Основы объектно-ориентированного моделирования

Сентябрь 2, 2022

Главная
Алгебра
Основы объектно-ориентированного моделирования

Содержание

2. Принципы объектно-ориентированного подхода Объектно-ориентированный анализ – это методология системного анализа, направленная на создание моделей, близких к
3. Принципы объектно-ориентированного подхода Объектно-ориентированное проектирование – это методология проектирования на основе объектной декомпозиции и объектного синтеза
4. Принципы объектно-ориентированного подхода Объектно-ориентированное программирование – методология программирования, которая основана на представлении программы в виде совокупности
5. Принципы объектно-ориентированного подхода Объектно- ориентированный анализ Объектно- ориентированное проектирование Объектно- ориентированное программирование Модели реального мира Модели
6. Основные понятия объектного моделирования 1. Абстрагирование struct Point {int x, int y}; class Figure { private:
7. Основные понятия объектного моделирования 2. Инкапсуляция (ограничение доступа) Point point = {1,3}; Figure figure; figure.SetCenter(point); figure.Draw();
8. Основные понятия объектного моделирования 3. Модульность Физические модули: компонент, пакет (физическая группировка) Логические модули: класс, подсистема
9. Основные понятия объектного моделирования 4. Иерархия Иерархия классов Иерархия объектов
10. Основные понятия объектного моделирования class Engine {float power;} class PetrolEngine : public Engine {} class DieselEngine
11. Объекты Объект – это сущность, обладающая индивидуальностью, состоянием и поведением Изменение состояния объекта Поведение объекта class
12. Объекты Индивидуальность объекта Stack r(100); Stack q(300); // … q = r;
13. Объекты Отношения: Связь – взаимодействие между экземплярами сущностей Агрегация (агрегация по ссылке, разделяемая агрегация) - отношение
14. Классы Класс – это описание структуры и поведения объектов, имеющих одинаковые свойства, поведение и семантику
15. Классы Отношения (relationship) между классами: Наследование (inheritance, generalization) – отношение при котором один класс разделяет структуру
16. Наследование При наследовании подкласс может : добавлять поля добавлять методы переопределять методы замещать методы уточнять методы
17. Наследование class Figure { int _x, _y; public: virtual void Show() = 0; virtual void Hide()
18. Наследование int main() { Circle *cPtr; cPtr=new Face; // фактический объект класса Face cPtr->Show(); // вызывается
19. Наследование Уточнение метода class Circle: public Figure { virtual void Show() {/*рисование окружности*/ }; }; class
20. Наследование Принцип подстановки: экземпляр класса, порожденного от некоторого класса X, может использоваться без нарушения семантики объявления
21. Наследование Формы наследования: Порождение класса для спецификации. Родительский класс – абстрактный класс, т.е. содержит абстрактные методы.
22. Наследование
23. Наследование
24. Наследование Лучше так:
25. Конструирование Stack s1, s2; s1.Merge(s2); // Нельзя, для стека не имеет смысла, // но в реализации
26. Наследование
27. Наследование
28. Ассоциация class Controller { private: Sensor* _sensor[]; } class Sensor { // нет ссылки на Controller
29. Агрегация
30. Реализация (realization/implementation) class IList { public: virtual void add(string& item) = 0; virtual void remove(string& item)
31. Зависимость Стереотипы отношения зависимости: > – назначение параметров шаблонному классу для получения нового конкретного класса >
32. Зависимость class List; class Element { friend class List; } class List { Element* _head; }
33. Пакеты Пакет – механизм общего назначения для распределения программных элементов по группам с установлением владельца, а
34. Диаграммы UML Представление (View) – это подмножество конструкций UML, отражающих один аспект системы. Описание статической структуры
35. Описание статической структуры Диаграммы классов
36. Описание статической структуры Диаграмма объектов
37. Описание вариантов использования
38. Описание дискретных автоматов Диаграмма переходов состояний [amount
39. Описание активности
40. Описание взаимодействия Классификатор – модельный элемент, который описывает поведенческие свойства (в виде операций) и структурные свойства
41. Описание взаимодействия Диаграмма последовательности
42. Описание взаимодействия Диаграмма последовательности с детализацией выполнения
43. Описание взаимодействия Коммуникационная диаграмма
44. Описание размещения Диаграмма размещения
45. Описание проектных решений Структурированный класс Структурированный класс с портами
47. Скачать презентацию

Слайд 2

Принципы объектно-ориентированного подхода
Объектно-ориентированный анализ – это методология системного анализа, направленная на

создание моделей, близких к реальным явлениям. Требования к проектируемой системе формируются на основе понятий (классов и объектов), составляющих словарь предметной области (термины предметной области, необходимые для рассматриваемой задачи)

Слайд 3

Принципы объектно-ориентированного подхода
Объектно-ориентированное проектирование – это методология проектирования на основе объектной

декомпозиции и объектного синтеза логической модели, физической модели, статической модели и динамической модели проектируемой системы

Логическая модель: структуры классов и структуры объектов

Физическая модель: архитектура модулей и архитектура процессов

Модели объектно-ориентированного проектирования

Слайд 4

Принципы объектно-ориентированного подхода
Объектно-ориентированное программирование – методология программирования, которая основана на представлении

программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является реализацией определенного класса, а классы образуют иерархию наследования

Слайд 5

Принципы объектно-ориентированного подхода
Объектно- ориентированный анализ
Объектно- ориентированное проектирование
Объектно- ориентированное программирование
Модели реального мира
Модели проектируемой системы
Программная система
Взаимосвязь анализа, проектирования и программирования

Слайд 6

Основные понятия объектного моделирования
1. Абстрагирование
struct Point {int x, int y};
class Figure
{
private:

Point _center;
public:
Figure();
void SetCenter(Point center);
virtual void Draw();
virtual void Hide();
Point GetCenter();
}

Слайд 7

Основные понятия объектного моделирования
2. Инкапсуляция (ограничение доступа)
Point point = {1,3};
Figure figure;
figure.SetCenter(point);
figure.Draw();
figure._center

= point; // Ошибка, т.к. ограничение доступа

Слайд 8

Основные понятия объектного моделирования
3. Модульность
Физические модули: компонент, пакет (физическая группировка) Логические модули:

класс, подсистема (логическая группировка)

Головная процедура

Раздел интерфейса

Раздел реализации

int g();
class X { public: int f() }

#include”x.h” const int c=3; int g() { return c; }
int X::f() {
return c*f(); }

#include “x.h” void main() { int i=g();
X x; i = x.f(); }

x.h

x.cpp

main.cpp

main.exe

x.obj

Характеристики: связность модуля, сцепление модулей

Слайд 9

Основные понятия объектного моделирования
4. Иерархия
Иерархия классов
Иерархия объектов

Слайд 10

Основные понятия объектного моделирования
class Engine {float power;}
class PetrolEngine : public Engine

{}
class DieselEngine : public Engine {}
class Person {}
class MotorCar
{
double velocity;
Engine engine;
public:
void Drive() {}
}
class PassengerCar : public MotorCar
{
Person passengers[];
}
class Truck : public MotorCar
{
double weight;
double bodyCapacity;
}

Слайд 11

Объекты
Объект – это сущность, обладающая индивидуальностью, состоянием и поведением
Изменение состояния объекта
Поведение

объекта

class Stack {
private: int top;
int *s;
int size;
public:
void Push(int i);
int Pop();
int IsEmpty();
int IsFull();
void Copy(Stack *other);
Stack(int sz);
~Stack();
}

Слайд 12

Объекты
Индивидуальность объекта
Stack r(100); Stack q(300);
// … q = r;

Слайд 13

Объекты
Отношения:
Связь – взаимодействие между экземплярами сущностей
Агрегация (агрегация по ссылке, разделяемая агрегация)

- отношение «часть-целое»
Композиция (агрегация по значению) – строгая форма агрегации, агрегируемый объект принадлежит только одному агрегату. Связаны жизненные циклы.

Связь

Агрегация

Слайд 14

Классы
Класс – это описание структуры и поведения объектов, имеющих одинаковые свойства,

поведение и семантику

Слайд 15

Классы
Отношения (relationship) между классами:
Наследование (inheritance, generalization) – отношение при котором один

класс разделяет структуру и поведение другого класса
Ассоциация (association) – описание связей между экземплярами классов
Реализация (implementation) – отношение между интерфейсом и классом, его реализующим
Зависимость (dependency) – отношение между классами, при котором изменения в одном классе приводят к изменениям в другом классе (наследование, ассоциация и реализация – частные случаи отношения зависимости, имеющие особое назначение и специальную нотацию)

Слайд 16

Наследование
При наследовании подкласс может :
добавлять поля
добавлять методы
переопределять методы
замещать методы
уточнять методы

Слайд 17

$Наследование class Figure { int _x, _y; public: virtual void Show()$

Наследование
class Figure
{
int _x, _y;
public:
virtual void Show()

= 0;
virtual void Hide() {/*…*/ };
void Move(int x, int y) {
Hide();
_x=x; _y=y;
Show();
}
};
class Circle: public Figure
{
// добавление поля
int _radius;
public:
// замещение метода (реализация)
virtual void Show() {/*…*/ };
};

class Face: public Circle
{
int _eyeColor;
public:
// замещение метода
void Show();
// переопределение метода
void Move(int x, int y) {/*…*/}
// добавление метода
virtual void CloseEyes();
};

Слайд 18

Наследование
int main()
{
Circle *cPtr;
cPtr=new Face; // фактический объект класса Face

cPtr->Show(); // вызывается метод Face::Show()
cPtr->Move(10,20); // вызывается Figure::Move(), так как невиртуальное
// замещение, а в нем методы Face::show() и
// Face::hide() в соответствии с фактическим
// классом объекта *cPtr.
// cPtr->closeEyes(); // ошибка компиляции
delete cPtr;
// ...
}

Слайд 19

Наследование
Уточнение метода
class Circle: public Figure
{
virtual void Show()
{/рисование окружности/

};
};
class Face : public Circle
{
virtual void Show()
{
/* рисование глаз */
Circle::Show();
/* рисование рта и ушей */
};
};

int main()
{
Face face;
face.Show(); // вызывается также
// Circle::Show()
}

В С++ уточнение реализовано для конструкторов и деструкторов

Слайд 20

Наследование
Принцип подстановки: экземпляр класса, порожденного от некоторого класса X, может использоваться

без нарушения семантики объявления X везде, где используется экземпляр класса X.
Различие понятий класс и тип: класс описывает структуру объектов, тип описывает протокол объектов. Класс может соответствовать нескольким типам (реализовать различные интерфейсы). Различные классы могут иметь один и тот же тип (реализовать один и тот же интерфейс).

Слайд 21

Наследование
Формы наследования:
Порождение класса для спецификации. Родительский класс – абстрактный класс, т.е.

содержит абстрактные методы. Подкласс должен реализовать поведение (т.е. обеспечить реализацию для абстрактных методов).
Порождение подкласса для специализации. Подкласс имеет такой же протокол, как и родительский класс, но специальным образом реализует некоторые методы.
Порождение класса для расширения. Подкласс добавляет к протоколу базового класса дополнительные методы.
Порождение класса для варьирования. Дочерний и родительский классы имеют одинаковые протоколы и могут занимать место в иерархии классов в произвольном порядке.
Порождение для конструирования. Подкласс использует структуру и поведение базового класса в своих методах, но при этом подкласс не является подтипом базового класса. Нарушается принцип подстановки.
Порождение классов для комбинирования. В классе комбинируются свойства двух и более классов (множественное наследование).
Порождение класса для обобщения. Подкласс является более общим, чем базовый класс. Целесообразно использовать только в особых случаях.
Порождение класса для ограничения. Подкласс ограничивает использование некоторых методов родительского класса. Нарушается принцип подстановки. Целесообразно использовать только в особых случаях.

Слайд 22

Наследование

Слайд 23

Наследование

Слайд 24

Наследование
Лучше так:

Слайд 25

Конструирование
Stack s1, s2;
s1.Merge(s2); // Нельзя, для стека не имеет смысла,
// но

в реализации Stack использует Array::Merge()

top

В C++ закрытое наследование
class Stack : private Array
{
public:
void Push(char value) { /* Set(top) */ }
int Pop() { /* Get(top) */}
void Resize(int newSize) { /* Merge(newArray) */ }
}

Слайд 26

Наследование

Слайд 27

Наследование

Слайд 28

$Ассоциация class Controller { private: Sensor* _sensor[]; } class Sensor {$

Ассоциация
class Controller
{
private:
Sensor* _sensor[];
}
class Sensor
{
// нет ссылки на Controller
}
class Job
{

public:
Company* company;
Person* person;
double salary;
}

Слайд 29

Агрегация

Слайд 30

Реализация (realization/implementation)
class IList
{
public:
virtual void add(string& item) = 0;
virtual void

remove(string& item) = 0;
virtual void insertAt(int index, string& item) = 0;
}

class LinkedList : public IList
{
private:
Element* _head;
public:
void add(string& item) {… Element * p = new Element(item) … }
void remove(string& item) {… delete p; …}
void insertAt(int index, string& item) { … }
}

спецификация

реализация

Слайд 31

Зависимость
Стереотипы отношения зависимости:
<> – назначение параметров шаблонному классу для получения нового

конкретного класса
<> – метод одного класса вызывает операцию другого класса
<> – один класс создает экземпляр другого класса
<> или <> – разрешение одному классу использовать реализацию другого класса
<> - общее обозначение

Слайд 32

Зависимость
class List;
class Element
{
friend class List;
}
class List
{
Element* _head;
}
template class

Array
{
public:
T operator[](int i) {…}
}
void main()
{
Array intArray;
Array floatArray;
// …
}

class Product
{
public:
Product() {}
}
class Factory
{
public:
Product Create()
{
return Product();
}
}

Слайд 33

Пакеты
Пакет – механизм общего назначения для распределения программных элементов по группам

с установлением владельца, а также средства для предотвращения конфликтов имен

namespace P1
{
class С1 {}
namespace P2
{
class C1 {}
}
}
int main()
{
P1::C1 x1;
P1::P2::C1 x2;
}

Слайд 34

Диаграммы UML
Представление (View) – это подмножество конструкций UML, отражающих один аспект

системы.
Описание статической структуры (Static View)
Описание вариантов использования (Use Case View)
Описание дискретных автоматов (State Machine View)
Описание активности (Activity View)
Описание взаимодействия (Interaction View)
Описание размещения (Deployment View)
Описание проектных решений (Design View)

Рисунки из Rumbaugh J., Jacobson I., Booch G. The Unified Modeling Language Reference Manual. – 2nd ed. Addison-Wesley. 2005

Слайд 35

Описание статической структуры
Диаграммы классов

Слайд 36

Описание статической структуры
Диаграмма объектов

Слайд 37

Описание вариантов использования

Слайд 38

Описание дискретных автоматов
Диаграмма переходов состояний
[amount <= $25] – так правильно

Слайд 39

Описание активности

Слайд 40

Описание взаимодействия
Классификатор – модельный элемент, который описывает поведенческие свойства (в виде

операций) и структурные свойства (в виде атрибутов). Классификаторами являются: класс, интерфейс, компонент, вариант использования, подсистема, узел размещения и т.д.

Figure 9-2. Classifiers

Слайд 41

Описание взаимодействия
Диаграмма последовательности

Слайд 42

Описание взаимодействия
Диаграмма последовательности с детализацией выполнения

Слайд 43

Описание взаимодействия
Коммуникационная диаграмма

Слайд 44

Описание размещения
Диаграмма размещения

Слайд 45

Основы объектно-ориентированного моделирования

Содержание

Принципы объектно-ориентированного подходаОбъектно-ориентированный анализ – это методология системного анализа, направленная на

Принципы объектно-ориентированного подходаОбъектно-ориентированное проектирование – это методология проектирования на основе объектной

Принципы объектно-ориентированного подходаОбъектно-ориентированное программирование – методология программирования, которая основана на представлении

Основные понятия объектного моделирования1. Абстрагированиеstruct Point {int x, int y};class Figure{private:

Основные понятия объектного моделирования2. Инкапсуляция (ограничение доступа)Point point = {1,3};Figure figure;figure.SetCenter(point);figure.Draw();figure._center

Основные понятия объектного моделирования3. МодульностьФизические модули: компонент, пакет (физическая группировка) Логические модули:

Основные понятия объектного моделирования4. Иерархия Иерархия классовИерархия объектов

Основные понятия объектного моделированияclass Engine {float power;}class PetrolEngine : public Engine

ОбъектыОбъект – это сущность, обладающая индивидуальностью, состоянием и поведениемИзменение состояния объектаПоведение

ОбъектыИндивидуальность объектаStack r(100); Stack q(300);// … q = r;

ОбъектыОтношения:Связь – взаимодействие между экземплярами сущностейАгрегация (агрегация по ссылке, разделяемая агрегация)

КлассыКласс – это описание структуры и поведения объектов, имеющих одинаковые свойства,

КлассыОтношения (relationship) между классами:Наследование (inheritance, generalization) – отношение при котором один

НаследованиеПри наследовании подкласс может :добавлять полядобавлять методыпереопределять методызамещать методыуточнять методы

Наследованиеclass Figure { int _x, _y; public: virtual void Show()

Наследованиеint main(){ Circle *cPtr; cPtr=new Face; // фактический объект класса Face

НаследованиеУточнение методаclass Circle: public Figure {virtual void Show() {/*рисование окружности*/

НаследованиеПринцип подстановки: экземпляр класса, порожденного от некоторого класса X, может использоваться

НаследованиеФормы наследования:Порождение класса для спецификации. Родительский класс – абстрактный класс, т.е.

Наследование

Наследование

НаследованиеЛучше так:

КонструированиеStack s1, s2;s1.Merge(s2); // Нельзя, для стека не имеет смысла,// но

Наследование

Наследование

Ассоциацияclass Controller{private: Sensor* _sensor[];}class Sensor{// нет ссылки на Controller}class Job{

Агрегация

Реализация (realization/implementation)class IList{public: virtual void add(string& item) = 0; virtual void

ЗависимостьСтереотипы отношения зависимости:<> – назначение параметров шаблонному классу для получения нового

Зависимостьclass List;class Element{ friend class List;}class List{ Element* _head;}template class

ПакетыПакет – механизм общего назначения для распределения программных элементов по группам

Диаграммы UMLПредставление (View) – это подмножество конструкций UML, отражающих один аспект

Описание статической структурыДиаграммы классов

Описание статической структурыДиаграмма объектов

Описание вариантов использования

Описание дискретных автоматовДиаграмма переходов состояний[amount <= $25] – так правильно

Описание активности

Описание взаимодействияКлассификатор – модельный элемент, который описывает поведенческие свойства (в виде

Описание взаимодействияДиаграмма последовательности

Описание взаимодействияДиаграмма последовательности с детализацией выполнения

Описание взаимодействияКоммуникационная диаграмма

Описание размещенияДиаграмма размещения

Описание проектных решенийСтруктурированный классСтруктурированный класс с портами

Похожие презентации

Принципы объектно-ориентированного подхода
Объектно-ориентированный анализ – это методология системного анализа, направленная на

Принципы объектно-ориентированного подхода
Объектно-ориентированное проектирование – это методология проектирования на основе объектной

Принципы объектно-ориентированного подхода
Объектно-ориентированное программирование – методология программирования, которая основана на представлении

Основные понятия объектного моделирования
1. Абстрагирование
struct Point {int x, int y};
class Figure
{
private:

Основные понятия объектного моделирования
2. Инкапсуляция (ограничение доступа)
Point point = {1,3};
Figure figure;
figure.SetCenter(point);
figure.Draw();
figure._center

Основные понятия объектного моделирования
3. Модульность
Физические модули: компонент, пакет (физическая группировка) Логические модули:

Основные понятия объектного моделирования
4. Иерархия
Иерархия классов
Иерархия объектов

Основные понятия объектного моделирования
class Engine {float power;}
class PetrolEngine : public Engine

Объекты
Объект – это сущность, обладающая индивидуальностью, состоянием и поведением
Изменение состояния объекта
Поведение

Объекты
Индивидуальность объекта
Stack r(100); Stack q(300);
// … q = r;

Объекты
Отношения:
Связь – взаимодействие между экземплярами сущностей
Агрегация (агрегация по ссылке, разделяемая агрегация)

Классы
Класс – это описание структуры и поведения объектов, имеющих одинаковые свойства,

Классы
Отношения (relationship) между классами:
Наследование (inheritance, generalization) – отношение при котором один

Наследование
При наследовании подкласс может :
добавлять поля
добавлять методы
переопределять методы
замещать методы
уточнять методы

Наследование
class Figure
{
int _x, _y;
public:
virtual void Show()

Наследование
int main()
{
Circle *cPtr;
cPtr=new Face; // фактический объект класса Face

Наследование
Уточнение метода
class Circle: public Figure
{
virtual void Show()
{/рисование окружности/

Наследование
Принцип подстановки: экземпляр класса, порожденного от некоторого класса X, может использоваться

Наследование
Формы наследования:
Порождение класса для спецификации. Родительский класс – абстрактный класс, т.е.

Наследование
Лучше так:

Конструирование
Stack s1, s2;
s1.Merge(s2); // Нельзя, для стека не имеет смысла,
// но

Ассоциация
class Controller
{
private:
Sensor* _sensor[];
}
class Sensor
{
// нет ссылки на Controller
}
class Job
{

Реализация (realization/implementation)
class IList
{
public:
virtual void add(string& item) = 0;
virtual void

Зависимость
Стереотипы отношения зависимости:
<> – назначение параметров шаблонному классу для получения нового

Зависимость
class List;
class Element
{
friend class List;
}
class List
{
Element* _head;
}
template class

Пакеты
Пакет – механизм общего назначения для распределения программных элементов по группам

Диаграммы UML
Представление (View) – это подмножество конструкций UML, отражающих один аспект

Описание статической структуры
Диаграммы классов

Описание статической структуры
Диаграмма объектов

Описание дискретных автоматов
Диаграмма переходов состояний
[amount <= $25] – так правильно

Описание взаимодействия
Классификатор – модельный элемент, который описывает поведенческие свойства (в виде

Описание взаимодействия
Диаграмма последовательности

Описание взаимодействия
Диаграмма последовательности с детализацией выполнения

Описание взаимодействия
Коммуникационная диаграмма

Описание размещения
Диаграмма размещения

Описание проектных решений
Структурированный класс
Структурированный класс с портами