Диаграмма классов
13. Описать назначение и правила построения диаграмм прецедентов (вариантов использования)
Диаграмма классов служит для представления статической структуры модели системы в терминологии классов объектно-ориентированного программирования. Диаграмма классов может отражать, в частности, различные взаимосвязи между отдельными сущностями предметной области, такими как объекты и подсистемы, а также описывает их внутреннюю структуру и типы отношений.
Хранимая в базе данных информация обычно также представляется в виде диаграммы классов.
2.1. Класс
Класс (class) в языке UML служит для обозначения множества объектов, которые обладают одинаковой структурой, поведением и отношениями с объектами из других классов. Графически класс изображается в виде прямоугольника, который дополнительно может быть разделен горизонтальными линиями на разделы или секции. В этих разделах могут указываться имя класса, атрибуты (переменные) и операции (методы).
Рис. 1 Графическое изображение класса на диаграмме классов
Обязательным элементов обозначения класса является его имя. На начальных этапах разработки диаграммы отдельные классы могут обозначаться простым прямоугольником с указанием только имени соответствующего класса (рис. 1, а). По мере проработки отдельных компонентов диаграммы описания классов дополняются атрибутами (рис. 1, б) и операциями (рис. 1, в).
Предполагается, что окончательный вариант диаграммы содержит наиболее полное описание классов, которые состоят из трех разделов или секций. Иногда в обозначениях классов используется дополнительный четвертый раздел, в котором приводится семантическая информация справочного характера или явно указываются исключительные ситуации.
Даже если секция атрибутов и операций является пустой, в обозначении класса она выделяется горизонтальной линией, чтобы сразу отличить класс от других элементов языка UML. Примеры графического изображения классов на диаграмме классов приведены на рис. 2. В первом случае для класса "Прямоугольник" (рис. 2, а) указаны только его атрибуты — точки на координатной плоскости, которые определяют его расположение. Для класса "Окно" (рис. 2, б) указаны только его операции, секция атрибутов оставлена пустой. Для класса "Счет" (рис. 2, в) дополнительно изображена четвертая секция, в которой указано исключение — отказ от обработки просроченной кредитной карточки.
Рис. 2 Примеры графического изображения классов на диаграмме
В верхней секции указывается имя класса.
2.1.1 Атрибуты класса
Во второй сверху секции прямоугольника класса записываются его атрибуты (attributes) или свойства. Каждому атрибуту класса соответствует отдельная строка текста, которая состоит из квантора видимости атрибута, имени атрибута, его кратности, типа значений атрибута и, возможно, его исходного значения:
- <квантор видимости><имя атрибута>[кратность]:
- <тип атрибута> = <исходное значение>{строка-свойство}
Квантор видимости может принимать одно из трех возможных значений и, соответственно, отображается при помощи специальных символов:
Символ "+" обозначает атрибут с областью видимости типа общедоступный (public). Атрибут с этой областью видимости доступен или виден из любого другого класса пакета, в котором определена диаграмма.
Символ "#" обозначает атрибут с областью видимости типа защищенный (protected). Атрибут с этой областью видимости недоступен или невиден для всех классов, за исключением подклассов данного класса.
И, наконец, знак "-" обозначает атрибут с областью видимости типа закрытый (private). Атрибут с этой областью видимости недоступен или невиден для всех классов без исключения.
Тип атрибута представляет собой выражение, семантика которого определяется языком спецификации соответствующей модели. В нотации UML тип атрибута иногда определяется в зависимости от языка программирования, который предполагается использовать для реализации данной модели. В простейшем случае тип атрибута указывается строкой текста, имеющей осмысленное значение в пределах пакета или модели, к которым относится рассматриваемый класс.
2.1.2 Операция
В третьей сверху секции прямоугольника записываются операции или методы класса. Операция (operation) представляет собой некоторый сервис, предоставляющий каждый экземпляр класса по определенному требованию. Совокупность операций характеризует функциональный аспект поведения класса. Запись операций класса в языке UML также стандартизована и подчиняется определенным синтаксическим правилам. При этом каждой операции класса соответствует отдельная строка, которая состоит из квантора видимости операции, имени операции, выражения типа возвращаемого операцией значения и, возможно, строка-свойство данной операции:
- <квантор видимости><имя операции>(список параметров):
- <выражение типа возвращаемого значения>{строка-свойство}
Квантор видимости, как и в случае атрибутов класса, может принимать одно из трех возможных значений и, соответственно, отображается при помощи специального символа. Символ "+" обозначает операцию с областью видимости типа общедоступный (public). Символ "#" обозначает операцию с областью видимости типа защищенный (protected). И, наконец, символ "-" используется для обозначения операции с областью видимости типа закрытый (private).
Формирование диаграммы кооперации
14. Описать назначение и правила построения диаграмм классов
Диаграмма кооперации предназначена для спецификации структурных аспектов взаимодействия. Главная особенность диаграммы кооперации заключается в возможности графически представить не только последовательность взаимодействия, но и все структурные отношения между объектами, участвующими в этом взаимодействии.
На диаграмме кооперации в виде прямоугольников изображаются участвующие во взаимодействии объекты, содержащие имя объекта, его класс и, возможно, значения атрибутов. Далее указываются ассоциации между объектами в виде различных соединительных линий. При этом можно явно указать имена ассоциации и ролей, которые играют объекты в данной ассоциации. Дополнительно могут быть изображены динамические связи — потоки сообщений. Они представляются также в виде соединительных линий между объектами, над которыми располагается стрелка с указанием направления, имени сообщения и порядкового номера в общей последовательности инициализации сообщений.
Рис. 6 Пример диаграммы кооперации для моделирования телефонного разговора
Обычно они применяются для того, чтобы:
· показать набор взаимодействующих объектов в реальном окружении "с высоты птичьего полета";
· распределить функциональность между классами, основываясь на результатах изучения динамических аспектов системы;
· описать логику выполнения сложных операций, особенно в тех случаях, когда один объект взаимодействует еще с несколькими объектами;
· изучить роли, выполняемые объектами внутри системы, а также отношения между объектами, в которые они вовлекаются, выполняя эти роли.
Говоря о диаграммах кооперации, часто упоминают два "уровня" таких диаграмм - уровень экземпляров (примеров, Instance-Level) и уровень спецификации (Specification-Level). В чем же разница? Ответ прост: уровень экземпляров отображает взаимодействия между объектами (экземплярами классов); такая диаграмма обычно создается, чтобы исследовать внутреннее устройство объектно-ориентированной системы. Уровень же спецификации используется для изучения ролей, исполняемых в системе основными классами. В любом случае, диаграмма взаимодействия не отображает процесс. Она показывает взаимодействие между объектами, которое, как мы уже знаем, осуществляется путем посылки и приема сообщений. При этом точная последовательность сообщений не так хорошо видна, как на диаграмме последовательностей, так что если для вас важно отобразить именно порядок отправки и приемов сообщений, используйте диаграмму последовательностей.