Классы

Сентябрь 3, 2022

Содержание

2. Классы - это самые важные строительные блоки любой объектно-ориентированной системы. Они представляют собой описание совокупности объектов
3. Организация атрибутов и операций При изображении класса необязательно сразу показывать все его атрибуты и операции. Как
5. Обязанности Обязанности (Responsibilities) класса - это своего рода контракт, которому он должен подчиняться. Определяя класс, вы
7. Моделирование распределения обязанностей в системе включает в себя следующие этапы: 1. Идентифицируйте совокупность классов, совместно отвечающих
9. В качестве примера на рис. показано распределение обязанностей между классами Model (Модель), View (Вид) и Controller
10. Непрограммные сущности Моделируемые вами сущности могут не иметь аналогов в программном обеспечении. Например, частью рабочего процесса
11. UML предназначен в первую очередь для моделирования программных систем, его вполне допустимо использовать и для моделирования
12. Непрограммные сущности
13. Моделирование непрограммных сущностей производится следующим образом: 1. Смоделируйте сущности, абстрагируемые в виде классов. 2. Если вы
14. Примитивные типы Другой крайностью являются сущности, взятые непосредственно из языка программирования, используемого при решении задачи. Обычно
16. Моделирование примитивных типов производится следующим образом: 1. Смоделируйте сущность, абстрагируемую вами в виде типа или перечисления.
17. Хорошо структурированный класс обладает следующими свойствами: - является четко очерченной абстракцией некоторого понятия из словаря проблемной
18. Изображая класс в UML, придерживайтесь следующих правил: - показывайте только те его свойства, которые важны для
19. Углубленное изучение классов
20. Классификатор Классификатор - это механизм, описывающий структурные и поведенческие свойства. К числу классификаторов относятся классы, интерфейсы,
21. О сигнал - спецификация асинхронного стимула, используемого для связи между экземплярами. Подсистема — совокупность элементов, из
23. Видимость (Visibility) + public (открытый) - любой внешний классификатор, который «видит» данный, может пользоваться его открытыми
25. Область действия (Scope) instance (экземпляр) - у каждого экземпляра классификатора есть собственное значение данного свойства; classifier
27. Абстрактные, корневые, листовые и полиморфные элементы Отношения обобщения используются для моделирования иерархии классов, верхние уровни которой
28. Можно определить и такие классы, у которых нет потомков. Они называются листовыми и задаются в UML
29. Операции могут иметь сходные свойства Как правило, операции являются полиморфными, то есть могут переопределяться в потомках;
31. Кратность (Multiplicity) нет ни одного экземпляра - тогда класс становится служебным (Utility), содержащим только атрибуты и
32. Кратность
33. Атрибуты Полная форма синтаксиса атрибута в языке UML следующая: [visibility] name [multiplicity] [: type] [= initial_value]
34. Наряду с {leaf} с атрибутами можно использовать три свойства: {changeable} (изменяемый) - ограничений на изменение значений
35. Ниже приводятся примеры допустимых объявлений атрибутов: origin - только имя; + origin - видимость и имя;
36. Операции Полный синтаксис операции в языке UML таков: [visibility] name [(parameter-list)] [: return-type] [ {property_string}]
37. Сигнатура операции может содержать ноль или более параметров, каждый из которых имеет следующий синтаксис: [direction] name
38. Помимо описанного ранее свойства leaf для операций определены еще четыре свойства: {isQuery} (запрос) - выполнение операции
39. Примеры: display - только имя; + display - видимость и имя; set (n: Name, s: String)
40. Шаблоны классов Шаблоном называется параметризованный элемент. В таких языках программирования, как C++ или Ada, предусмотрена возможность
41. Шаблон (Template) Template class Map { public: virtual Boolean bind (const Item&, const Value&) ; virtual
42. Шаблон нельзя использовать непосредственно; сначала его нужно инстанцировать, то есть конкретизировать. Процесс инстанцирования - это связывание
43. можно инстанцировать этот шаблон Мар для отображения объектов класса Customer (Клиент) на объекты класса Order (Заказ):
44. Язык UML также позволяет моделировать шаблоны классов, такой класс изображается в точности как обычный, но в
46. Стандартные элементы В UML определены четыре стандартных стереотипа, применимые к классам: «metaclass» - определяет классификатор, все
47. Для моделирования семантики класса можно воспользоваться любыми из перечисленных ниже возможностей (они расположены в порядке возрастания
48. Советы Моделируя классификаторы в языке UML, помните, что в вашем распоряжении имеется множество строительных блоков -
50. Скачать презентацию

Слайд 2

Классы - это самые важные строительные блоки любой объектно-ориентированной системы. Они

представляют собой описание совокупности объектов с общими атрибутами, операциями, отношениями и семантикой. Класс реализует один или несколько интерфейсов.

Слайд 3

Организация атрибутов и операций
При изображении класса необязательно сразу показывать все его

атрибуты и операции. Как правило, это попросту невозможно - их чересчур много для одного рисунка, - да и не требуется (поскольку для данного представления системы лишь небольшое подмножество атрибутов и операций имеет значение).
Для лучшей организации списков атрибутов и операций можно снабдить каждую группу дополнительным описанием, воспользовавшись стереотипами

Слайд 4

Слайд 5

Обязанности
Обязанности (Responsibilities) класса - это своего рода контракт, которому он должен

подчиняться. Определяя класс, вы постулируете, что все его объекты имеют однотипное состояние и ведут себя одинаково.
Обязанности оформляются в виде произвольно составленного текста. Как правило, каждая обязанность излагается в одном предложении или, на крайний случай, в коротком абзаце.

Слайд 6

Слайд 7

Моделирование распределения обязанностей в системе включает в себя следующие этапы:
1. Идентифицируйте

совокупность классов, совместно отвечающих за некоторое поведение.
2.Определите обязанности каждого класса.
3. Взгляните на полученные классы как на единое целое и разбейте те из них, у которых слишком много обязанностей, на меньшие - и наоборот, крошечные классы с элементарными обязанностями объедините в более крупные.
4. Перераспределите обязанности так, чтобы каждая абстракция стала в разумной степени автономной.
5. Рассмотрите, как классы кооперируются друг с другом и перераспределите обязанности с таким расчетом, чтобы ни один класс в рамках кооперации не делал слишком много или слишком мало.

Слайд 8

Слайд 9

В качестве примера на рис. показано распределение обязанностей между классами Model

(Модель), View (Вид) и Controller (Контроллер) из совокупности классов языка Smalltalk. Как видите, их совместная работа организована так, что ни одному из классов не приходится делать слишком мало или слишком много. (Это множество классов формирует образец проектирования.)

Слайд 10

Непрограммные сущности
Моделируемые вами сущности могут не иметь аналогов в программном обеспечении.

Например, частью рабочего процесса в модели предприятия розничной торговли могут быть люди, отправляющие накладные, и роботы, которые автоматически упаковывают заказанные товары...
В вашем приложении совсем не обязательно окажутся компоненты для представления этих сущностей (в отличие от сущности «клиент», для хранения информации о которой, собственно, и создается система).

Слайд 11

UML предназначен в первую очередь для моделирования программных систем, его вполне

допустимо использовать и для моделирования аппаратных систем.
Абстрагирование людей (AccountsReceivableAgent -Агент По Дебиторской Задолженности) и аппаратуры (Robot) в виде классов вполне естественно, поскольку они представляют собой множества объектов с общей структурой и поведением. Сущности, внешние по отношению к системе, часто моделируются как актеры.

Слайд 12

Непрограммные сущности

Слайд 13

Моделирование непрограммных сущностей производится следующим образом:
1. Смоделируйте сущности, абстрагируемые в виде

классов.
2. Если вы хотите отличить эти сущности от предопределенных строительных блоков UML, создайте с помощью стереотипов новый строительный блок, опишите его семантику и сопоставьте с ним ясный визуальный образ.
3. Если моделируемый элемент является аппаратным средством с собственным программным обеспечением, рассмотрите возможность смоделировать его в виде узла.

Слайд 14

Примитивные типы
Другой крайностью являются сущности, взятые непосредственно из языка программирования, используемого

при решении задачи. Обычно к таким абстракциям относят примитивные типы, например целые, символы, строки и даже перечислимые типы, которые вы создаете сами.

Слайд 15

Слайд 16

Моделирование примитивных типов производится следующим образом:
1. Смоделируйте сущность, абстрагируемую вами в

виде типа или перечисления. Она изображается с помощью нотации класса с подходящим стереотипом.
2. Если требуется задать связанный с типом диапазон значений, воспользуйтесь ограничениями ({…}).

Слайд 17

Хорошо структурированный класс обладает следующими свойствами:
- является четко очерченной абстракцией некоторого

понятия из словаря проблемной области или области решения;
- содержит небольшой, точно определенный набор обязанностей и выполняет каждую из них;
- поддерживает четкое разделение спецификаций абстракции и ее реализации;
- понятен и прост, но в то же время допускает расширение и адаптацию к новым задачам

Слайд 18

Изображая класс в UML, придерживайтесь следующих правил:
- показывайте только те его

свойства, которые важны для понимания абстракции в данном контексте;
- разделяйте длинные списки атрибутов и операций на группы в соответствии с их категориями;
- показывайте взаимосвязанные классы на одной и той же диаграмме.

Слайд 19

Углубленное изучение классов

Слайд 20

Классификатор
Классификатор - это механизм, описывающий структурные и поведенческие свойства.
К числу

классификаторов относятся классы, интерфейсы, типы данных, сигналы, компоненты, узлы, прецеденты (варианты использования) и подсистемы.

Слайд 21

О сигнал - спецификация асинхронного стимула, используемого для связи между экземплярами.

Подсистема — совокупность элементов, из которых отдельные составляют спецификацию поведения других элементов .

Слайд 22

Слайд 23

Видимость (Visibility)
+ public (открытый) - любой внешний классификатор, который «видит»

данный, может пользоваться его открытыми свойствами.
# protected (защищенный) - любой потомок данного классификатора может пользоваться его защищенными свойствами.
- private (закрытый) - только данный классификатор может пользоваться закрытыми свойствами.

Слайд 24

Слайд 25

Область действия (Scope)
instance (экземпляр) - у каждого экземпляра классификатора есть собственное

значение данного свойства;
classifier (классификатор) - все экземпляры классификатора совместно используют общее значение данного свойства.

Слайд 26

Слайд 27

Абстрактные, корневые, листовые и полиморфные элементы
Отношения обобщения используются для моделирования

иерархии классов, верхние уровни которой занимают общие абстракции, а ниже находятся специализированные
Внутри этой иерархии некоторые классы определяют как абстрактные, то есть не имеющие непосредственных экземпляров (имя пишется курсивом).

Слайд 28

Можно определить и такие классы, у которых нет потомков. Они называются

листовыми и задаются в UML с помощью свойства {leaf}, написанного под именем класса.
Можно явно обозначить вершину иерархии с помощью ограничения {root}

Слайд 29

Операции могут иметь сходные свойства
Как правило, операции являются полиморфными, то

есть могут переопределяться в потомках;
листовые не могут переопределяться в потомках, помечаются ограничением {leaf};
абстрактные операции неполны и определяются в потомках (имя пишется курсивом), виртуальные операции C++.

Слайд 30

Слайд 31

Кратность (Multiplicity)
нет ни одного экземпляра - тогда класс становится служебным (Utility),

содержащим только атрибуты и операции с областью действия класса;
ровно один экземпляр - такой класс называют синглетным (Singleton);
заданное число экземпляров;
произвольное число экземпляров - вариант по умолчанию.

Слайд 32

Кратность

Слайд 33

Атрибуты
Полная форма синтаксиса атрибута в языке UML следующая:
[visibility] name [multiplicity] [:

type]
[= initial_value] [{property_string}]

Слайд 34

Наряду с {leaf} с атрибутами можно использовать три свойства:
{changeable} (изменяемый) -

ограничений на изменение значений атрибута не установлено;
{addOnly} (только добавляемый) - разрешается добавлять новые значения для атрибутов с кратностью больше единицы, но созданное значение не может быть изменено или удалено;
{frozen} (замороженный) - после инициализации объекта нельзя изменять значения его атрибутов (соотв. const )

Слайд 35

Ниже приводятся примеры допустимых объявлений атрибутов:
origin - только имя;
+ origin -

видимость и имя;
origin : Point - имя и тип;
head : *Item - имя и сложный тип;
name [0..1] : String - имя, кратность и тип;
origin : Point = (0,0)- имя, тип и начальное значение;
id : Integer {frozen} - имя и свойство.

Слайд 36

$Операции Полный синтаксис операции в языке UML таков: [visibility] name [(parameter-list)] [: return-type] [ {property_string}]$

Операции
Полный синтаксис операции в языке UML таков:
[visibility] name [(parameter-list)] [: return-type]

[ {property_string}]

Слайд 37

Сигнатура операции может содержать ноль или более параметров, каждый из которых

имеет следующий синтаксис:

[direction] name : type [= default-value]
Параметр direct ion может принимать любое из ниже перечисленных значений:
in - входящий параметр, который не может быть модифицирован;
out - выходящий параметр, который может быть изменен, чтобы передать информацию вызвавшей процедуре;
inout - входящий параметр, который может быть изменен.

Слайд 38

Помимо описанного ранее свойства leaf для операций определены еще четыре свойства:
{isQuery}

(запрос) - выполнение операции не изменяет состояния системы. Другими словами, операция является просто функцией без побочных эффектов;
{sequential} (последовательная) - при вызове операции необходимо гарантировать, что в любой момент объект выполняет только один поток;
{guarded} (охраняемая) - семантика и целостность объекта при наличии нескольких потоков управления гарантируются упорядочением всех обращений к его охраняемым операциям;
{concurrent} (параллельная) - семантика и целостность объекта при наличии нескольких потоков управления гарантируются благодаря тому, что операция рассматривается как атомарная.

Слайд 39

Примеры:
display - только имя;
+ display - видимость и имя;
set (n:

Name, s: String) - имя и параметры;
getID () : Integer - имя и возвращаемое значение;
restart () {guarded} - имя и свойство.

Слайд 40

Шаблоны классов
Шаблоном называется параметризованный элемент. В таких языках программирования, как C++

или Ada, предусмотрена возможность создавать шаблоны классов, определяющие семейства классов (можно задавать также шаблоны функций, определяющие семейства функций).
Параметрами шаблона могут быть классы, объекты или значения.

Слайд 41

Шаблон (Template)
Template class Map {
public:
virtual

Boolean bind (const Item&, const Value&) ;
virtual Boolean isBound (const Item&);
};
в вышеприведенном фрагменте кода на языке C++ объявляется параметризованный класс Map (Карта).

Слайд 42

Шаблон нельзя использовать непосредственно; сначала его нужно инстанцировать, то есть конкретизировать.

Процесс инстанцирования - это связывание формальных параметров шаблона с фактическими. В результате из шаблона класса получается конкретный класс, с которым можно работать как с любым другим.

Слайд 43

можно инстанцировать этот шаблон Мар для отображения объектов класса Customer (Клиент)

на объекты класса Order (Заказ):
Map;

Слайд 44

Язык UML также позволяет моделировать шаблоны классов, такой класс изображается в

точности как обычный, но в верхнем правом углу его пиктограммы находится дополнительная ячейка, нарисованная пунктиром; в ней перечислены параметры шаблона.
На данном рисунке показано также, что моделировать инстанцирование шаблона класса можно двумя способами.
Во-первых - неявно, для чего требуется объявить класс, имя которого обеспечивает связывание.
Во-вторых, можно явным образом определить зависимость со стереотипом bind, показывающую, что источник инстанцирует целевой шаблон с заданными фактическими параметрами.

Слайд 45

Слайд 46

Стандартные элементы
В UML определены четыре стандартных стереотипа, применимые к классам:
«metaclass» -

определяет классификатор, все объекты которого являются классами;
«powertype» - определяет классификатор, все объекты которого являются потомками данного родителя;
«stereotype» - определяет, что данный классификатор является стереотипом, который можно применить к другим элементам;
«utility» - определяет класс, атрибуты и операции которого находятся в области'действия всех классов.

Слайд 47

Для моделирования семантики класса можно воспользоваться любыми из перечисленных ниже возможностей

(они расположены в порядке возрастания формализации):

1. Определите обязанности класса. Обязанностью называется контракт или обязательство, «подписываемое» типом или классом.
2. Опишите семантику класса в целом с помощью структурированного текста, который изображается в виде примечания (со стереотипом semantics), присоединенного к классу.
3. Определите тело каждого метода с помощью структурированного текста или языка программирования и поместите определение в примечание, присоединенное к операции отношением зависимости.
4. Специфицируйте пред- и постусловия каждой операции а также инварианты класса в целом с помощью структурированного текста. Эти элементы изображаются в виде примечаний (со стереотипами precondition, postcondition и invariant), присоединенных к операции или классу отношениями зависимости.
5. Определите автомат класса.
6. Специфицируйте представляющие класс кооперации. Поскольку у кооперации имеются структурная и динамическая составляющие, вы можете с их помощью специфицировать все аспекты семантики класса.
7. Определите пред- и постусловия каждой операции и инварианты класса в целом с помощью такого формализованного языка, как ОСL (язык ОCL обсуждается в книге "The Unified Modeling Language Reference Manual").

Слайд 48

Советы
Моделируя классификаторы в языке UML, помните, что в вашем распоряжении

имеется множество строительных блоков - интерфейсы, классы, компоненты и т.д. Из них вы должны выбрать тот, который наилучшим образом соответствует вашей абстракции. Хорошо структурированный классификатор обладает следующими свойствами:
наделен как структурными, так и поведенческими аспектами;
а внутренне согласован и слабо связан с другими классификаторами;
раскрывает только те особенности, которые необходимы для использующих класс клиентов, и скрывает остальные;
его семантика и назначение не допускают неоднозначного толкования;
не настолько формализован, чтобы лишить всякой свободы тех, кто будет его реализовывать;
специфицирован в достаточной степени, чтобы исключить неоднозначное толкование его назначения.

Классы

Содержание

Классы - это самые важные строительные блоки любой объектно-ориентированной системы. Они

Организация атрибутов и операцийПри изображении класса необязательно сразу показывать все его

ОбязанностиОбязанности (Responsibilities) класса - это своего рода контракт, которому он должен

Моделирование распределения обязанностей в системе включает в себя следующие этапы:1. Идентифицируйте

В качестве примера на рис. показано распределение обязанностей между классами Model

Непрограммные сущностиМоделируемые вами сущности могут не иметь аналогов в программном обеспечении.

UML предназначен в первую очередь для моделирования программных систем, его вполне

Непрограммные сущности

Моделирование непрограммных сущностей производится следующим образом: 1. Смоделируйте сущности, абстрагируемые в виде

Примитивные типы Другой крайностью являются сущности, взятые непосредственно из языка программирования, используемого

Моделирование примитивных типов производится следующим образом:1. Смоделируйте сущность, абстрагируемую вами в

Хорошо структурированный класс обладает следующими свойствами:- является четко очерченной абстракцией некоторого

Изображая класс в UML, придерживайтесь следующих правил:- показывайте только те его

Углубленное изучение классов

КлассификаторКлассификатор - это механизм, описывающий структурные и поведенческие свойства. К числу

О сигнал - спецификация асинхронного стимула, используемого для связи между экземплярами.

Видимость (Visibility) + public (открытый) - любой внешний классификатор, который «видит»

Область действия (Scope)instance (экземпляр) - у каждого экземпляра классификатора есть собственное

Абстрактные, корневые, листовые и полиморфные элементы Отношения обобщения используются для моделирования