association,aggregation,composition有什麼差別? (OO) (UML) (C/C++)

class之間有三種關係，inheritance，implementation和association。inheritance和implementation在C++、C#、Java都有直接支援，所以不難懂，但association，aggregation和composition在語言並沒有知接支援，到底三者有什麼差別呢?

首先看association，下圖是個典型的assoication class diagram。

association的表示法是實線加上箭頭，有兩個重點，navigability和multiplicity，navigability就是箭頭指的方向，指別的class的，表示負責維護association關係，在此class中有data member存著被指class的reference(pointer)，multiplicity則是上面的數字，離自己class比較遠的，表示對方class和自己class之間的關係，如上圖，1個School可以有多個Student，而1個Student只能有一個School，而一個Student可以選1到6個Course，1個Course可被1到多個Student選。

association常見的問題是，到底箭頭該怎麼指才對?一般來說，若是一對多的關係，是由一指向多，因為通堂一個class會有個array或vector儲存多個物件，但這並非絕對，只能說通常如此，如上圖的Student對Course是一對多，且Course對Student也是一對多，但他選擇了由Course負責association關係，所以完全看設計需要，實務上，建議如UML for Java Programmer中文版p.3-15那樣，加上stereotype，詳細的敘述是屬於哪一種association，將來我會再專文介紹。

若以C++表示，association的程式碼如下

1 class  A  {
2  private:
3    B* itsB;
4} ;

再來看aggregation

aggregation的表示法由空diamond和箭頭表示(選的這張圖是比較舊的UML格式，所以沒有箭頭)，空diamond表示whole，箭頭表示part。若以英文表示，就是has a的關係，上圖是典型一對多的表示法。

若以C++表示，aggregation的程式碼如下

1 class  Node  {
2  private:
3    vector<Node*> itsNodes;
4} ;

最後是composition，表示法與aggregation的差異在於變成實diamond，其他完全一樣，跟aggregation在意義的差異在於composition強調『同生共死』，當System物件死亡時，Component物件也要跟著死亡，但aggregation是『生死有命』，當System物件死亡時，Component物件並不特別去處理。

若以C++表示，composition的程式碼如下

1 class  Car  {
2  public:
3    virtual ~Car() {delete itsCarb;}
4  private:
5    Carburetor* itsCarb
6} ;

由以上程式可知，composition須由destructor去處理，而aggregation則不必。

在C#、Java這類有garbage collection的語言，composition幾乎不會用到，但在C++，只要用到pointer，就得自己去delete，所以在composition對於C++就很重要。


Reference
http://www.visualcase.com/kbase/associations.htm
http://ootips.org/uml-hasa.html
http://www.tomjewett.com/dbdesign/dbdesign.php?page=aggregate.php
UML for Java Programmer中文版 p.3-11 ~ p.3-13
UML Distilled 2nd中文版