UML Class diagrams，在抽象世界的具現化寶石

在 DAY 1 ~ DAY 12 已經介紹了我認知常見的 concurrency patterns，接下來就要介紹經典的 GoF design pattern，但在這之前我認為可以先介紹一些 design pattern 的基本概念供大家有相同的認知，以便更清楚的講解，所以接下來幾篇會說明這些概念。

本篇要介紹的是 UML Class diagrams！

什麼是 UML Class diagrams？

透過圖形來說明物件建立、耦合、互動的關係

GoF design pattern 主要在講解物件與物件的關係，如果直接把 code 貼出來，「一行一行」的程式碼很難讓剛接觸此系統的人有「整體」的想像，俗話說「一張圖，勝過千言萬語」，Class diagrams 就是希望就由圖來讓人更快速的對此系統有初步的理解，所以應用在講解 GoF design pattern 也是合適的。

但 Class diagrams 的定義沒有一個統一標準，有許多規則的演變，但並不是每種都很常使用，我選擇以下幾種我認為最重要的規則，並且用mermaid-js繪畫（使用教學可以看我這篇讓你心裡的邏輯具現化的念能力工具），實用與讓人看得懂最為重要，如果規則太複雜讓人無法理解就適得其反了。

先說明幾個小細節：

  • +號代表是公開屬性或方法
  • 號代表是私有屬性或方法
  • 線條上如果有數字，代表此物件在這整個關係上的數量

（相關的 code 在Github - go-design-patterns）

  1. Generalization/Inheritance 繼承

    https://i.imgur.com/Aj5dXdS.png

    A 會先定義好相關的屬性與方法並且實作，而 B 繼承 A 後，B 會擁有 A 相關的屬性與方法，並且 B 也可有有自己的屬性與方法

    舉例來說：PS5 是繼承自 PS4 而誕生的，PS5 能擁有玩 PS4 遊戲的功能，但也可以玩 PS5 的遊戲

    code 如下，需特別注意的是其實 golang 沒有繼承，只有組合（下方會介紹），但組合只組一項事物，也可以達到繼承的效果：

    package main

import "fmt"

type PS4 struct {
	PS4Game string
}

func (p PS4) PlayPS4Game() {
	fmt.Printf("play %s", p.PS4Game)
}

type PS5 struct {
	PS4
	PS5Game string
}

func (p PS5) PlayPS5Game() {
	fmt.Printf("play %s", p.PS5Game)
}

func main() {
	ps5 := PS5{
		PS4: PS4{PS4Game: "KOF14"},
	}
	ps5.PlayPS4Game()
}

  2. Realization/Implementation 實作

    https://i.imgur.com/RCdnGvZ.png

    A 會先定義好相關的方法但不實作，而 B 必須以 A 的定義來實作相關方法

    舉例來說：表演比賽說明來參賽的人只要會唱歌即可，所以不同的人種都可以參加

    code 如下：

    package main

import "fmt"

type Contestant interface {
	Sing()
}

type Mike struct{}

func (m Mike) Sing() { fmt.Println("mike singing") }

type Kevin struct{}

func (m Kevin) Sing() { fmt.Println("kevin singing") }

type York struct{}

func (m York) Sing() { fmt.Println("york singing") }

func Show(contestant Contestant) {
	contestant.Sing()
}

func main() {
	Show(Mike{})
	Show(Kevin{})
	Show(York{})
}

  3. Composition 組合

    https://i.imgur.com/IFVLKNs.png

    A 擁有多個部件，並且這些部件與 A 的生命週期是相同的，他們彼此強制聯繫

    舉例來說：PS5 擁有搖桿、CPU、顯示晶片這些部件，這些部件是為了 PS5 而生

    code 如下：

    package main

import "fmt"

type PS5 struct {
	CPU
	Controller
	GPU
}

type CPU struct{}
type Controller struct{}
type GPU struct{}

func main() {
	ps5 := PS5{
		CPU{},
		Controller{},
		GPU{},
	}
	fmt.Println(ps5)
}

  4. Aggregation 聚合

    https://i.imgur.com/2bYoa8v.png

    A 擁有多個部件，並且這些部件與 A 的生命週期是不相同的，他們彼此不強制聯繫

    跟組合類似，但關鍵差異是：

    • 組合：是在定義 struct 的時候就要求把部件聯繫在一起
    • 聚合：是透過 function 去設置部件，所以不去設置也是可以的，因此彼此聯繫不強制

    舉例來說：switch 可以買鼓組也可以買專用手把來玩太鼓達人，但不買也是可以玩的

    code 如下：

    package main

import "fmt"

type NintendoSwitch struct {
	Controller string
}

func (n *NintendoSwitch) SetController(controller string) {
	n.Controller = controller
}

func (n NintendoSwitch) PlayGame() {
	if n.Controller != "" {
		fmt.Printf("use %s to play game", n.Controller)
	} else {
		fmt.Println("use default controller to play game")
	}
}

func main() {
	nintendoSwitch := NintendoSwitch{}
	nintendoSwitch.SetController("drum")
	nintendoSwitch.PlayGame()
}

  5. Association 關聯

    https://i.imgur.com/CFAVzND.png

    A 的屬性中擁有 B，並在 A 創建的時候帶入 B

    跟聚合相似，但關鍵差異是：

    • 聚合是使用.SetXXX()這類的 function 將屬性設置
    • 關聯是在創建物件的時候就將屬性設置

    但 golang 並不能再創建物件時就將屬性設置，因為 golang 沒有 construct，所以我們可透過一個CreateXXX()來模擬

    舉例來說：我擁有 mac，我可以利用 mac 來去處理鐵人賽文章

    code 如下：

    package main

import "fmt"

type Me struct {
	Mac
}

type Mac struct{}

func (m Mac) WriteArticle() {
	fmt.Println("write article")
}

func CreateMe(mac Mac) *Me {
	return &Me{mac}
}

func (m Me) WriteIronmanArticle() {
	m.Mac.WriteArticle()
}

func main() {
	me := CreateMe(Mac{})
	me.WriteIronmanArticle()
}

  6. Dependency 相依

    https://i.imgur.com/DRdQc4v.png

    A 不擁有屬性 B，但 A 的某方法有透過參數 B 來實現

    舉例來說：我雖然不擁有公司白板，但我可以透過它來跟其他人溝通

    code 如下：

    package main

import "fmt"

type Me struct{}

type Whiteboard struct{}

func (w Whiteboard) DrawOnWhiteboard() {
	fmt.Println("write")
}

func (m Me) Discuss(whiteboard Whiteboard) {
	whiteboard.DrawOnWhiteboard()
}

func main() {
	me := Me{}
	me.Discuss(Whiteboard{})
}
comments powered by Disqus