Проектирование диаграммы классов

УДК 004.4

З. Э. Халилова

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДИАГРАММЫ КЛАССОВ

Аннотация. В статье рассматривается процесс проектирования с использованием UML, в частности приводится пример построения диаграммы классов.

Ключевые слова: uml, проектирование, диаграммы классов, public, protected, private.

Постановка проблемы. В настоящее время разработчиками выполняется всё больше и больше серьезных и масштабных проектов. Поскольку проект большой, то особенно важным является его предварительное описание вне программного кода. Становится необходимым краткое, но в то же время понятное и наглядное средство для описания проекта. В таких случаях разработчики прибегают к использованию UML, в связи с тем, что UML-диаграммы позволяют быстро разобраться во всех взаимосвязях элементов сложного объекта и описать все его составляющие и функции. Особенно полезным является построение диаграммы классов.

Анализ последних исследований и публикаций. Поскольку проектирование с использованием UML является достаточно актуальным в наши дни, данной проблеме посвящаются многие исследования и публикации. В частности в статье [1] указываются причины, которые приводят к необходимости проведения тестирования моделей объектно-ориентированных программ, а также описываются наиболее популярные из существующих подходы к проведению тестирования основных видов UML-диаграмм, среди которых диаграмма вариантов использования, диаграмма классов, диаграмма состояний и диаграмма последовательностей. А в исследовании [2] описываются наиболее популярные из существующих подходов к верификации наиболее часто используемой UML-диаграммы – диаграммы классов. Указывается, что данные методы позволяют оценить ее корректность только в отдельных аспектах, и наиболее эффективным является комплексное применение данных методов. 

Так же в научной работе [3] рассматриваются основные аспекты автоматической генерации GUI на основе диаграммы классов UML модели.

Цель статьи – выполнить проектирование с использованием UML и в конечном итоге построить диаграмму классов.

Изложение основного материала. Одним из важнейших этапов проектирования объектно-ориентированной системы с использованием UML является построение диаграммы классов. UML (унифицированный язык моделирования) в свою очередь это — система обозначений, которую можно применять для объектно-ориентированного анализа и проектирования. Его можно использовать для визуализации, спецификации, конструирования и документирования программных систем.

В словарь UML входит три важных компонента:

• диаграммы;

• сущности;

• связи.

Диаграмма – это графическое представление набора элементов, чаще всего изображенного в виде связного графа вершин (сущностей) и путей (связей). UML включает в себя большое количество различных диаграмм, одними из которых являются диаграммы классов. Диаграмма классов [4] — диаграмма, представляющая классы, их поля, методы и взаимосвязи между ними, входит в UML. Диаграммы этого вида чаще всего используются для моделирования объектно-ориентированных систем. Они предназначены для статического представления системы.

Диаграммы классов показывают набор классов, интерфейсов, а также их связи. Класс – это основной строительный блок прикладной системы. Каждый класс имеет название, атрибуты и операции.  Классы на диаграмме представляются в виде прямоугольника, состоящего из трех областей. Обязательным элементом обозначения класса на диаграмме является его имя, которое должно быть уникальным в пределах пакета. В верхней области содержится название класса, в средней описываются атрибуты (свойства), в нижней названия методов, предоставляемых объектами этого класса. В свою очередь атрибуты класса определяют состав и структуру данных, хранимых в объектах. Каждый атрибут характеризуется именем и типом, определяющим какие данные он представляет. Кроме того для каждого атрибута можно задавать видимость. В UML существуют следующие уровни видимости:

• public (открытый) — атрибут виден в пределах любого другого класса;

• protected (защищенный) — атрибут виден только для потомков данного класса;

• private (закрытый) — атрибут не доступен внешним классам и может использоваться только объектом его содержащим.

В UML диаграмме для задания видимости членов класса используются следующие обозначения перед именем атрибута либо метода:

«+» — public (публичный);

«–» — private (приватный);

«#» — protected (защищенный);

«/» — производный;

«~» — отображение модификатора доступа пакета (package).

Кроме того существует несколько видов связей между классами:

• ассоциация — представляет собой отношение между экзамплярами классов;

• агрегация — это ассоциация типа «целое-часть». В UML представляется в виде прямой с ромбом на конце;

• наследование — отношение типа «общее-частное». Такая связь используется между классами в случае если один из них обладает поведением или структурой других классов;

Так же при построении диаграмм классов важнейшим понятием является — стереотип. Стереотипом класса считается элемент расширения словаря UML, который может выделить отличительные особенности в использовании класса. Название стереотипа принято обозначать в виде текстовой строки.

Существует четыре стандартных стереотипа классов (рис.1). Они описывают классы и объекты, которые управляют взаимодействиями.

Рисунок 1. Стереотипы классов

Диаграмма классов для андроид приложения (переводчик) может выглядеть следующим образом (см. рис.2).

рис.2. Диаграмма классов.

Выводы. В результате проектирования с использованием UML была построена диаграмма классов, представляющая классы, их поля, методы и взаимосвязи между ними.

Список литературы

1. Литвинов В. В., Богдан И. В. Тестирование моделей объектно-ориентированного программного обеспечения // ММС. 2012. №2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/testirovanie-modeley-obektno-orientirovannogo-programmnogo-obespecheniya (дата обращения: 11.01.2020). 

2. Литвинов В. В., Богдан И. В. Формальная верификация диаграммы классов // ММС. 2013. №2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/formalnaya-verifikatsiya-diagrammy-klassov (дата обращения: 11.01.2020). 

3. Ширяев Д. Р. Автоматическая генерация графических пользовательских интерфейсов доступа к интегрированным данным на основе диаграмм классов UML // Труды ИСП РАН. 2003. №. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/avtomaticheskaya-generatsiya-graficheskih-polzovatelskih-interfeysov-dostupa-k-integrirovannym-dannym-na-osnove-diagramm-klassov-uml (дата обращения: 11.01.2020). 

4. ВикипедиЯ [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Диаграмма_классов (дата обращения: 01.05.2018).

Халилова Зарема Энверовна, студентка

Крымский инженерно-педагогический университет

пер. Учебный, 8, г. Симферополь, Республика Крым, 295015

Z.E.Halilova

DESIGNING USING UML. DIAGRAM OF CLASSES

Abstract. The article discusses the design process using UML, in particular, an example is given of constructing a class diagram.

Key words: uml, design, class diagrams, public, protected, private.

References

1. Litvinov V. V., Bogdan I. V. Testirovanie modelej ob"ektno-orientirovannogo programmnogo obespecheniya // MMS. 2012. №2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/testirovanie-modeley-obektno-orientirovannogo-programmnogo-obespecheniya (data obrashheniya: 11.01.2020).

2. Litvinov V. V., Bogdan I. V. Formal'naya verifikatsiya diagrammy klassov // MMS. 2013. №2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/formalnaya-verifikatsiya-diagrammy-klassov (data obrashheniya: 11.01.2020).

3. SHiryaev D. R. Аvtomaticheskaya generatsiya graficheskikh pol'zovatel'skikh interfejsov dostupa k integrirovannym dannym na osnove diagramm klassov UML // Trudy ISP RАN. 2003. №. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/avtomaticheskaya-generatsiya-graficheskih-polzovatelskih-interfeysov-dostupa-k-integrirovannym-dannym-na-osnove-diagramm-klassov-uml (data obrashheniya: 11.01.2020).

4. VikipediYA [EHlektronnyj resurs]. – Rezhim dostupa: https://ru.wikipedia.org/wiki/Diagramma_klassov (data obrashheniya: 11.01.2020).