类关系：关联与组合

在面向对象编程中，类之间相互作用以实现应用程序的一个或多个功能。您可以在设计应用程序的类时定义类之间的关系。

根据一个类与另一个类交互的方式，面向对象编程中有三种类型的关系。

关联
组合
- 组合
- 聚合
继承

下图说明了这些关系。

关联

关联关系被称为“使用”关系，其中一个类使用另一个类来执行某些操作。在关联中，两个类都可以独立存在，彼此不拥有对方。有些人将关联称为协作或委托。

关联发生在类之间，其中一个类为另一个类提供服务，或者一个类将某种行为委托给另一个类。

关联通常通过指针或引用实例变量或作为方法参数来实现。

以下示例演示了 `Student` 和 `StudentRepository` 类之间的关联关系。

示例：关联

public class Student
{
    public int StudentId { get; set; }
    public string FirstName { get; set; }
    public string MiddleName { get; set; }
    public string LastName { get; set; }
}

public class StudentRepository
{
    public Student GetStudent(int StudentId)
    {
        // get student by id from db here

        return new Student();
    }
    public bool Save(Student student)
    {
        // save student to db here
        Console.WriteLine("Student saved successfully");

        return true;
    }
    public bool Validate(Student student)
    {
        // get student from db to check whether the data is already exist
        Console.WriteLine("Student does not exist.");

        return true;
    }
}

在上面的示例中，`StudentRepository` 类使用 `Student` 类来保存或检索学生数据。请注意，`StudentRepository` 类将 `Student` 类作为方法的参数使用。`StudentRepository` 类为任何对保存或检索学生数据感兴趣的类提供服务。然而，这两个类具有独立的生命周期，这意味着处理一个类并不会处理另一个类。因此，我们可以说 `StudentRepository` 类和 `Student` 类之间的关系是关联（或协作/委托）。您也可以说 `Student` 类将保存和检索学生相关数据的实现责任委托给了 `StudentRepository` 类。

类之间的关联关系在 UML 图中用箭头标记，如下图所示。

重要事项

一个类只使用另一个类的行为/功能（方法），但不会通过覆盖它们来改变它们。
一个类不继承另一个类。
一个类不将另一个类作为公共成员包含（拥有）。
两个类都具有独立的生命周期，处理一个类不会自动处理另一个类。

组合

组合被称为“拥有”关系。当一个类将另一个类作为实例属性引用时，就形成了组合关系。

在组合关系中，包含另一个类引用的类是该子类的父类（所有者）。没有父类的子类不存在。

组合关系分为两类

组合
聚合

例如，下面的 `Student` 类与保存学生地址的 `Address` 类具有复合关系。没有 `Student` 对象的 `Address` 对象无法存在。

示例：组合

public class Student
{
    public int StudentId { get; set; }
    public string FirstName { get; set; }
    public string MiddleName { get; set; }
    public string LastName { get; set; }

    public Address HomeAddress { get; set; }
}

public class Address
{
    public int AddressId { get; set; }
    public string Address1 { get; set; }
    public string Address2 { get; set; }
    public string City { get; set; }
    public string State { get; set; }
    public string ZipCode { get; set; }
    public string Country { get; set; }

}

在上面的例子中，`Student` 类将 `Address` 类作为公共属性，这使得 `Student` 和 `Address` 类之间存在复合关系。如果 `Student` 对象被删除，那么 `Address` 对象也将被删除。

复合关系还具有基数，即类之间的一对一、一对多或多对多关系。在上面的示例中，`Student` 和 `Address` 类具有一对一关系，因为每个 `Student` 将只有一个地址。

一个类也可以包含另一个类的 `id` 属性而不是实例来形成复合关系。例如，`Student` 类可以包含指向 `Address` 类的 `AddressId` 属性。

示例：使用 Id 属性的组合

public class Student
{
    public int StudentId { get; set; }
    public string FirstName { get; set; }
    public string MiddleName { get; set; }
    public string LastName { get; set; }

    public int AddressId { get; set; }
}

类之间的组合关系在 UML 图中用线标记，如下图所示。

重要事项

一个类（父类）包含对另一个类（子类）的引用。
没有父类，子类就不存在。
删除父类也会删除子类
一个类也可以包含另一个类的id属性的引用。

聚合

聚合是“拥有”关系的另一类，其中一个类可以包含其他类作为属性，但这些类可以独立存在。

例如，`Student` 类包含 `Course` 类实例作为属性以形成组合关系。然而，这两个类都可以独立存在，因此它被称为聚合关系。

示例：聚合

public class Student
{
    public int StudentId { get; set; }
    public string FirstName { get; set; }
    public string MiddleName { get; set; }
    public string LastName { get; set; }

    public Course EnrolledCourse { get; set; }
}

public class Course
{
    public int CourseId { get; set; }
    public string CourseName { get; set; }
    public IList<string> Topics { get; set; }
    public DateTime StartDate { get; set; }
    public DateTime EndDate { get; set; }
}

在上述聚合关系中，即使 `Student` 对象被删除，`Course` 对象仍然存在。`Student` 类也可以包含 `CourseId` 属性而不是 `Course` 实例。

组合和聚合都是“拥有”关系，但在组合关系中，相关类不能独立存在，而在聚合关系中，相关类可以独立存在。

类之间的聚合关系在 UML 图中用线标记，如下图所示。

重要事项

聚合是另一种组合类型（“拥有”关系）。
一个类（父类）包含对另一个类（子类）的引用，其中两个类都可以独立存在。
一个类也可以包含另一个类的id属性的引用。