使用UML类图设计Java应用程序(一)

UML已成为面向对象设计的标准图形化工具，在UML定义的各种图中，本文只涉及类图。Java应用程序由许多类所构成，类图的设计与实现，是Java实现面向对象应用程序的核心。本文通过一个具体的应用程序的设计与实现过程，详细说明了利用UML类图设计Java应用程序，使得开发过程标准化、可视化，代码编程简单化。

在类图中，类被描述为带有三层的盒子。

顶层为类名，一般用加粗字体表示。如果类是抽象的，其名称用斜体表示；如果类是接口，则在类名上方标注<<interface>>。

中间层包含类的属性（或变量），底层包含类的方法。与类名相似，如果方法是抽象的，那么它的名称也用斜体表示。

我们要设计的应用程序CDrawApp应用程序在基于字符的网格上画点、框和文本串，该应用程序涉及到Java面向对象的许多概念与应用方法，非常系统、全面，在您仔细研读后，定能迅速掌握UML类图，并将其应用到实际的Java应用程序开发过程中。为减少代码长度，让程序简单易懂，这里使用Java控制台窗口显示程序运行结果。该程序总共由10个大类组成，以下分别介绍。

一、Point类

在CDrawApp程序中定义的第一个类是Point类，该类用于通过x和y坐标在网格上标识一点。其类图设计为：

在该类中，有2个成员变量x和y,类图中，“-”表示变量或方法为private，“+”表示public，“#”则表示protected。该类定义了三个不同的构造函数，这是重载（overload）的例子。

接着该类设计了7个访问方法。getX()和getY()方法分别返回一点的x和y坐标。SetX()和setY()方法根据参数xValue和yValue的值设置这些坐标的值。两个add()方法通过被访问点的坐标加上一个值来建立一个新的Point对象。New运算符建立类的新实例。它后面紧跟着初始化新生成实例的构造函数。toString()

方法返回类String的一个对象，该对象用一个有序对来描述一个点。

依据设计的类图，其Java实现代码为：

使用UML类图设计Java应用程序(一)(2)

二、CGrid类

CGrid类用于定义指定大小的字符网格。它提供基本方法集，通过加入到这些方法中的其它类来得到扩展。该类的类图为：

CGrid类声明3个变量：width、depth和grid[][]。width和depth 变量用于指定grid[][]的水平和垂直尺寸，grid[][]是保存网格字符的字符数组的数组。

CGrid中的变量声明为protected，这就规定了它们只能在声明它们的包中和CGrid的任何子类中访问。

CGrid类只有一个单一构造函数，它设置width和depth的值，分配grid[][]数组，然后调用blankGrid()以空格为grid[][]赋值。

CGrid有4种访问方法。blankGrid()方法只是简单地用空格字符来调用

fillGrid()。fillGrid()方法把grid[][]的每个元素都设置为ch参数。GetCharFrom()方法用于找出网格中给定位置的字符。SetCharAt()用于把网格中一点设置成特定字符。

在GetCharFrom()和SetCharAt()方法中使用Point类来定义它们的参数，这是类与类之间关联的例子，我们稍候讨论。

根据以上类图，CGrid类的原代码为：

三、CGObject类

CGObject类是抽象类的例子，它通过abstract方法来限制其子类的行为。Abstract方法必须由非abstract子类实现。其类图设计如下：

使用UML类图设计Java应用程序(一)(3)

CGObject类用于定义在网格上显示的对象的一般行为。它有两个变量：location和drawCharacter。Location变量的类型是Point，用于在网格上指定一个对象所在的点。DrawCharacter变量用于画对象的字符。

CGObject有三个方法，而没有构造函数。因为abstract类没有完整定义，所以它没有构造函数，也没有对象实例。

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