象；当为某个类撰写多个构造方法时，想在某个构造方法里调用另外的构造方法就是this[参数列表]

当没有构造方法时，Java会自动给一个缺省的构造方法，表现就是Java类会自动初始化，数值型就是0，boolean就是false，char型就是’\0’，对象类型就是null，一旦我们撰写了，Java就不会再这样初始化了，接下来，我们大概写一个类

public class Point2D{
    private float x;//在这个类中，这相当于我们C里面没有封装的全局变量
    private float y;
    public Point2D(float initialX,float initialY)
    {
        x = initialX;
        y = initialY;
    }
    public float getX(){
        return x;
    }
    public float getY{
        return y;
    }
    public static void main(String[] args)
    {//在C里面一般int main，所以写return 0；这里就是void main，main函数不需要返回值
        // you code here
        System.out.println("%.2f",getX());
        System.out.println("%.1f",getY());
    }
}

写好一个类之后我们就把它存储在一个.Java文件里面，这个.Java文件里面一般只定义一个类，并且文件名与类名一致；定义多个类时，只以一个类做主类，其余类都是辅助，主类一般访问权限都是public的，所以这里文件名就是Point2D.java

Java的对象声明与创建（Java封装性）

在类定义的基础上，对象的创建和应用包括三个步骤：对象的声明，对象的创建，通过.运算符对对象的引用

比如我们上面创建好类之后（这个就要类比String），我们声明一个对象Point2D pointOne；这样就声明了，就像String s;对于这个声明，系统就会在栈里为其分配一个空间，存储一个真正指向的地址

pointOne = new Point2D(10,100);

point2D就是点，所以这里就是给他赋值为（10，100），类比String s = new String(“i like it”);，所以之后系统看到new就在堆中分配对象所占的空间，并且返回一个引用地址给对象变量；而且系统会自己free内存，在Java里不能修改地址，这里和指针很像，但是不需要修改指针的值，所以不需要指针；
在这里插入图片描述

访问属性就是pointOne.getX();这里需要注意我们把这个叫做首地址的引用，它可以找到堆中容器的地址；

在Java里面形参与实参结合的方式是地址的copy；比如p1与pointOne都是指向同一块内存，就像指针但又不是指针；C语言里面的指针在Java里就自己给用new全自动操作了，所以这就是类似一种指针传递，形参改变堆中的值，实参的就跟着变了

Java访问权限（Java封装性）

Java对象是Java封装性的一个方面，另一方面体现在堆Java类以及其成员的访问权限限制；访问权限限制体现在三个方面就是包、类的访问权限以及类成员的访问权限，

Java为解决类命名冲突问题，就引入包（package）来组织管理类；包中存在一个或者多个类，通过.来指明目录的层析结构，比如Java.io;对应文件夹java\io，类位于包中，就是位于对应的文件夹中

API（application programming interface）应用程序接口，Java的类的API就分别存储在不同的包中

在包条件下类的使用

用类的全名 = 包名 + 类名
使用 the import Statement来导入

例如我们定义一个日期对象，Java库里util包里就有Date类，我们要使用按第一种方式就是

java.util.Date day = new java.util.Date();

这里Date是类名，java.util是类所属包的名字，java.unti.Date是全名，通过这种方式唯一标识一个类名，包提供了一种命名机制和可见性限制机制

像我们的Scanner 其实也就是一个类，这个类也就是在Java的util包里面，所以我们定义输入时的

import java.util.Scanner;//这就是我们要使用Scanner类时系统用第二种方式导入的Scanner类，工具类

Scanner in = new Scanner(System .in);//这里的in也只是一个对象，为了直观理解，所以对象命名为in，new就是给对象分配一块空间

当我们想使用包中的很多类时我们就直接导入包，加一个*,在软件工程中就代表多，或者任意

import java.until.* //这样就可以了

**将整个包都导入并不会影响Java的语言的效率，**并不像语言的头文件，那里就会将整个都解析，这里因为Java的封装性很好，包封装了，类也封装了，所以加载的只是我们要使用的那几个类

Java内库的各种包比如IO包就是控制输入输出的，util包就是工具包，里面有Scanner类，Date类等；

自定义包

我们有时在实现不同的功能模块，完成不同的功能，就需要将不同的类打包，需要注意一点就是package必须是文件的第一条语句，我们打包类的语法就是

package point;//这里的point就是自定义名，可以随便取
pubilc class Point2D{
    ·······
}

使用自定义包和之前的两种方法

包的访问权限

如果一个.java源文件中不加package语句，就指定为缺省包或无名包，类文件位于当前工作目录下
无论是JDK提供的类还是自定义包中的类，都必须使用import的两种方法使用包中的类，以通知编译器使用，但下面两种可以不用
- 位于同一个包中的类可以互相引用
- 在源程序Java类库的lang包中的类可以直接使用，它是所有Java类的父类，就像System类就在里面，System.out.println();