Построение диаграммы классов
После того, как определены функциональные требования к системе и её границы, следует проанализировать предметную область с целью построения диаграммы классов.
Краткие теоретические сведения о диаграммах классов
Диаграмма классов определяет типы классов системы и различного рода статические связи , которые существуют между ними. На диаграммах классов изображаются также атрибуты классов, операции классов и ограничения, которые накладываются на связи между классами. Вид и интерпретация диаграммы классов существенно зависит от точки зрения (уровня абстракции): классы могут представлять сущности предметной области (в процессе анализа) или элементы программной системы (в процессах проектирования и реализации).
Основные элементы диаграммы классов
Основными элементами являются классы и связи между ними. Классы характеризуются при помощи атрибутов и операций .
Атрибуты описывают свойства объектов класса. Большинство объектов в классе получают свою индивидуальность из-за различий в их атрибутах и взаимосвязи с другими объектами. Однако, возможны объекты с идентичными значениями атрибутов и взаимосвязей. Т.е. индивидуальность объектов определяется самим фактом их существования, а не различиями в их свойствах. Имя атрибута должно быть уникально в пределах класса. За именем атрибута может следовать его тип и значение по умолчанию.
Операция есть функция или преобразование. Операция может иметь параметры и возвращать значения.
Виды связей:
- ассоциация
- агрегация
- наследование.
Ассоциация ( association ) – представляет собой отношения между экземплярами классов.
Каждый конец ассоциации обладает кратностью (синоним – мощностью, ориг. — multiplicity), которая показывает, сколько объектов , расположенных с соответствующего конца ассоциации, может участвовать в данном отношении . В примере на рисунке каждый Товар имеет сколь угодно Записей в накладной , но каждая Запись в накладной обязательно один Товар . В общем случае кратность может быть задана любым множеством.
Ассоциации может быть присвоено имя. В качестве имени обычно выбирается глагол или глагольное словосочетание , сообщающие смысл и назначение связи. Также на концах ассоциации под кратностью может указываться имя роли , т.е. какую роль выполняют объекты, находящиеся с данного конца ассоциации.
Агрегация ( aggregation ) – это ассоциация типа «целое-часть». Агрегация в UML представляется в виде прямой с ромбом на конце.
Ромб на связи указывает, какой класс является агрегирующим (т.е. «состоящим из»); класс с противоположного конца — агрегированным (т.е. те самые «части»).
Композиция ( composition ) – это такая агрегация, где объекты-части не могут существовать сами по себе и уничтожаются при уничтожении объекта агрегирующего класса. Композиция изображается так же, как ассоциация, только ромбик закрашен.
Важно понимать разницу между агрегацией и композицией: при агрегации объекты-части могут существовать сами по себе, а при композиции — нет. Пример агрегации: автомобиль—колесо, пример композиции: дом—комната.
Наследование ( inheritance ) – это отношение типа «общее-частное». Позволяет определить такое отношение между классами, когда один класс обладает поведением и структурой ряда других классов . При создании производного класса на основе базового (одного или нескольких) возникает иерархия наследования. Реализация принципов наследования является ключевой предпосылкой возможности повторного использования кода, поскольку это основной инструмент достижения полиморфизма.
Порядок построения диаграммы классов
- Создать новую диаграмму с именем «Сущности».
- Проанализировать предметную область и построить диаграмму классов. Должна получиться диаграмма, подобная примеру:
Основной сущностью в системе будет являться товар. Как известно из задания на проектирование, товар хранится на складе. Но понятия товара как некоего описания и товара, лежащего непосредственно на складе, отличаются друг от друга. Товар, лежащий на складе, кроме того, что связан со складом отношением композиции (агрегация не совсем подходит, поскольку в данной системе товар является товаром, пока он не покинет склад), ещё характеризуется количеством. Аналогично следует рассуждать и при рассмотрении отношения Товара и Заказа, Товара и Накладной. В связи с тем, что Заказ и Накладная в сущности являются документами и имеют сходные атрибуты, они были объединены с помощью общего класса-предка Документ . Примечательно, что на диаграмме представлены два класса со стереотипом Enumeration (перечисление). Стереотип можно установить из контекстного меню для класса.
3.Сохранить диаграмму.
Приложение для построения диаграмм классов
Для построения UML-диаграмм следует использовать Flexberry Designer — удобный онлайн инструмент. После простого процесса регистрации достаточно создать проект, перейти на список диаграмм и создавать нужные диаграммы.
Также рекомендуем воспользоваться полезным инструментом для быстрого построения диаграмм по текстовому описанию.
Перейти
- Построение диаграммы видов деятельности
- Построение диаграмм взаимодействия
UML для самых маленьких: диаграмма классов
Аве, Кодер! Диаграмма классов UML иллюстрирует структуру системы, описывая классы, их атрибуты, методы и отношения между объектами.
Даже самые малые детки знают, что UML происходит от Unified Modeling Language, если по- русски, то — унифицированный язык моделирования, который, как гласит легенда, разработали, когда серьезные дяди и тети в конец задолбались плавать в разнообразии кружочков, черточек и облачков.
Для тех, кому лень читать:
Главное действующее лицо
Для начала напомним себе что такое класс? Если в двух словах, то класс представляет собой шаблон для создания объектов, обеспечивающий начальные значения состояний: инициализацию полей-переменных и реализацию поведения полей и методов.
По сути, класс описывает то, каким объект может быть.
Класс представляет концепт, который описывает состояние (атрибуты) и поведение (методы). Каждый атрибут имеет свой тип, каждый метод — свою сигнатуру, но в диаграмме классов только имя класса является обязательной информацией к заполнению, что и логично — даже лучшие экстрасенсы мира не смогут понять, что это за безымянный квадрат и к чему он вообще относится.
Имя класса пишется в самом верхнем делении, затем идут атрибуты класса, типы которых записываются после двоеточия и, наконец, в нижнем делении идут методы.
Тип, который может возвращать метод, записывается после двоеточия в самом конце сигнатуры метода. Модификаторы области видимости изображены перед атрибутами класса и методами.
Каждый параметр в методе может также иметь описание направленности метода: in, out, inout.
На этой иллюстрации, method1 использует p1, как входной параметр и значение p1, каким-то образом, используется методом, а метод не изменяет p1.
Method2 принимает p2, как параметр ввода/вывода, значение p2, каким-то образом, используется методом и принимает выходное значение метода, но сам метод также может изменять p2.
Method3 использует p3, как выходной параметр, иными словами, параметр служит хранилищем для выходного значение метода.
Перспективы диаграммы классов в жизненном цикле разработки программного обеспечения
Мы можем использовать диаграммы классов на разных этапах жизненного цикла разработки программного обеспечения и, как правило, постепенно моделируя диаграммы классов с трех разных точек зрения по мере нашего продвижения по уровням детализации.
Концептуальная перспектива — это когда диаграммы интерпретируются как описание вещей в реальном мире. Таким образом, если мы берем концептуальную перспективу, мы рисуем диаграмму, которая представляет концепции в изучаемой области. Эти концепции относятся к классам, которые их реализуют. Концептуальная перспектива считается независимой от языка.
Спецификационная перспектива — это когда диаграммы интерпретируются, как описание абстракций программного обеспечения или компонентов со спецификациями и интерфейсами, но без привязки к конкретной реализации.
Имплементационная перспектива — это когда диаграммы интерпретируются, как описание реализаций программного обеспечения на определенной технологии и языке.
Таким образом, если ты берешь имплементационную перспективу, ты смотришь на реализацию программного обеспечения.
Типы отношений
Далее, я приведу шесть основных типов обозначений отношений между классами, которые встречаются в UML схемах чаще всего.
Ассоциация.
Аналогично связям, соединяющим объекты, ассоциации соединяют классы. Для того, чтобы между объектами была связь, между ними должна быть ассоциация.
Если предположить, что у нас есть два класса, которые взаимодействуют друг с другом, между ними должна быть проведена непрерывная соединительная линия, обозначающая на схеме ассоциацию. Часто мы также можем увидеть глагол, передающий ее смысл.
Помимо этого, мы также можем указать кратность, то есть число объектов, которые могут принимать участие в отношениях. Кратность задается в виде разделенного запятыми списка интервалов, в котором каждый интервал представлен в виде минимум-максимум.
Например, один студент может учиться у множества преподавателей.
Но и преподаватель может учить множество студентов.
Наследование
Или иногда его еще называют — генерализация.
Как следует из названия, это схематическое изображение отношения между родительским классом и его наследниками. Полая стрелка всегда направлена к классу «родитель».
Классический пример наследования: классы квадрат, прямоугольник и круг, которые являются наследниками родительского класса «фигура».
Мы вправе изображать наследование как отдельно для каждого класса, так и объединять их.
Если наследование происходит от абстрактного класса, то имя такого родительского класса записывается курсивом.
Обычно, под этим подразумевается отношение интерфейса и объектов, реализующих этот интерфейс.
Например, интерфейс Owner имеет методы для покупки и продажи частной собственности, а отношения классов Person и Corporation, реализующих этот интерфейс, на диаграмме будут обозначаться в виде пунктирной линии со стрелкой по направлению к интерфейсу.
Зависимость
Объект одного класса может использовать объект другого класса в своем методе.
Если объект не хранится в поле класса, то такой вид межклассовых отношений моделируется как зависимость.
Зависимость, по сути, является специальным случаем ассоциации двух классов, в этом случае, изменения в одном классе неумолимо повлекут за собой изменения в другом.
Например, у класса Person есть метод hasRead с входным параметром book, который возвращает true, если, к примеру, человек прочитал книгу.
Зависимость обозначается пунктирной линией со стрелкой, обращенной к классу, от которого зависят, например, методы другого класса.
Особый тип отношений между классами, когда один класс является частью другого.
Например, рабочее место программиста состоит из стула, стола, компьютера и вентилятора, но при удалении класса «рабочее место», у нас просто останутся все эти классы, только по отдельности.
Агрегация показана в виде непрерывной линии с полым ромбом направленным от классов, являющимися частью какого-либо класса к классу-агрегатору.
По сути, разновидность агрегации, только в этом случае, классы, являющиеся частью другого класса, уничтожают, когда уничтожается класс-агрегатор.
Например наше тело состоит из органов, но сами по себе они не жизнеспособны.
Композиция обозначается схожим с агрегацией способом, но ромб на этот раз полностью закрашен.
Финалочка
UML бывает очень полезен для новичков, находящихся на этапе понимания «что к чему долждно идти и от чего наследоваться». Как говорят наши англоязычные коллеги: «он помогает увидеть как выглядит весь лес за стволами деревьев».
Поэтому, перед началом твоего, пусть и небольшого, но сногсшибательного проекта, не хватайся сразу за код. Создай сперва архитектуру своего приложения в UML.
- uml
- uml-проектирование
- диаграмма классов
- архитектура приложений
- разработка приложений
- Веб-разработка
- Программирование
- Анализ и проектирование систем
- UML Design
Разновидности диаграмм UML
Если у вас за плечами имеется хотя бы базовый курс программирования, вы наверняка слышали о диаграммах UML. Но как обстоят дела на практике? Поскольку диаграммы UML отнимают много времени и при том довольно быстро устаревают в условиях гибкой среды, многие разработчики совсем про них позабыли.
А зря: наглядная документация в виде диаграмм UML дает ряд преимуществ — от адаптации новых сотрудников до беглого обзора системы с другими участниками проекта без пустой траты времени на совещаниях.
Lucidchart — незаменимый инструмент в работе с диаграммами UML, а эта статья познакомит вас с их разновидностями или поможет освежить полученные прежде знания. Здесь же вы найдете шаблоны и примеры для разных ситуаций — все их можно применить в Lucidchart.
Что такое диаграммы UML?
UML (с английского аббревиатура расшифровывается как Unified Modeling Language — унифицированный язык моделирования) — это способ наглядно описать архитектуру, проектирование и реализацию комплексных программных систем. Код типичного приложения включает в себя тысячи строк, за связями и иерархиями которых очень непросто уследить. С помощью диаграмм UML структуру программы можно разделить на компоненты и подкомпоненты.
Для чего нужны диаграммы UML?
UML — стандартизированный язык моделирования. Он совместим с разными языками программирования и процессами разработки, а потому большинству программистов не составит труда понять и применить его на практике.
Хотя многие программисты боятся диаграмм как огня, схематизация всё же очень очень полезна в гибкой разработке и позволяет сосредоточиться на проекте и получить больше отдачи. Вместо того чтобы рассуждать, как здорово было бы воспользоваться диаграммами UML, просто включите их в документацию в качестве основного компонента. Диаграммы UML помогут разработчикам:
- оперативно ввести в курс дела новых сотрудников или коллег из других отделов;
- легко сориентироваться в исходном коде;
- основательно спланировать новые функции, прежде чем взяться за программирование;
- доступным языком объяснить материал аудиториям с разными уровнями технической подготовки.
Безусловно, от схем, которые не развиваются вместе с проектом, мало толку, поэтому документацию необходимо постоянно обновлять. Поскольку Lucidchart работает в «облаке», это уже большой плюс. Lucidchart позволяет генерировать диаграммы последовательностей UML непосредственно из текстовой разметки, открывая вам широкие возможности для автоматизации и гибкой работы.
Какие разновидности выделяют в диаграммах UML?
Тем, кто мало знаком с диаграммами UML, может показаться, что их разновидностям нет числа, но это не так. Стандарты UML признают 13 видов диаграмм, которые делятся на две группы, как указано ниже.
Структурные диаграммы UML
Структурные диаграммы UML, как видно из названия, иллюстрируют структуру системы, включая ее классы, объекты, пакеты, компоненты и другие элементы, а также установленные между ними связи.