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# 第8章 包图

> **考试重要度**：★★  
> **核心内容**：包的概念与可见性、包之间的依赖与泛化关系、四大设计原则

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## 📢 从文件夹理解包图

💬 你电脑上肯定有文件夹（目录），用来把相关文件放在一起。

在UML中，**包**就是"文件夹"——把关系密切的类、接口、组件等放在一起。

```
┌─────────────────┐
│  包名           │
│  ┌───────────┐  │
│  │ + 公开类  │  │  ← 被import后外部可用
│  │ # 受保护  │  │  ← 只有子包可用
│  │ - 私有类  │  │  ← 只有包内部可用
│  └───────────┘  │
└─────────────────┘
```

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## 💡 一、包的可见性

跟类的可见性一样，包中的元素也有三种可见性：

| 可见性 | 符号 | 含义 |
|--------|------|------|
| **公有** | `+` | 任何导入此包的包都可以用 |
| **受保护** | `#` | 只有子包可以用 |
| **私有** | `-` | 只有包内部可以用 |

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## 💡 二、包之间的关系

### 1. 依赖关系

> 包A中的某个类依赖于包B中的某个类 → 包A依赖于包B。

⚠️ **注意**：包之间的依赖关系**没有传递性**！A依赖B，B依赖C，不等于A依赖C。

### 2. 泛化关系

> 子包继承父包中可见性为public和protected的元素。

### 📌 包图各元素的画法速查

> 这一节把包图里所有的画图元素（包本身、依赖、泛化）用字符画列出来。

#### ① 包的两种画法

**标准文件夹画法**（最常用）：

```
  ┌──────────────┐
  │   UI层       │   ← 上方有"小标签"（像文件夹的舌头）
  └──────────────┘
```

字符画表示（小标签在左上角）：

```
  ┌────────────┐
  │┌─┐         │
  ││ │         │
  │└─┘─────────┤
  │   UI层      │
  │             │
  │ ┌─────────┐ │
  │ │  登录页  │ │   ← 包内可以嵌套子包或类
  │ └─────────┘ │
  └─────────────┘
```

**简化画法**（只用矩形）：

```
  ┌──────────────┐
  │    UI层      │
  │  ┌────────┐  │
  │  │ 登录页  │  │
  │  └────────┘  │
  │  ┌────────┐  │
  │  │ 主页面  │  │
  │  └────────┘  │
  └──────────────┘
```

#### ② 包的嵌套

```
  ┌──────────────────────┐
  │      电子商务系统      │
  │  ┌──────────┐        │
  │  │  用户模块  │        │
  │  │ ┌──────┐ │        │
  │  │ │登录类│ │        │
  │  │ └──────┘ │        │
  │  │ ┌──────┐ │        │
  │  │ │注册类│ │        │
  │  │ └──────┘ │        │
  │  └──────────┘        │
  │  ┌──────────┐        │
  │  │  订单模块  │        │
  │  └──────────┘        │
  └──────────────────────┘
```

#### ③ 包的可见性符号

```
  ┌────────────────┐
  │ ┌─┐           │
  │ │+│ 公开类     │   ← + 公有：任何外部包都可用
  │ └─┘───────────┤
  │ ┌─┐           │
  │ │#│ 受保护类   │   ← # 受保护：只有子包可用
  │ └─┘───────────┤
  │ ┌─┐           │
  │ │-│ 私有类     │   ← - 私有：只有包内部可用
  │ └─┘───────────┤
  │                │
  └────────────────┘
```

#### ④ 包之间的依赖关系 —— 虚线 + 开放箭头

> 一个包中的类**引用**另一个包中的类 → 包之间形成依赖。

```
  ┌──────────────┐                ┌──────────────┐
  │   UI层       │                │  业务层       │
  │              │                │              │
  │ ┌────────┐  │                │ ┌────────┐  │
  │ │登录窗口 │  │                │ │登录服务 │  │
  │ └────────┘  │                │ └────────┘  │
  │              │                │              │
  └──────────────┘                └──────────────┘
            │                              ▲
            └ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─┘
                  虚线 + 开放箭头
              （依赖方向：UI层 依赖 业务层）
```

⚠️ **依赖方向**：箭头从"使用者"指向"被使用者"（类似类图里的依赖）。

#### ⑤ 包之间的泛化关系 —— 实线 + 空心三角

> 子包继承父包的内容。子包继承父包中**public 和 protected** 的元素。

```
  ┌──────────────┐                    ┌──────────────┐
  │   业务层      │                    │   通用层      │
  │   (子包)     │ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ▷  │   (父包)     │
  │              │   空心三角          │              │
  │ ┌────────┐  │                    │ ┌────────┐  │
  │ │订单处理 │  │                    │ │日志工具 │  │
  │ └────────┘  │                    │ └────────┘  │
  │ ┌────────┐  │                    │ ┌────────┐  │
  │ │支付处理 │  │                    │ │通用工具 │  │
  │ └────────┘  │                    │ └────────┘  │
  └──────────────┘                    └──────────────┘
```

⚠️ **泛化方向**：空心三角**指向父包**（与类图泛化一致）。

#### ⑥ 完整包图示例

```
  ┌────────────────┐
  │   表现层       │
  │  ┌────────┐   │
  │  │登录页  │   │
  │  └────────┘   │
  │  ┌────────┐   │
  │  │主窗体  │   │
  │  └────────┘   │
  └───────┬────────┘
          │  依赖
          ╌ ╌ ╌ ╌ ╌ ╌ ╌
          ▼
  ┌────────────────┐         ▷         ┌────────────────┐
  │   业务层       │ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─│   通用层        │
  │                │   泛化             │                │
  │  ┌────────┐   │                    │  ┌────────┐   │
  │  │登录管理 │   │                    │  │日志工具 │   │
  │  └────────┘   │                    │  └────────┘   │
  │  ┌────────┐   │                    │  ┌────────┐   │
  │  │订单管理 │   │                    │  │数据校验 │   │
  │  └────────┘   │                    │  └────────┘   │
  └───────┬────────┘                    └────────────────┘
          │ 依赖
          ╌ ╌ ╌ ╌ ╌ ╌ ╌
          ▼
  ┌────────────────┐
  │   数据层       │
  │  ┌────────┐   │
  │  │用户DAO │   │
  │  └────────┘   │
  │  ┌────────┐   │
  │  │订单DAO │   │
  │  └────────┘   │
  └────────────────┘
```

🔑 **一句话记忆口诀**：包用文件夹画，标签是包名；包间依赖是虚线开放箭头（指向被依赖），包间泛化是实线空心三角（指向父包）；包可以嵌套，元素分+/-可见性。

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## 💡 三、包的四大设计原则

这些原则告诉你**怎么把类分到不同的包里**：

### 1. 重用等价原则（REP）

> 把可以一起复用的类放在一个包中。包 = 可重用的单元。

💬 就像一个工具包——扳手和螺丝刀放在一起，因为它们总是一起用。

### 2. 共同闭包原则（CCP）

> 把需要同时修改的类放在一个包中。

💬 修改了类A就必须修改类B？那它们应该在一个包里——改一个包就够了。

### 3. 共同重用原则（CRP）

> 不会一起用的类不要放在同一个包里。

💬 别把厨房用品和修车工具放一起——要用厨房用品的人不需要修车工具。

### 4. 非循环依赖原则（ADP）

> 包之间的依赖关系**不能形成环**。

💬 A→B→C→A 这样的循环依赖会严重妨碍复用。破解方法：提取共同接口或拆分包。

### 🔑 核心目标：高内聚、低耦合

| 原则 | 作用 |
|------|------|
| **高内聚** | 包内的类关系紧密（REP + CCP） |
| **低耦合** | 包之间的依赖尽量少（CRP + ADP） |

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## ✍️ 边学边练

**题目**：判断以下做法是否合理。

1. 把订单处理类和用户登录类放在同一个包
2. A包依赖B包，B包依赖C包，C包依赖A包
3. 把所有工具类放在一个util包中，让其他包依赖它
4. 把用户界面类、数据库访问类、业务逻辑类放在同一个包

**答案：**
1. ❌ 不合理 — 违反CRP（不会一起使用的类不要放一起）。订单处理的人不需要登录功能。
2. ❌ 不合理 — 违反ADP（循环依赖）。
3. ✅ 合理 — 符合REP（工具类作为可重用单元）。
4. ❌ 不合理 — 违反CCP和CRP。不同层次的类（界面/数据/逻辑）修改原因不同，应该分开。

⚠️ **实用建议**：通常按层次分包（UI层、业务层、数据层），而不是按功能分包。

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## 📝 章末自测

**1. 填空题**
- 包的四大设计原则缩写是：（ ___ ）（ ___ ）、（ ___ ）（ ___ ）、（ ___ ）（ ___ ）、（ ___ ）（ ___ ）
- ADP原则要求包之间的依赖不能形成（ ___ ）（ ___ ）
- 包中元素的三种可见性是：公有(（ ___ ）（ ___ ）)、受保护(（ ___ ）（ ___ ）)、私有(（ ___ ）（ ___ ）)

**2. 简答题**
- 简述REP和CRP之间的矛盾是什么？
- 包图和组件图的关系是什么？

**答案：**
**填空题**：REP、CCP、CRP、ADP；循环；+、#、-

**简答题**：
- REP说要把可一起复用的类放在一个包，这可能导致一个包很大（包含所有可能用到的类）；CRP说不会一起用的类要分开，这可能导致很多小包。两者需要权衡。
- 包存放组件，组件包含类。包相当于文件夹，组件相当于文件。部署时：类→组件→包→结点。

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