Wstęp do Java

Transkrypt

Wstęp do Java

Inżynieria Oprogramowania
UML
Schematy klas
dr Krzysztof Podlaski
Instytut Fizyki, Uniwersytetu Łódzkiego
18.12.2009 Łódź
Inżynieria Oprogramowania, UML
1
Paradygmat obiektowości
• Małe przypomienie 
• Założenia
– Abstrakcja
– Hermetyzacja
– Polimorfizm
– Dziedziczenie
2
Abstrakcja
• Obiekt to model abstrakcyjny czegoś
– Ma swój stan
– Ma pewne umiejętności/zachowania
• Reprezentuje jakiś obiekt rzeczywisty
– Często w uproszczeniu
– Izolacja ważnych cech
• Pomijamy cechy nie istotne/mniej istotne
3
Abstrakcja cd.
• Tworzymy aplikację sterowania ruchem
kolejowym
• Mamy Pociągi, Tory i Semafory
• Semafor kolejowy
– Nie interesuje nas jego wygląd
– A jedynie
• Położenie (gdzie stoi)
• Jaki ma stan
– Zielone/czerwone
4
Hermetyzacja
• Obiekt ma pewne prywatne cechy
– TYLKO ON ma do nich dostęp
• Pozwala na rozdział uprawnień
• Zabezpiecza przed błędami
– Ułatwia testowanie
• Testujemy kawałkami
• Wprowadza jasny podział logiczny
– Podział na moduły
5
Hermetyzacja cd.
• Zwykle stan jest prywatny
• Obiekt posiada metody do jego zmiany
– Operacje Atomowe/jednostkowe
– Pełna kontrola stanu
• Ukrywanie implementacji
– Pozwala na bardzo abstrakcyjne obiekty
• Odczyt
– Z Pliku, Z strony WWW, Z Urządzenia
– Odczyt strumieniowy.
6
Polimorfizm
• Programowanie operacji dla ogólnych
typów
– Rysowanie na ekranie
• Inaczej rysujemy Koło
• Inaczej rysujemy Trójkąt
• To jak co rysujemy zależy od implementacji
– Wybór może być
» Dynamiczny
» Statyczny
7
Dziedziczenie
• Przejmowanie własności innych obiektów
– Umożliwia tworzenie bogatego drzewa
abstrakcji
• POJAZD
– ROWER
– MOTOCYKL
– SAMOCHOD
» OSOBOWY
» CIEZAROWY
8
Dziedziczenie cd.
• Budowanie z klocków
• Uszczegóławianie abstrakcji
• Nie musimy kopiować kodu
– Łatwiejsze poprawki
– Mniej testowania
– Przeładowywanie metod
• Jeżeli coś trzeba zmienić to zmieniamy
9
Klasa
• Klasa
– Definicja pewnego typu obiektów
• Definicja Struktury (pola)
• Definicja Interfejsu (metody)
• Interfejs
– Zbiór akcji/zachowań obiektu
• Co można z obiektem zrobić 
10
Obiekt
• Konkretna instancja klasy
• Obiekt posiada
– Tożsamość
• Np. adres w pamięci
– Pozwala na rozróżnienie obiektów
– Stan
• Wartości pól
– Zachowanie
• Takie same dla danej klasy
11
Klasa a Obiekt
• Klasy są tworzone na poziomie kompilacji
• Obiekt jest typu jakiejś klasy
• Obiekty są tworzone dynamicznie
– W odróżnieniu do zmiennych prymitywnych
• Do obiektu dowiązania do metod klasy
– Nie powielamy tych samych informacji
– Metody/pola statyczne
12
Programowanie Obiektowe
• Dwa światy
• Problem do rozwiązania (abstrakcja problemu)
• Specyfika maszyny (abstrakcja implementacji)
Semafor:
własności:
• stan: (zapalony, zgaszony)
czynności:
• włączanie (zapal, zgaś)
• sprawdzanie stanu
Klasa:
Semafor
wlaczony
on()
off()
czyZapalony()
13
• Przykładowa implementacja w języku JAVA
Semafor
wlaczony
class Semafor
{
boolean wlaczony;
on()
off()
czyZapalony()
void on() {wlaczony = true;}
void off() {wlaczony = false;}
boolean czyZapalony {return wlaczony;}
}
14
Klasy a UML
• UML
– Umożliwia opis klas
• Abstrakcja klasy
– Sama struktura i interfejs
– Bez implementacji
• Niezależny od języka programowania
• Umożliwia generowanie szablonu programu
– W dowolnym języku
» StarUML i inne programy
– Struktury projektu
• Zależności pomiędzy klasami
15
Przykład klasy
Nazwa
Własności/
Pola/
Atrybuty
Operacje
Osoba
-imie: String
-nazwisko: String
-pesel: String
-dataUr: String
+getImie(): String
+setImie(im: String): String
16
Składnia
• Własności klasy
dostęp nazwa : typ[krotność] {ograniczenia} = wartość_dom
• Po kolei
– Dostęp – kto ma dostęp do pola
– Typ – jakiego typu ta własność
– Krotność – ile elementów
– Ograniczenia – dodatkowe warunki
– Wartość_dom – wartość domyślna
17
Dostęp
• 4 poziomy widoczności
– Publiczny/public
•+
– Prywatny/private
•-
– Chroniony/protected
•#
– Pakietowy/package access
•~
18
Krotność
• Można ograniczyć ilość
–1
• Dokładnie jeden (domyślna watrość/pomija się)
–*
• Dowolnie wiele
– od..do (3..12)
• Nie mniej niż,
• Nie więcej niż
– 0..1 (co najwyżej jeden)
– 1..* (co najmniej jeden)
19
Krotność cd.
• Istotne są krotności
–1i*
– Konkretna dowolna np. 7 nie jest tak wazna
• Może się zmieniać i zależy od wielu czynników
• W UML 2.0 nie powinno się tego stosować
20
Ograniczenia
• Dodatkowe informacje o atrybutach
– ordered – elementy są uporządkowane
– unordered
– unique – elementy są unikalne/rozróżnialne
– nonunique
– readOnly – tylko do odczytu
– frozen – stałe bądź nie podlegają zmianom po
zainicjowaniu
21
Elementy statyczne
• Elementy statyczne
– Należą do klasy
• To samo dla wszystkich instancji/obiektów
• Nie trzeba tworzyć ani jednego obiektu klasy
• Oznaczamy podkreśleniem
22
Operacje
• Operacje klasy
dostęp nazwa(par_A, par_B,…) : typ_zwracany {ograniczenia}
• Spis parametrów
– par_A,par_B w postaci:
• kierunek nazwa:typ[krotność]=wart_dom
– Kierunek
» in – wejściowy
» out – wyjściowy
» inout – w obie strony
» return – zwracany
23
Ograniczenia dla operacji
• Dodatkowe informacje o atrybutach
– query – brak modyfikacji stanu obiektu
– exception – zgłasza wyjątek
24
Relacje pomiędzy klasami
• Zaprojektowanie klasy nie są niezależne
– Wzajemnie się wykorzystywać
– Mogą być elementami innych (pola)
– Być tworzone przez inne (Fabryki obiektów)
– Być Integralną częścią
– Dziedziczyć po sobie
• Te relacje znajdują się na diagramie
25
Zależności na diagramie
• Pomiędzy elementami
– <<call>
• Wywołanie metod innej klasy wewnątrz
– <<create>>
• Tworzy instancje klasy
– <<instance>>
• Jest instancją
– <<use>>
• Wykorzystuje obiekt klasy
26
Osoba
-imie: String
-nazwisko: String
-pesel: String
-dataUr: String
+getImie(): String
ListaOsobowa
<<call>>
-pracownicy: Osoba[*]
+addNewOsoba(o: Osoba): void
27
Asocjacje
• Powiązania pomiędzy klasami
– Mogą zastąpić definiowanie własności
– Analogia do modelu relacyjnego baz danych
– Posiada referencje do obiektu klasy
– Może posiadać kierunek
• Zwykle jednokierunkowa
– Strzałka
• Dwukierunkowa = referencje wzajemne
– Bez strzałek
28
Osoba
-imie: String
-nazwisko: String
-pesel: String
-dataUr: String
+getImie(): String
ListaOsobowa
*
1
pracownicy
-posiada
+addNewOsoba(o: Osoba): void
29
Kiedy stosować
• Atrybuty
– Dla typów prostych
• Asocjacje
– Dla instancji klas
– Daje nam widoczne powiązania
• Bez dokładnego czytania
30
Lepszy opis Asocjacji
• Klasa asocjacji (klasa asocjacyjna)
– Klasa opisująca asocjację
– Łączymy linią przerywaną z asocjacją
– Obiekt Asocjacyjny
• Pośrednik relacji
– Obiekt pośredniczący
• Zbędny przy prostych relacjach
31
Agregacja
• Asocjacja ale
– Z warunkiem „podległości”
• „Należy do”
• Ale nie jest wyłącznym właścicielem
– Nie tworzy obiektu
– Nie niszczy
– Nie musi istnieć obiekt nadrzędny
• Przykład
– Sklep Komputerowy
» Elementy HDD, RAM, Monitory …
» Zestaw komputerowy
32
HDD
Zestaw Komputerowy
•Dyski istnieją niezależnie od zestawu
•Ale są jego integralną częścią
•Niezbędne do jego istnienie
•Oznaczamy Pustym Rombem po stronie nadrzędnego obiektu
33
Kompozycja
• Relacja silniejsza od agregacji
– Element jest integralną częścią
– Nie może istnieć samodzielnie
– Najczęściej mamy tu wyłączność
– Przykład
• Płyta główna i Chipset
• Komputer i BIOS
34
Chipset
Plyta glówna
•Nie może istnieć jedno bez drugiego
•Posiadanie na wyłączność
•Usunięcie Płyty główniej niszczy Chipset
•Oznaczamy Pełnym Rombem po stronie nadrzędnego obiektu
35
Uogólnienie
• Uszczegółowienie typu
– Zmniejszenie poziomu abstrakcji
– Najczęściej kojarzy się z dziedziczeniem
• W Javie także implementacja
– Typ niższego rzędu jest typu rzędu wyższego
• Samochód jest Pojazdem
– Ale nie każdy pojazd jest Samochodem
36
Pojazd
-wlasciciel: Osoba
-predkoscMax: double
-predkosc: double
Osobowy
+stan(): void
+przyspiesz(oIle: double): void
+predkosc(): double
+setWlasciciel(os: Osoba): void
+getWlasciciel(): Osoba
Samochód
Motocykl
Rower
Ciezarowy
37
Interfejsy i klasy abstrakcyjne
• Definiowanie szablonu klasy
– Nie definiujemy wszystkich operacji
• Jedynie deklaracje
– Nazwa
– Rodzaje Parametrów
– Zwracane wartości
• Interfejs
– TYLKO deklaracje
• Klasa Abstrakcyjna
– Może mieć część „pełnych” metod
38
Obiekt Graficzny
Kwadrat
Kolo
Trójkat
+narysuj(): void
+narysuj(): void
+narysuj(): void
•Obiekt Graficzny posiada operację narysuj():void
•Wysoki poziom abstrakcji
•Nie można podać definicji operacji
39
Przykład
• Projektujemy Forum internetowe
– Jak zbudować klasy
– Zależności pomiędzy nimi
– Wymyślamy możliwe klasy
• Data, User, Rola/Uprawnienia, Stan Użytkownika,
• Temat, Post
• Wyszukiwanie
40
Data
Post
-data: longint
+toString(): String
+dzienTygodnia(): String
+dzienMiesiaca(): int
+miesiac(): int
+rok(): int
+ileDniTemu(): int
User
#imie: String
#login: String
#email: String
-tresc: String
-data: Data
-dataModyfikacji: Data
+toHtml(): String
Temat
-nazwa: String
+addPost(post: Post)
Dzial
-nazwa: String
+addTemat(temat: Temat)
Rola
Moderator
#uprawnienia
Administrator
-dzial: Dzial
41
Dodajemy do tego relacje
Post
-tresc: String
-data: Data
Temat
*
1
-nazwa: String
+<<posiada>>
+addPost(post: Post)
+toHtml(): String
*
+<<posiada>>
1
Dzial
-nazwa: String
+addTemat(temat: Temat)
42
Relacje cd.
Post
User
-data: Data
+<<autor>>
-tresc: String
*
#imie: String
#login: String
#email: String
+<<tworzy>>
1
+toHtml(): String
*
+<<uprawninienia>>
Administrator
1
Rola
Moderator
#uprawnienia
+dzial: Dzial
43

Wstęp do Java

Transkrypt

Podobne dokumenty

Inżynieria oprogramowania 2 B. Informacje szczegółowe

Laboratorium 3 Diagramy klas — Różnice między kompozycją a

Książki dla studentów kierunku „geodezja i kartografia”

Organizacja przedmiotu

W razie telefonu w sprawach rekrutacji

OCUP-F/TOPDS Warsztat przygotowujący do egzaminu OMG UML

Szkolenia IT • Kursy Komputerowe • Szkolenia

1dl

Klasyfikacja KBN ()

Ogłasza konkurs na stanowiska naukowe