aula 06 - diagrama de classes

Diagrama de Classes Aula 06

Prof. Kleinner Farias Programa Interdisciplinar de Pós-Graduação

em Computação Aplicada – PIPCA Universidade do Vale do Rio dos Sinos

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Objetivos •  Compreender os principais conceitos sobre

diagrama de classes da UML •  Entender como o diagrama de classes

complementa os outros diagramas da UML •  Elaborar diagramas a partir de situações

cotidianas

2 4/7/14 @KleinnerFarias

Agenda •  Introdução •  Motivação •  Elementos do Diagrama de Classes •  Exemplo Prático •  Referências


Introdução •  Representa uma visão estática (ou estrutural)

do projeto de um software •  Diagrama mais utilizado da UML •  Modela os conceitos de –  domínio da aplicação

•  descrevendo o próprio domínio do problema

– projeto da aplicação •  descrevendo como a implementação deve ser feita


Motivação


Metamodelo

4/7/14 @KleinnerFarias 8

Elementos do Diagrama de Classes •  Classe – Atributos – Operações

•  Interface •  Relacionamento – Associação

•  Agregação •  Composição

– Dependência – Generalização –  Realização


Elementos do Diagrama de Classes •  Classe –  representa um conceito de OO utilizado para representar as

entidades do domínio do problema e do domínio da solução

–  possui três compartimentos: nome, atributos e operações

–  Exemplo:


nome

atributos

operações

•  Classe – Atributos: representam as características dos

objetos daquela classe –  Visibilidade:

+ público: visível em qualquer classe de qualquer pacote # protegido: visível para classes do mesmo pacote -  privado: visível somente para classe

–  Exemplo: + nome: String


Elementos do Diagrama de Classes

Elementos do Diagrama de Classes •  Classe – Operações: representam os comportamentos que

os objetos de uma classe podem desempenhar –  Visibilidade:

+ público: visível em qualquer classe de qualquer pacote # protegido: visível para classes do mesmo pacote -  privado: visível somente para classe

–  Exemplo: + getNome(): String



Aluno

nome: Texto matrícula: Inteiro

definirNome(nome) obterNome() definirMatricula(matricula) obterMatricula

Turma

código: Texto sala: Texto horario: Horario

estaAberta() definirProfessor(professor) incluirAluno(aluno)

está-matriculado-em

Professor

nome: Texto titulação: Texto

definirNome(nome) obterNome() definirTitulacao(titulo) obterTitulacao

é-ministrada-por

Elementos do Diagrama de Classes •  Exemplo de um diagrama

Elementos do Diagrama de Classes •  Interface – Elemento que especifica as comportamentos ou

serviços que serão oferecidos por classes ou componentes


Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento –  representa uma conexão semântica entre elementos

do diagrama de classes

•  Tipos de relacionamento: – Associação


– Dependência – Generalização – Realização


Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Associação –  representa uma conexão semântica entre classes –  representa conexões entre objetos de classes

relacionadas semanticamente –  representa um relacionamento estrutural entre

classes –  relaciona não só os classificadores, mas também

suas instâncias


Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Associação – uma instância de uma associação é um link – um link é uma tupla (uma lista ordenada) de

objetos – um link binário representa o relacionamento entre

dois objetos – produz informação sobre quais objetos se

relacionam – quando o sistema estiver em execução, links entre

os objetos serão estabelecidos e destruídos


Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Associação

Associations are the “glue” that ties a system together. Without associations, there are nothing

but isolated classes that don’t work together. [Rumbaugh99]


Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Associação – Notação:

•  representada por uma linha só lida conectando duas classes


Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Associação – Qualified Association

•  Se um atributo (ou mais) assume um valor único em uma associação (relacionamento entre objetos), então ele é um qualificador (qualifier)


Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Associação – Association Class

•  uma associação pode ter atributos próprio


Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Associação – Association Class


Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Associação – mostra uma associação representando emprego – o relacionamento entre Company e Person é do tipo

many-to-many – um pessoa (Person) pode ter mais que um emprego,

porém um emprego (Job) por Empresa (Company) – salário não é um atributo nem da empresa nem da

pessoa (mas do relacionamento) porque a associação é do tipo many-to-many

– salário surge a partir do ou com o relacionamento


Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Associação – o relacionamento boss-worker não é apenas o

relacionamento entre duas pessoas –  boss-worker é um relacionamento entre uma

pessoa e um emprego e uma outra pessoa e um emprego

–  boss-worker representa o relacionamento (Manages) entre uma association class e ela mesmo




Association Class vs Reified Association

Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Associação – Estoque (Stock) modelado como uma association

class entre Person e Company. – Quantity representa a quantidade em estoque – Por que foi utilizado uma association class?

•  Porque deve existe apenas um registro para cada par de Company-Person


Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Associação – Por que foi utilizado uma reified association?

•  Pode existir múltiplas compras com um mesma Pessoa-Empresa. •  Cada compra distinta, sendo caracterizada pela sua data

e custo •  Purchase tem seus próprios identificadores


•  Os relacionamentos possuem: –  Nome: descrição dada ao relacionamento (faz, tem, possui,...) –  Sentido de leitura –  Navegabilidade: indicada por uma seta no fim do

relacionamento –  Multiplicidade: 0..1, 0..*, 1, 1..*, 2, 3..7 –  Tipo: associação, agregação, composição, generalização e

dependência –  Papéis: desempenhados por classes em um relacionamento





Pessoa Empresa 1..*

Tipo: associação

multiplicidade

* trabalha para

empregado

papéis

empregador

sentido de leitura

E a navegabilidade?

nome

Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Associação – Navegabilidade:

•  uma associação navegável representa informação de estado disponível para uma classe •  pode se implementada de diferentes formas


Endereço Cliente reside

1 *

navegabilidade

Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Associação – Navegabilidade:

•  uma associação navegável representa informação de estado disponível para uma classe


Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Associação •  Indicadores de multiplicidade:

–  1 Exatamente um

–  1..* Um ou mais

–  0..* Zero ou mais (muitos)

–  * Zero ou mais (muitos)

–  0..1 Zero ou um

–  m..n Faixa de valores (por exemplo: 4..7)


Pessoa Empresa 1..*

associação

multiplicidade

* trabalha para


•  Exemplo: –  Um Estudante pode ser

um aluno de uma Disciplina e um jogador da Equipe de Futebol

–  Cada Disciplina deve ser cursada por no mínimo 1 aluno

–  Um aluno pode cursar de 0 até 8 disciplinas


Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Agregação

–  É um tipo especial de associação –  Utilizada para indicar um relacionamento do tipo “parte-todo”,

porém não tem a responsabilidade de gerenciar as suas partes •  Pedido não é responsável por gerenciar Item


Item Pedido 1 1..*

agregação

todo parte

Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Composição

–  É uma variante semanticamente mais “forte” da agregação –  Representa um relacionamento do tipo parte-todo –  O todo é responsável por gerenciar as suas partes –  Os objetos "parte” só podem pertencer a um único objeto “todo”

e têm o seu tempo de vida coincidente com o dele –  Quando o “todo” morre todas as suas “partes” também morrem


Teclado Notebook

Frame Window

1 1

1 0..*

1..* 0..* errado

Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Composição

–  Exemplo: •  Quando o “todo” morre todas as suas “partes” também morrem


Janela

Scroll Título Corpo

1

0..1 2 1

Empresa

Departamento Escritório

1 1..* 1..*

0..1

*

Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Agregação e Composição

–  Exemplo:


Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Composição vs Agregação


Andar Edifício1..n

MesaSala

1..n11

1..n

1..n

Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Dependência –  representa que a alteração de um objeto (o objeto

independente) pode afetar outro objeto (o objeto dependente)

–  relacionamento semanticamente mais fraco –  Exemplo:

•  A classe cliente depende de algum serviço da classe fornecedor •  A mudança de estado do fornecedor afeta o objeto cliente •  A classe cliente não declara nos seus atributos um objeto do tipo

fornecedor •  Fornecedor é recebido por parâmetro de método


cliente fornecedor

Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Generalização

–  É um relacionamento entre elementos mais genéricos/estáveis (superclasses) e itens mais específicos/concretos (subclasses)


“é um” “é um tipo de”

superclasse

subclasse

Veículo

Terrestre Aéreo

Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Generalização

–  É um relacionamento entre elementos mais genéricos/estáveis (superclasses) e itens mais específicos/concretos (subclasses)





– Dependência – Generalização – Realização


Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Realização – conecta uma classe a um interface – um interface especifica quais comportamentos um

classe deve ter/implementar – nenhum comportamento ou estrutura é oferecido


Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Realização – Exemplo:


Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Generalização e Realização – generalização e realização relacionam algo mais

genérico com algo mais específico – generalização relaciona dois elementos em um

mesmo nível semântico •  Exemplo: mesmo nível de abstração

– generalização relaciona elementos que são usualmente mantidos em um mesmo modelo/módulo


Elementos do Diagrama de Classes •  Relacionamento: Generalização e Realização – Realização relaciona elementos em diferentes níveis

semânticos, •  um classe de análise e uma classe de projeto •  Exemplo: uma interface e uma classe que a implementa



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Relacionamento Breve descrição Notação

associação Uma conexão entre instâncias de classes

agregação Relacionamento do tipo parte-todo

composição Relacionamento do tipo parte-todo mais forte a agregação

dependência Depencência entre dois elementos do modelo

generaliação

Relacionamento de herança de OO Relacionamento entre algo mais genérico (estável) e algo mais específico (menos estável)

realização

Relacionamento entre uma especificação e sua implementação. Ex.: entre uma interface e uma classe que a implementa

Exemplo de Diagrama

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Exemplo Prático A Universidade XYZ deseja informatizar seu sistema de matrículas: •  A universidade oferece vários cursos. •  O Coordenador de um curso define as disciplinas que serão oferecidas

pelo seu curso num dado semestre. •  Várias disciplinas são oferecidas em um curso.

•  Várias turmas podem ser abertas para uma mesma disciplina, porém o número de estudantes inscritos deve ser entre 3 e 10.

•  Estudantes selecionam 4 disciplinas. •  Quando um estudante matricula-se para um semestre, o Sistema de

Registro Acadêmico (SRA) é notificado.

•  Após a matrícula, os estudantes podem, por um certo prazo, utilizar o sistema para adicionar ou remover disciplinas.

•  Professores usam o sistema para obter a lista de alunos matriculados em suas disciplinas.

•  Todos os usuários do sistema devem ser validados.


Exemplo Prático Descrição do Caso de Uso


Exemplo Prático Descrição do Caso de Uso “Matricular em Disciplina”

•  Esse caso de uso se inicia quando o Estudante de Curso inicia uma sessão no sistema e apresenta suas credenciais.

•  O sistema verifica se a credencial é válida.

•  O sistema solicita que o estudante realize sua matrícula, selecionando 4 disciplinas.

•  O estudante preenche um formulário eletrônico de matrícula e o submete para uma análise de consistência.

•  O sistema analisa as informações contidas no formulário.

–  Se as informações são consistentes, o estudante é incluído em turmas abertas de 4 disciplinas, iniciando pelas preferenciais.

–  Se as informações não são consistentes, o sistema informa o motivo da inconsistência e solicita que o formulário seja alterado.


Exemplo Prático •  Exemplos de candidatos a relacionamentos:

–  A é parte física ou lógica de B. –  A está contido fisicamente ou logicamente em B. –  A é uma descrição de B. –  A é membro de B. –  A é subunidade organizacional de B. –  A usa ou gerencia B. –  A se comunica/interage com B. –  A está relacionado com uma transação B. –  A é possuído por B. –  A é um tipo de B.


Exemplo Prático •  Identificando as classes


Professor Coordenador Estudante

Turma Universidade Disciplina

FormularioMatricula

Curso

AnalisadorMatricula

SistemaRegistroAcademico ListaAlunos

Exemplo Prático


O formulário de matrícula é processado por um analisador de matrícula

O analisador de matrícula gerencia a disciplina

FormularioMatricula AnalisadorMatricula é-processado-por

1 0..*

Disciplina

FormularioMatricula AnalisadorMatricula é-processado-por

1 0..* 1

0..*

•  Identificando os relacionamentos

Exemplo Prático


Professor

Coordenador

Estudante Turma

Disciplina

FormularioMatricula AnalisadorMatricula

é-preenchido-por


é-processado-por

é-ministrada-por

é-definida-por

aluno

gerencia

1

1

1 0..* 1

0..*

1 1..* 1

1..*

1 0..3 3..10 4

Exemplo Prático •  Identificando os atributos: –  Examine as descrições dos casos de uso e entenda bem

os conceitos do domínio do problema –  Cada turma oferecida possui:

•  um código •  uma sala •  um horário


Turma

código sala horário

Exemplo Prático


Coordenador

FormularioMatricula AnalisadorMatricula

é-preenchido-por


é-processado-por

é-ministrada-por

é-definida-por

aluno

gerencia

1

1

1 0..* 1

0..*

1 1..*

1

1..*

1 0..3 3..10 4

Turma

código sala horário

Professor

nome titulação

Estudante

nome matricula

Disciplina

nome numCréditos

Exemplo Prático •  Identificando os métodos – Dica: criar os diagramas de sequência


SIM

submeterFormulario(formulario)

AnalisadorMatricula

adicionar(aluno, disciplina)

: SIM : AnalisadorMatricula

2: adicionar(a,d )

1: submeterFormulario(f)

Exemplo Prático


•  E a navegabilidade?

public class Turma {

private String codigo; private String sala; private Estudante alunos[]; ...

}

public class Estudante {

private String nome; private String matricula;

... }

OBS: Turma não aparece como atributo de Estudante!

Turma Estudante 3..10

está-‐matriculado-‐em

3..10 4

Exemplo Prático •  Acrescentando generalizações: – Atributos, operações e/ou relacionamentos

comuns podem ser movidos para uma classe mais geral.


Estudantematricula : Inteiro

definirMatricula(matricula)obterMatricula()

Usuarionome : Texto

definirNome(nome)obterNome()

Professortitulacao : Texto

definirTitulacao(titulacao)obterTitulacao()

Exemplo Prático


SIM

Usuarionome : Texto

definirNome(nome)obterNome()

FormularioMatricula

obterEstudante() : EstudanteobterNomeDIsciplina(i : Inteiro) : Texto

Estudantematricula : Inteiro

definirMatricula(matricula)obterMatricula()

1

1

é-preenchido-por

1

1-aluno

Professortitulacao : Texto

definirTitulacao(titulacao)obterTitulacao()

AnalisadorMatricula

adicionar(aluno, disciplina) 1 11 1

usa

10.. * 10.. *

é-processado-por

Disciplinanome : TextonumCreditos : Inteiro

estaCompleta()adicionar(aluno : Estudante)

0..*

1

0..*

1

gerencia

Turmacodigo : Textosala : Textohorario : HorarionumAlunos : Inteirocompleta : Booleano

estaCompleta() : Booleano

3..10

4

3..10

4


0..3 10..3 1

responsável-por

1..*

11

1..*

Próxima Aula •  Estimativa de esforço (use case ponits) •  Processo de desenvolvimento de software


References [Rumbaugh99] J. Rumbaugh, I. Jacobson, G. Booch, The Unified Modeling Language Reference Manual, Addison-Wesley, 2a edition, 1999.

[LES.14] Material das Apresentações LES/PUC-Rio, http://www.les.inf.puc-rio.br/wiki/index.php/PSS [Larman07] Larman, C.: Utilizando UML e Padrões: uma Introdução à Análise e ao Projeto Orientados a Objetos. Porto Alegre: Bookamn, 2007. 492p.


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