变量间的关系经典题（一文在手）

前言

在进行面向对象系统设计时，我们需要根据系统的需求来抽象出一些类，并且设计类与类之间的关系，设计优良的类间关系，是实现我们常说的"高内聚，低耦合"系统的前提条件。

类与类有哪几种关系？怎么样分别在哪些场景需要使用哪种类关系呢？

类关系的种类

· 实现关系

概念:

 实现指的是一个class类实现interface接口（可以是多个）的功能，一个类可以实现多个接口。实现是类与接口之间最常见的关系，父类中有纯虚函数，纯虚函数方法必须在子类中实现。

在UML类图设计中，实现用一条带空心三角箭 头的虚线表示，从类指向实现的接口。

图例:

· 继承关系

概念:

继承指的是一个类（称为子类、子接口）继承另外的一个类（称为父类、父接口）的功能，并可以增加它自己的新功能的能力。

在UML类图设计中，继承用一条带空心三角箭头的实线表示，从子类指向父类，或者子接口指向父接口。

图例:

· 依赖关系

概念:

指两个相对独立的对象，当一个对象负责构造另一个对象的实例，或者依赖另一个对象的服务时，这两个对象之间主要体现为依赖关系。

简单的理解，依赖就是一个类A使用到了另一个类B，而这种使用关系是具有偶然性的、临时性的、非常弱的，但是类B的变化会影响到类A。比如某 人要过河，需要借用一条船，此时人与船之间的关系就是依赖。表现在代码层面， 类A当中使用了类B，其中类B是作为类A的方法参数、方法中的局部变量、或者静态方法调用。

在UML类图设计中，依赖关系用由类A指向类B的带箭头虚线表示。

图例:

· 关联关系

概念:

关联体现的是两个类之间语义级别的一种强依赖关系，比如我和我的朋友，这种关系比依赖更强、不存在依赖关系的偶然性、关系也不是临时性的，一般是长期性的，而且双方的关系一般是平等的。

关联关系分为单项关联和双向关联。单向关联表现为：类A当中使用了类B，其中B作为类A的成员变量。双向关联表现为：类A当中使用了类B作为成员变量；同时类B中也使用了类A作为成员变量。

在UML类图设计中，关联关系用由关联类A指向被关联类B的带箭头实线表示，在关联的两端可以标注关联双方的 角色和多重性标记。

图例:

· 聚合关系

概念:

聚合是关联关系的一种特例，耦合度强于关联，它体现的是整体与部分的关系，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。比如公司与员工的，比如一个航母编队包括海空母舰、驱护舰艇、艇等。

表现在代码层面，和关联关系是一致的，只能从语义级别来区分：关联关系的对象间是相互独立的，而聚合关系的对象之间存在着包容关系，他们之间是"整体-个体"的相互关系，整体与部分是可以单独存在的。

在UML类图设计中，聚合关系以空心菱形加实线箭头表示。

图例:

· 组合关系

概念:

 组合也是关联关系的一种特例，它体现的是一种contains-a的关系，相比于聚合，组合是一种耦合度更强的关联关系，也称为强聚合。它同样体现整体与部分间的关系，但此时整体与部分是不可分的，"整体"负责"部分"的生命周期一样，他们之间是共生共死的，也就是说整体的生命周期结束就意味着部分的生命周期结束，比如人 和人的大脑。

表现在代码层面，和关联关系是一致的，只能从语义级别来区分：关联关系的对象间是相互独立的，而组合关系的对象之间存在着包容关系，他们之间是"整体-个体"的相互关系，整体与部分是不可分的。

在UML类图设计中，组合关系以实心菱形加实线箭头表示。

图例：

类关系的区分方法

• 定义区分

依赖、关联、聚合和组合这四种关系比较容易混淆，我们先看一下一些书本中这四种关系的定义。

依赖(Dependency)关系是类与类之间的联接。依赖关系表示一个类依赖于另一个类的定义。例如，一个人(Person)可以买车(car)和房子(House)，Person类依赖于Car类和House类的定义，因为Person类引用了Car和House。与关联不同的是，Person类里并没有Car和House类型的属性，Car和House的实例是以参量的方式传入到buy()方法中去的。一般而言，依赖关系在Java语言中体现为局域变量、方法的形参，或者对静态方法的调用。

关联(Association）关系是类与类之间的联接，它使一个类知道另一个类的属性和方法。关联可以是双向的，也可以是单向的。在Java语言中，关联关系一般使用成员变量来实现。

聚合(Aggregation) 关系是关联关系的一种，是强的关联关系。聚合是整体和个体之间的关系。例如，汽车类与引擎类、轮胎类，以及其它的零件类之间的关系便整体和个体的关系。与关联关系一样，聚合关系也是通过实例变量实现的。但是关联关系所涉及的两个类是处在同一层次上的，而在聚合关系中，两个类是处在不平等层次上的，一个代表整体，另一个代表部分。

组合(Composition) 关系是关联关系的一种，是比聚合关系强的关系。它要求普通的聚合关系中代表整体的对象负责代表部分对象的生命周期，组合关系是不能共享的。代表整体的对象需要负责保持部分对象和存活，在一些情况下将负责代表部分的对象湮灭掉。代表整体的对象可以将代表部分的对象传递给另一个对象，由后者负责此对象的生命周期。换言之，代表部分的对象在每一个时刻只能与一个对象发生组合关系，由后者排他地负责生命周期。部分和整体的生命周期一样。

——摘自《Java面向对象编程》

• C 代码实现区分

由前面的定义我们已经知道，依赖关系实际上是一种比较弱的关联，聚合是一种比较强的关联，而组合则是一种更强的关联，所以笼统的来区分的话，实际上这四种关系、都是关联关系。但是在应用中具体怎么用代码实现的这几种关系的呢？

· 依赖：

方式1.通过成员函数入参使用。

方式2.成员函数内new对象。

比如，男孩玩球。男孩和球是单独存在的，只是玩的时候才需要球这个对象，球被玩的生命周期只是在play函数内。

class Boy { public: void play(Ball ball)//成员函数 { //...其它代码处理 //生命周期在当前函数内 } void play()//成员函数 { Ball * p_ball = new Ball (); //...其它代码处理 } }

· 关联:

通过成员函数入参赋值给成员变量。若类图中关联线是类A指向类B，则说明代码中类B的对象是类A的成员变量。

比如，汽车里面安装了音响设备。汽车和音响可以单独存在，音响也可以后期安装在车里。

class Car { public: void play(Audio audio)//成员函数 { this->audio= audio; //...其它代码处理 } private: Audio audio;//这个对象的生命周期与这个类一样 }

· 聚合：

比如，电脑由主机和显示器组成。主机和显示器可以独存在，而且即使没有显示器，电脑的还是可以使用的。但是在电脑类初始化时就需要主机和显示器数据(外界传入)。

class Computer { public: void Computer(ComputerMianUnit cmu, ComputerDisplay cdisp)//构造函数 { this->cmu= cmu; this->cdisp= cdisp; //...其它代码处理 } private: ComputerMianUnit cmu;//这个对象的生命周期与这个类一样 ComputerDisplay cdisp;//这个对象的生命周期与这个类一样 }

· 组合：

比如，电脑主机的主板、显卡等脱离了电脑主机后，电脑主机不能再运行了，必须在主机类初始化时就把这些设备包含进来(内部创建)。

class ComputerMianUnit { public: void ComputerMianUnit ()//构造函数 { p_hd = new HardDisk();//这个对象的生命周期与这个类一样 p_mb = new MemoryBank();//这个对象的生命周期与这个类一样 p_gc = new GraphicsCard();//这个对象的生命周期与这个类一样 //...其它代码处理 } private: HardDisk *p_hd;//这个对象的生命周期与这个类一样 MemoryBank *p_mb;//这个对象的生命周期与这个类一样 GraphicsCard *p_gc;//这个对象的生命周期与这个类一样 }

实际应用举例：

• 应用场景：

某个职员入职一家公司后，需要在公司的资源管理系统中录入办公电脑信息。

• 类设计图：

总结

对于继承、实现这两种关系体现的是一种类和类、或者类与接口间的纵向关系。其他的四种关系体现的是类和类、或者类与接口间的引用、横向关系，后几种关系所表现的强弱程度依次为：组合>聚合>关联>依赖。

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