UMLクラス図の包括的なガイド

クラスの例

犬には、色、名前、品種、行動などの状態があります-振る、吠える、食べる。オブジェクトはクラスのインスタンスです。

UMLクラス表記

クラスは、状態（属性）と動作（操作）をカプセル化する概念を表します。各属性にはタイプがあります。各 操作 には 署名があります。 クラス名は 唯一の必須情報です。

クラス名：

• クラスの名前は最初のパーティションに表示されます。

クラス属性：

• 属性は2番目のパーティションに表示されます。
• 属性タイプはコロンの後に表示されます。
• 属性は、コード内のメンバー変数（データメンバー）にマップされます。

クラス操作（メソッド）：

• 操作は3番目のパーティションに表示されます。それらはクラスが提供するサービスです。
• メソッドの戻りタイプは、メソッドシグネチャの最後のコロンの後に表示されます。
• メソッドパラメータの戻りタイプは、パラメータ名に続くコロンの後に表示されます。操作はコード内のクラスメソッドにマップされます

クラスの関係

クラスは、他のクラスとの1つ以上の関係に関与している場合があります。リレーションシップは、次のいずれかのタイプになります（リレーションシップのグラフィック表現については、右の図を参照してください）。

関係タイプ	グラフ表示
継承 （または一般化）： 「is-a」関係を表します。 抽象クラス名はイタリック体で示されています。 SubClass1とSubClass2は、スーパークラスの専門分野です。 子から親クラスを指す中空の矢印の付いた実線
単純な関連付け： 2つのピアクラス間の構造的なリンク。 Class1とClass2の間には関連性があります 2つのクラスを結ぶ実線
集約：特別なタイプの関連付け。これは、関係の「一部」を表します。 Class2はClass1の一部です。 Class2の多くのインスタンス（*で示される）は、Class1に関連付けることができます。 Class1とClass2のオブジェクトには、別々の有効期間があります。 コンポジットのクラスに接続された、関連付けの端に未塗りのダイアモンドがある実線
構成：全体が破壊されたときに部分が破壊される特殊なタイプの集合体。 Class2のオブジェクトは、Class1とともに生きて死にます。 Class2はそれ自体では立つことができません。 コンポジットのクラスに接続された関連付けで塗りつぶされたひし形の実線
依存関係： 一方の定義を変更するともう一方も変更される可能性がある場合は、2つのクラスの間に存在します（ただし、その逆はありません）。 Class1はClass2に依存します 開いた矢印の付いた破線

関係名

• 関係の名前は、関連付け行の中央に書き込まれます。
• 良い関係の名前は、大声で読み上げるときに意味があります。
  • 「すべてのスプレッドシート には いくつかのセルが含まれています」、
  • 「式 は値に評価され ます」
• 多くの場合 、関係を読み取る方向を示す小さな矢印が あります。たとえば、式は値に評価されますが、値は式に評価されません。

関係–役割

• 役割は、関連付けの方向性のある目的です。
• 役割は関連付け行の終わりに記述され、関係でそのクラスが果たす目的を説明します。
  • たとえば、細胞は発現に関連しています。関係の性質は、 式 がセルの式であるということです。

航行可能性

矢印は、あるインスタンスがリレーションシップに参加している場合に、それに関連する他のクラスのインスタンスを判別できるかどうかを示します。

上の図は、次のことを示唆しています。

• スプレッドシートがあれば、そこに含まれるすべてのセルを見つけることができますが、
  • どのスプレッドシートに含まれているのかをセルから判断することはできません。
• セルが与えられると、関連する式と値を取得できますが、
  • 値（または式）が与えられると、それらが属性であるセルを見つけることができません。

クラスの属性と操作の可視性

オブジェクト指向設計では、属性と操作の可視性の表記があります。UMLは、 public、  protected、  private、  packageの4種類の可視性を識別 します。

クラス内の属性と操作名の前の+、-、＃、および〜記号は、属性と操作の可視性を示します。

• +はパブリック属性または操作を示します
• –プライベート属性または操作を示します
• ＃は保護された属性または操作を示します
• 〜はパッケージの属性または操作を示します

クラスの可視性の例

上記の例では：

• MyClassNameのattribute1とop1はパブリックです
• attribute3とop3は保護されています。
• attribute2とop2はプライベートです。

さまざまなクラスのメンバーについて、これらの各可視性タイプへのアクセスを以下に示します。

多重度

各クラスのオブジェクトの数が関係に参加し、多重度は次のように表すことができます。

• 正確に1つ– 1
• ゼロまたは1– 0..1
• 多く– 0 .. *または*
• 1つ以上– 1 .. *
• 正確な番号–例：3..4または6
• または、複雑な関係–たとえば、0..1、3..4、6。*は、2または5以外の任意の数のオブジェクトを意味します

多重度の例

• 要件：学生は多くのコースを受講でき、多くの学生を1つのコースに登録できます。
• 以下の例では、 クラス図 （左側）が静的モデルの上記の要件のステートメントを示し、オブジェクト図（右側）がコース登録のスナップショット（クラス図のインスタンス）を示しています。それぞれソフトウェアエンジニアリングとデータベース管理のコース）

集計例–コンピューターと部品

• 集約は、「構成された」階層を示す関連付けの特殊なケースです。
• アグリゲートは親クラスであり、コンポーネントは子クラスです

継承の例–セル分類

• 継承は、「種類の」階層を示す関連付けのもう1つの特殊なケースです。
• 継承は、分類法を導入することによって分析モデルを簡素化します
• 子クラスは、親クラスの属性と操作を継承します。

クラス図–ダイアグラムツールの例

クラス図には、クラスまたは関係にメモが添付されている場合もあります。メモは灰色で表示されます。

上記の例では：

上記のクラス図の意味は、次のようにポイントを読むことで解釈できます。

1. Shapeは抽象クラスです。斜体で表示されます。
2. Shapeはスーパークラスです。Circle、Rectangle、PolygonはShapeから派生しています。言い換えれば、円は-形です。これは一般化/継承の関係です。
3. DialogBoxとDataControllerの間には関連付けがあります。
4. 形状はウィンドウの一部です。これは集約関係です。形状はウィンドウなしで存在できます。
5. ポイントはサークルの一部です。これは構成関係です。ポイントはサークルなしでは存在できません。
6. ウィンドウはイベントに依存しています。ただし、イベントはウィンドウに依存しません。
7. Circleの属性は、半径と中心です。これはエンティティクラスです。
8. Circleのメソッド名は、area（）、circum（）、setCenter（）、setRadius（）です。
9. Circleのパラメータradiusは、float型のinパラメータです。
10. クラスCircleのメソッドarea（）は、double型の値を返します。
11. Rectangleの属性とメソッド名は非表示になっています。ダイアグラム内の他のいくつかのクラスにも、属性とメソッド名が非表示になっています。

複雑なシステムを扱う–複数または単一のクラス図？

必然的に、大規模なシステムや大規模なビジネスエリアをモデル化する場合は、考慮しなければならないエンティティが多数あります。問題をモデル化するために、複数または単一のクラス図を使用する必要がありますか？答えは次のとおりです。

• すべてのエンティティとその関係を単一のクラス図でモデル化するのではなく、複数のクラス図を使用することをお勧めします。
• システムを複数のクラス図に分割すると、特に各図がシステムの特定の部分をグラフィカルに表現した場合に、システムを理解しやすくなります。

ソフトウェア開発ライフサイクルにおけるクラス図の展望

ソフトウェア開発ライフサイクルのさまざまな開発フェーズでクラス図を使用できます。  通常、クラス図は、前進するにつれて3つの異なる視点（詳細レベル）で段階的にモデル化されます。

概念的な視点：図は、現実の世界で物事を説明するものとして解釈されます。したがって、概念的な観点から考えると、調査中のドメインの概念を表す図を描くことになります。これらの概念は、当然、それらを実装するクラスに関連します。概念的な観点は 、言語に依存しないと見なされます。

仕様の観点：図は、ソフトウェアの抽象化またはコンポーネントを仕様とインターフェースで説明していると解釈されますが、特定の実装へのコミットメントはありません。したがって、仕様の観点から 見ると、実装ではなく、ソフトウェアのインターフェースに注目しています。

実装の観点：図は、特定のテクノロジーと言語でのソフトウェア実装を説明するものとして解釈され ます。したがって、実装の観点から 見ると、ソフトウェアの実装を見ています。