راهنمای جامع برای نمودار کلاس UML

مثال کلاس

یک سگ دارای حالت‌هایی است – رنگ، نام، نژاد و همچنین رفتارها – تکان دادن، پارس کردن، خوردن. یک شیء یک نمونه از یک کلاس است.

نوتاسیون کلاس UML

یک کلاس نمایانگر مفهومی است که حالت را در بر می‌گیرد (ویژگی‌ها) و رفتار (عملیات). هر ویژگی یک نوع دارد. هر عملیات has a امضا. نام کلاس تنها اطلاعات الزامی است.

نام کلاس:

• نام کلاس در بخش اول ظاهر می‌شود.

ویژگی‌های کلاس:

• ویژگی‌ها در بخش دوم نشان داده می‌شوند.
• نوع ویژگی بعد از دو نقطه نشان داده می‌شود.
• ویژگی‌ها به متغیرهای عضو (متغیرهای داده) در کد نگاشته می‌شوند.

عملیات کلاس (متدها):

• عملیات در بخش سوم نشان داده می‌شوند. آنها خدماتی هستند که کلاس ارائه می‌دهد.
• نوع بازگشتی یک متد بعد از دو نقطه در انتهای امضای متد نشان داده می‌شود.
• نوع بازگشتی پارامترهای متد بعد از دو نقطه و پس از نام پارامتر نشان داده می‌شود. عملیات به متدهای کلاس در کد نگاشته می‌شوند.

روابط کلاس

یک کلاس ممکن است در یک یا چند رابطه با کلاس‌های دیگر درگیر باشد. یک رابطه می‌تواند یکی از انواع زیر باشد: (به شکل سمت راست برای نمایش گرافیکی روابط مراجعه کنید).

نوع رابطه	نمایش گرافیکی
وراثت (یا تعمیم): نمایانگر یک رابطه «هست» است. نام یک کلاس انتزاعی به صورت ایتالیک نشان داده می‌شود. زیرکلاس1 و زیرکلاس2 تخصص‌های کلاس فوق هستند. یک خط ممتد با سر پیکان توخالی که از کلاس فرزند به کلاس والد اشاره می‌کند
هم‌پیوند ساده یک پیوند ساختاری بین دو کلاس هم‌سطح. یک ارتباط بین کلاس1 و کلاس2 وجود دارد یک خط ممتد که دو کلاس را به هم متصل می‌کند
تجمع یک نوع خاص از ارتباط. این نمایانگر یک رابطه «جزء از» است. کلاس2 جزئی از کلاس1 است. بسیاری از نمونه‌ها (که با * نشان داده می‌شوند) از کلاس2 می‌توانند با کلاس1 مرتبط شوند. اشیاء کلاس1 و کلاس2 عمرهای جداگانه‌ای دارند. یک خط ممتد با یک الماس توخالی در انتهای ارتباط که به کلاس ترکیبی متصل است
ترکیب: یک نوع خاص از تجمع که در آن اجزاء زمانی که کل نابود می‌شود، نابود می‌شوند. اشیاء کلاس2 با کلاس1 زندگی می‌کنند و می‌میرند. کلاس2 نمی‌تواند به تنهایی وجود داشته باشد. یک خط ممتد با یک الماس پر شده در ارتباط که به کلاس ترکیبی متصل است
وابستگی بین دو کلاس وجود دارد اگر تغییرات در تعریف یکی ممکن است تغییراتی در دیگری ایجاد کند (اما نه برعکس). کلاس1 به کلاس2 وابسته است یک خط نقطه‌چین با یک پیکان باز

نام‌های روابط

• نام‌های روابط در وسط خط ارتباط نوشته می‌شوند.
• Good names for relationships when read aloud make sense:
  • “Each spreadsheet includes a number of cells,”
  • “An expression to a value”
• They often have a small arrowhead to indicate directionin which direction the relationship should be read; for example, expressions are evaluated to values, but values are not evaluated to expressions.

Relationship – Roles

• A role is a directional purpose of a relationship.
• Roles are written at the end of the communication line and describe the purpose that the class serves in the relationship.
  • For example, a cell is related to an expression. The nature of the relationship is that the expression formula is a cell.

Navigability

Arrows indicate whether, given an instance that participates in a relationship, it is possible to determine other class instances that are related to it.

The above diagram shows that,

• given a spreadsheet, we can find all the cells it includes, but we
  • cannot determine from a cell which spreadsheet it belongs to.
• Given a cell, we can obtain the related expression and value, but
  • given a value (or expression), we cannot find a cell that they are the attributes of.

Visibility of class attributes and operations

In object-oriented design, there is an indication of visibility for attributes and operations. UML identifies four types of visibility: public، protectedprivate, and package.

The symbols +, -, #, and ~ before the name of an attribute and operation in a class indicate the visibility of the attribute and operation.

• + indicates public attributes or operations
• – indicates private attributes or operations
• # indicates protected attributes or operations
• ~ indicates package attributes or operations

Example of class visibility

In the above example:

• Attribute1 and Operation1 of MyClassName are public
• Attribute3 and Operation3 are protected.
• Attribute2 and Operation2 are private.

Access for each of these types of visibility is shown below for members of different classes.

چندگانگی

چند شی از هر کلاس در روابط شرکت می‌کنند و چندگانگی می‌تواند به صورت زیر بیان شود:

• دقیقاً یک – 1
• صفر یا یک – 0..1
• بسیاری – 0..* یا *
• یک یا بیشتر – 1..*
• عدد دقیق – به عنوان مثال 3..4 یا 6
• یا یک رابطه پیچیده – به عنوان مثال 0..1، 3..4، 6.* به معنای هر تعداد شی به جز 2 یا 5 خواهد بود

مثال چندگانگی

• نیازمندی: یک دانش‌آموز می‌تواند در بسیاری از دوره‌ها شرکت کند و بسیاری از دانش‌آموزان می‌توانند در یک دوره ثبت‌نام کنند.
• در مثال زیر، نمودار کلاس (در سمت چپ)، بیان نیازمندی بالا را برای مدل ایستا توصیف می‌کند در حالی که نمودار شی (در سمت راست) تصویر فوری (یک نمونه از نمودار کلاس) ثبت‌نام دوره‌ها برای دوره‌های مهندسی نرم‌افزار و مدیریت پایگاه داده به ترتیب نشان می‌دهد)

مثال تجمیع – کامپیوتر و قطعات

• تجمیع یک مورد خاص از ارتباط است که یک سلسله‌مراتب «شامل» را نشان می‌دهد
• تجمیع کلاس والد است، اجزا کلاس‌های فرزند هستند

مثال وراثت – طبقه‌بندی سلول

• وراثت یک مورد خاص دیگر از یک ارتباط است که یک سلسله‌مراتب «نوعی» را نشان می‌دهد
• وراثت مدل تحلیل را با معرفی یک طبقه‌بندی ساده می‌کند
• کلاس‌های فرزند ویژگی‌ها و عملیات کلاس والد را به ارث می‌برند.

نمودار کلاس – مثال ابزار نمودار

یک نمودار کلاس ممکن است یادداشت‌هایی به کلاس‌ها یا روابط متصل داشته باشد. یادداشت‌ها به رنگ خاکستری نشان داده می‌شوند.

در مثال بالا:

ما می‌توانیم معنی نمودار کلاس بالا را با خواندن نکات به صورت زیر تفسیر کنیم.

1. شکل یک کلاس انتزاعی است. به صورت ایتالیک نشان داده می‌شود.
2. شکل یک سوپرکلاس است. دایره، مستطیل و چندضلعی از شکل مشتق شده‌اند. به عبارت دیگر، یک دایره یک شکل است. این یک رابطه تعمیم / وراثت است.
3. بین DialogBox و DataController یک ارتباط وجود دارد.
4. شکل بخشی از پنجره است. این یک رابطه تجمیع است. شکل می‌تواند بدون پنجره وجود داشته باشد.
5. نقطه بخشی از دایره است. این یک رابطه ترکیبی است. نقطه نمی‌تواند بدون یک دایره وجود داشته باشد.
6. پنجره به رویداد وابسته است. با این حال، رویداد به پنجره وابسته نیست.
7. ویژگی‌های دایره شامل شعاع و مرکز است. این یک کلاس موجودیتی است.
8. نام‌های متد دایره شامل area()، circum()، setCenter() و setRadius() است.
9. پارامتر شعاع در دایره یک پارامتر ورودی از نوع float است.
10. متد area() از کلاس دایره یک مقدار از نوع double را برمی‌گرداند.
11. ویژگی‌ها و نام‌های متد مستطیل پنهان هستند. برخی دیگر از کلاس‌ها در نمودار نیز ویژگی‌ها و نام‌های متد خود را پنهان کرده‌اند.

مقابله با سیستم‌های پیچیده – نمودار کلاس چندگانه یا تک‌کلاسه؟

به طور حتم، اگر شما در حال مدل‌سازی یک سیستم بزرگ یا یک حوزه کسب و کار بزرگ هستید، موجودیت‌های زیادی وجود خواهد داشت که باید در نظر بگیرید. آیا باید از نمودار کلاس‌های چندگانه یا یک نمودار کلاس برای مدل‌سازی مشکل استفاده کنیم؟ پاسخ این است:

• به جای مدل‌سازی هر موجودیت و روابط آن در یک نمودار کلاس، بهتر است از نمودارهای کلاس چندگانه استفاده کنیم.
• تقسیم یک سیستم به نمودارهای کلاس چندگانه، فهم سیستم را آسان‌تر می‌کند، به‌ویژه اگر هر نمودار نمایشی گرافیکی از یک بخش خاص از سیستم باشد.

دیدگاه‌های نمودار کلاس در چرخه حیات توسعه نرم‌افزار

ما می‌توانیم از نمودارهای کلاس در مراحل مختلف توسعه یکچرخه حیات توسعه نرم‌افزارو معمولاً با مدل‌سازی نمودارهای کلاس در سه دیدگاه مختلف (سطوح جزئیات) به تدریج که پیش می‌رویم:

دیدگاه مفهومی: نمودارها به عنوان توصیف چیزها در دنیای واقعی تفسیر می‌شوند. بنابراین، اگر دیدگاه مفهومی را بپذیرید، نموداری ترسیم می‌کنید که مفاهیم موجود در حوزه مورد مطالعه را نمایندگی می‌کند. این مفاهیم به طور طبیعی به کلاس‌هایی که آن‌ها را پیاده‌سازی می‌کنند، مرتبط خواهند بود. دیدگاه مفهومیبه عنوان مستقل از زبان در نظر گرفته می‌شود.

دیدگاه مشخصات: نمودارها به عنوان توصیف انتزاعات یا اجزای نرم‌افزار با مشخصات و رابط‌ها تفسیر می‌شوند، اما هیچ تعهدی به یک پیاده‌سازی خاص ندارند. بنابراین، اگر دیدگاه مشخصات را بپذیرید، مابه رابط‌های نرم‌افزار نگاه می‌کنیم،نه به پیاده‌سازی.

دیدگاه پیاده‌سازی: نمودارها به عنوان توصیف پیاده‌سازی‌های نرم‌افزار در یک فناوری خاص وزبان. بنابراین، اگر دیدگاه پیاده‌سازی را بپذیرید، مابه پیاده‌سازی نرم‌افزار نگاه می‌کنیم..