UML 類別圖六大關係深度解析

掌握類別圖關係，精準表達系統架構

UML 類別圖是物件導向分析設計的核心工具。六種關係由強到弱依序為：泛化、實現、組合、聚合、關聯、依賴。本文逐一解析定義、箭頭表示、程式碼對應與實務應用場景。

關係強弱總覽

泛化 = 實現 > 組合 > 聚合 > 關聯 > 依賴

1. 泛化 - Generalization

定義：繼承關係，表達「is-a」關係，子類別特化父類別。

箭頭：實線 + 空心三角箭頭 → 指向父類別

程式碼：class Child extends Parent

範例：老虎 → 動物

2. 實現 - Realization

定義：類別實作介面，表達「can-do」關係。

箭頭：虛線 + 空心三角箭頭 → 指向介面

程式碼：class Impl implements Interface

範例：ArrayList → List

3. 關聯 - Association

定義：結構性關係，一個類別知道另一個類別的屬性與方法，表達「has-a」。可單向、雙向、自我關聯。

箭頭：實線 + 實心箭頭 → 指向被擁有者（雙向可無箭頭或雙箭頭）

程式碼：成員變數

class Teacher {
    List<Student> students;  // 雙向關聯
    Course course;           // 單向關聯
}

4. 聚合 - Aggregation

定義：整體與部分關係，部分可脫離整體獨立存在（弱擁有）。

箭頭：實線 + 空心菱形 → 菱形指向整體

程式碼：成員變數（語法上與關聯無異，靠語意區分）

範例：汽車 ↔ 輪胎（輪胎可拆卸單獨存在）

5. 組合 - Composition

定義：整體與部分關係，部分不可脫離整體獨立存在（強擁有），整體負責部分生命週期。

箭頭：實線 + 實心菱形 → 菱形指向整體

程式碼：成員變數，通常在建構子中初始化

範例：公司 ↔ 部門（無公司則無部門）

6. 依賴 - Dependency

定義：使用關係，一個類別實作需要另一個類別協助，盡量避免雙向依賴。

箭頭：虛線 + 實心箭頭 → 指向被使用者

程式碼：區域變數、方法參數、靜態方法呼叫

class OrderService {
    public void process(Order order) {  // 參數依賴
        EmailUtil.send(order.getEmail()); // 靜態方法依賴
    }
}

關鍵區分技巧

實務建議

1. 優先使用關聯：不確定時用關聯，語意最寬鬆
2. 謹慎用組合：確認部分確實無法獨立存在
3. 依賴最常見：方法參數、工具類呼叫皆為依賴
4. 避免過度設計：圖表服務於溝通，非炫技