Klassediagrammer er en type UML (Unified Modeling Language) diagram som brukes i programvareutvikling for å visuelt representere strukturen og relasjonene til klasser i et system. UML er et standardisert modelleringsspråk som hjelper til med å designe og dokumentere programvaresystemer. De er en integrert del av programvareutviklingsprosessen, og hjelper både i design- og dokumentasjonsfasen.

Viktige emner for klasseskjemaet

• Hva er klassediagrammer?
• Hva er en klasse?
• UML klassenotasjon
• Forholdet mellom klasser
• Hensikten med klassediagrammer
• Fordeler med klassediagrammer
• Hvordan tegne klassediagrammer
• Bruk tilfeller av klassediagrammer

Hva er klassediagrammer?

Klassediagrammer er en type UML (Unified Modeling Language)-diagram som brukes i programvareteknikk for å visuelt representere strukturen og relasjonene til klasser i et system, dvs. brukes til å konstruere og visualisere objektorienterte systemer.

I disse diagrammene er klasser avbildet som bokser, som hver inneholder tre rom for klassenavn, attributter og metoder. Linjer som forbinder klasser illustrerer assosiasjoner, viser forhold som en-til-en eller en-til-mange.

Klassediagrammer gir en oversikt på høyt nivå over et systems design, og hjelper til med å kommunisere og dokumentere strukturen til programvaren. De er et grunnleggende verktøy i objektorientert design og spiller en avgjørende rolle i programvareutviklingens livssyklus.

Hva er en klasse?

I objektorientert programmering (OOP) er en klasse en blåkopi eller mal for å lage objekter. Objekter er forekomster av klasser, og hver klasse definerer et sett med attributter (datamedlemmer) og metoder (funksjoner eller prosedyrer) som objektene opprettet fra den klassen vil ha. Attributtene representerer egenskapene eller egenskapene til objektet, mens metodene definerer atferden eller handlingene som objektet kan utføre.

UML klassenotasjon

klassenotasjon er en grafisk representasjon som brukes til å skildre klasser og deres relasjoner i objektorientert modellering.

vikas diviakirti

1. Klassenavn:
   • Navnet på klassen er vanligvis skrevet i det øverste rommet i klasseboksen og er sentrert og fet.
2. Attributter:
   • Attributter, også kjent som egenskaper eller felt, representerer datamedlemmene i klassen. De er oppført i den andre delen av klasseboksen og inkluderer ofte synligheten (f.eks. offentlig, privat) og datatypen for hvert attributt.
3. Metoder:
   • Metoder, også kjent som funksjoner eller operasjoner, representerer oppførselen eller funksjonaliteten til klassen. De er oppført i den tredje avdelingen i klasseboksen og inkluderer synlighet (f.eks. offentlig, privat), returtype og parametere for hver metode.
4. Synlighetsnotasjon:
   • Synlighetsnotasjoner indikerer tilgangsnivået til attributter og metoder. Vanlige synlighetsnotasjoner inkluderer:
     • +>for offentlig (synlig for alle klasser)
     • ->for privat (bare synlig i klassen)
     • #>for beskyttet (synlig for underklasser)
     • ~>for pakke eller standardsynlighet (synlig for klasser i samme pakke)

Parameter Retning

I klassediagrammer refererer parameterretningsevne til indikasjonen av informasjonsflyten mellom klasser gjennom metodeparametere. Det hjelper å spesifisere om en parameter er en inngang, en utgang eller begge deler. Denne informasjonen er avgjørende for å forstå hvordan data sendes mellom objekter under metodekall.

Det er tre hovedparameterretningsnotasjoner som brukes i klassediagrammer:

• I (Input):
  • En inngangsparameter er en parameter som sendes fra det kallende objektet (klienten) til det kalte objektet (serveren) under en metodeanrop.
  • Den er representert med en pil som peker mot mottakerklassen (klassen som eier metoden).
• Ut (utgang):
  • En utdataparameter er en parameter som sendes fra det kalte objektet (serveren) tilbake til det anropende objektet (klienten) etter metodekjøringen.
  • Det er representert med en pil som peker bort fra mottakerklassen.
• InOut (Input og Output):
  • En InOut-parameter fungerer som både input og output. Den fører informasjon fra det anropende objektet til det kalte objektet og omvendt.
  • Det er representert med en pil som peker mot og bort fra mottakerklassen.

Forholdet mellom klasser

I klassediagrammer beskriver relasjoner mellom klasser hvordan klasser henger sammen eller samhandler med hverandre i et system. Det finnes flere typer relasjoner i objektorientert modellering, som hver tjener et bestemt formål. Her er noen vanlige typer relasjoner i klassediagrammer:

1. Forening

En assosiasjon representerer et toveis forhold mellom to klasser. Det indikerer at forekomster av en klasse er koblet til forekomster av en annen klasse. Assosiasjoner er vanligvis avbildet som en heltrukket linje som forbinder klassene, med valgfrie piler som indikerer retningen til forholdet.

La oss forstå assosiasjon ved å bruke et eksempel:

La oss vurdere et enkelt system for å administrere et bibliotek. I dette systemet har vi to hovedenheter:Book>ogLibrary>. HverLibrary>inneholder flereBooks>, og hverBook>tilhører en bestemtLibrary>. Dette forholdet mellomLibrary>ogBook>representerer en forening.

Bibliotekklassen kan betraktes som kildeklassen fordi den inneholder en referanse til flere forekomster av bokklassen. Bokklassen vil bli ansett som målklassen fordi den tilhører et spesifikt bibliotek.

java null-sjekking

2. Rettet Forening

En rettet assosiasjon i et UML-klassediagram representerer et forhold mellom to klasser der assosiasjonen har en retning, noe som indikerer at en klasse er assosiert med en annen på en bestemt måte.

• I en rettet assosiasjon legges en pilspiss til assosiasjonslinjen for å angi retningen til forholdet. Pilen peker fra klassen som starter assosiasjonen til klassen som er målrettet eller påvirket av assosiasjonen.
• Rettede assosiasjoner brukes når assosiasjonen har en spesifikk flyt eller retning, for eksempel å angi hvilken klasse som er ansvarlig for å starte assosiasjonen eller hvilken klasse som er avhengig av en annen.

Tenk på et scenario der en lærerklasse er knyttet til en kursklasse i et universitetssystem. Den rettede assosiasjonspilen kan peke fra lærerklassen til kursklassen, og indikerer at en lærer er tilknyttet eller underviser i et bestemt kurs.

• Kildeklassen er lærerklassen. Lærerklassen initierer foreningen ved å undervise i et bestemt kurs.
• Målklassen er Kursklassen. Kursklassen påvirkes av foreningen ettersom den undervises av en spesifikk lærer.

3. Aggregasjon

Aggregasjon er en spesialisert tilknytningsform som representerer et hel-delt forhold. Det betegner et sterkere forhold der en klasse (helheten) inneholder eller er sammensatt av en annen klasse (delen). Aggregering er representert av en diamantform på siden av hele klassen. I denne typen forhold kan barneklassen eksistere uavhengig av overordnet klasse.

La oss forstå aggregering ved å bruke et eksempel:

Bedriften kan betraktes som helhet, mens de ansatte er delene. Ansatte tilhører bedriften, og bedriften kan ha flere ansatte. Men dersom selskapet opphører å eksistere, kan de ansatte fortsatt eksistere selvstendig.

4. Komposisjon

Komposisjon er en sterkere form for aggregering, noe som indikerer et mer betydelig eierskap eller avhengighetsforhold. I komposisjon kan ikke delklassen eksistere uavhengig av hele klassen. Sammensetningen er representert av en fylt diamantform på siden av hele klassen.

La oss forstå komposisjon ved å bruke et eksempel:

Se for deg en digital kontaktbokapplikasjon. Kontaktboken er helheten, og hver kontaktoppføring er en del. Hver kontaktoppføring er fullt eid og administrert av kontaktboken. Hvis kontaktboken slettes eller ødelegges, fjernes også alle tilhørende kontaktoppføringer.

Dette illustrerer sammensetningen fordi eksistensen av kontaktoppføringene avhenger helt av tilstedeværelsen av kontaktboken. Uten kontaktboken mister de enkelte kontaktoppføringene sin mening og kan ikke eksistere alene.

5. Generalisering (arv)

Arv representerer et er-et forhold mellom klasser, der en klasse (underklassen eller barnet) arver egenskapene og oppførselen til en annen klasse (superklassen eller forelderen). Arv er avbildet med en heltrukket linje med en lukket, hul pilspiss som peker fra underklassen til superklassen.

java sorteringsliste

I eksemplet med bankkontoer kan vi bruke generalisering for å representere ulike typer kontoer som brukskontoer, sparekontoer og kredittkontoer.

Bankkontoklassen fungerer som den generelle representasjonen av alle typer bankkontoer, mens underklassene (Gjeldskonto, Sparekonto, Kredittkonto) representerer spesialiserte versjoner som arver og utvider funksjonaliteten til basisklassen.

6. Realisering (grensesnittimplementering)

Realisering indikerer at en klasse implementerer funksjonene til et grensesnitt. Det brukes ofte i tilfeller der en klasse realiserer operasjonene definert av et grensesnitt. Realisering er avbildet med en stiplet linje med en åpen pilspiss som peker fra implementeringsklassen til grensesnittet.

La oss vurdere scenariet der en person og en bedrift begge realiserer et eiergrensesnitt.

• Eiergrensesnitt: Dette grensesnittet inkluderer nå metoder som anskaffe(eiendom) og disponere(eiendom) for å representere handlinger knyttet til erverv og avhending av eiendom.
• Personklasse (realisering): Person-klassen implementerer Owner-grensesnittet, og gir konkrete implementeringer for skaffe (eiendom) og disponere (eiendom) metodene. For eksempel kan en person skaffe seg eierskap til et hus eller disponere en bil.
• Selskapsklasse (realisering): På samme måte implementerer Corporation-klassen også Owner-grensesnittet, og tilbyr spesifikke implementeringer for skaffe (eiendom) og disponere (eiendom) metodene. For eksempel kan et selskap skaffe seg eierskap til eiendommer eller disponere firmabiler.

Både Person- og Corporation-klassene realiserer eiergrensesnittet, noe som betyr at de gir konkrete implementeringer for anskaffelses(eiendom) og disponere(eiendom) metodene definert i grensesnittet.

7. Avhengighetsforhold

En avhengighet eksisterer mellom to klasser når en klasse er avhengig av en annen, men forholdet er ikke så sterkt som assosiasjon eller arv. Det representerer en mer løst koblet forbindelse mellom klasser. Avhengigheter er ofte avbildet som en stiplet pil.

La oss vurdere et scenario der en person er avhengig av en bok.

• Personklasse: Representerer en person som leser en bok. Personklassen avhenger av bokklassen for å få tilgang til og lese innholdet.
• Bokklasse: Representerer en bok som inneholder innhold som skal leses av en person. Bokklassen er uavhengig og kan eksistere uten Person-klassen.

Personklassen avhenger av bokklassen fordi den krever tilgang til en bok for å lese innholdet. Bokklassen er imidlertid ikke avhengig av Person-klassen; den kan eksistere uavhengig og er ikke avhengig av Person-klassen for sin funksjonalitet.

8. Bruksforhold (avhengighet).

Et bruksavhengighetsforhold i et UML-klassediagram indikerer at en klasse (klienten) bruker eller er avhengig av en annen klasse (leverandøren) for å utføre bestemte oppgaver eller få tilgang til bestemt funksjonalitet. Klientklassen er avhengig av tjenestene levert av leverandørklassen, men eier eller oppretter ikke forekomster av den.

• Bruksavhengigheter representerer en form for avhengighet der en klasse er avhengig av en annen klasse for å oppfylle et spesifikt behov eller krav.
• Klientklassen krever tilgang til spesifikke funksjoner eller tjenester levert av leverandørklassen.
• I UML-klassediagrammer er bruksavhengigheter typisk representert med en stiplet pillinje som peker fra klientklassen til leverandørklassen.
• Pilen angir retningen til avhengigheten, og viser at klientklassen avhenger av tjenestene levert av leverandørklassen.

Tenk på et scenario der en bilklasse er avhengig av en FuelTank-klasse for å styre drivstofforbruket.

hvordan initialisere en matrise i java

• Bilklassen må kanskje få tilgang til metoder eller attributter for FuelTank-klassen for å sjekke drivstoffnivået, fylle på drivstoff eller overvåke drivstofforbruket.
• I dette tilfellet har bilklassen en bruksavhengighet av FuelTank-klassen fordi den bruker tjenestene sine til å utføre visse oppgaver knyttet til drivstoffstyring.

Hensikten med klassediagrammer

Hovedformålet med å bruke klassediagrammer er:

• Dette er den eneste UML som hensiktsmessig kan skildre ulike aspekter av OOPs-konseptet.
• Riktig design og analyse av applikasjoner kan være raskere og effektivt.
• Det er grunnlaget for distribusjon og komponentdiagram.
• Den inkluderer forover- og reversteknikk.

Fordeler med klassediagrammer

• Klassestruktur for modellering:
  • Klassediagrammer hjelper til med å modellere strukturen til et system ved å representere klasser og deres attributter, metoder og relasjoner.
  • Dette gir en klar og organisert oversikt over systemets arkitektur.
• Forstå relasjoner:
  • Klassediagrammer viser relasjoner mellom klasser, for eksempel assosiasjoner, aggregasjoner, komposisjoner, arv og avhengigheter.
  • Dette hjelper interessenter, inkludert utviklere, designere og forretningsanalytikere, å forstå hvordan ulike komponenter i systemet er koblet sammen.
• Kommunikasjon:
  • Klassediagrammer fungerer som et kommunikasjonsverktøy mellom teammedlemmer og interessenter. De gir en visuell og standardisert representasjon som lett kan forstås av både teknisk og ikke-teknisk publikum.
• Plan for implementering:
  • Klassediagrammer fungerer som en blåkopi for programvareimplementering. De veileder utviklere i å skrive kode ved å illustrere klassene, deres attributter, metoder og forholdet mellom dem.
  • Dette kan bidra til å sikre samsvar mellom designet og den faktiske gjennomføringen.
• Kodegenerering:
  • Noen programvareutviklingsverktøy og rammeverk støtter kodegenerering fra klassediagrammer.
  • Utviklere kan generere en betydelig del av koden fra den visuelle representasjonen, noe som reduserer sjansene for manuelle feil og sparer utviklingstid.
• Identifisering av abstraksjoner og innkapsling:
  • Klassediagrammer oppmuntrer til identifikasjon av abstraksjoner og innkapsling av data og atferd i klassene.
  • Dette støtter prinsippene for objektorientert design, som modularitet og informasjonsskjuling.

Hvordan tegne klassediagrammer

Å tegne klassediagrammer innebærer å visualisere strukturen til et system, inkludert klasser, deres attributter, metoder og relasjoner. Her er trinnene for å tegne klassediagrammer:

1. Identifiser klasser:
   • Start med å identifisere klassene i systemet ditt. En klasse representerer en blåkopi for objekter og bør innkapsle relaterte attributter og metoder.
2. Liste attributter og metoder:
   • For hver klasse, lister dens attributter (egenskaper, felt) og metoder (funksjoner, operasjoner). Inkluder informasjon som datatyper og synlighet (offentlig, privat, beskyttet).
3. Identifiser relasjoner:
   • Bestem relasjonene mellom klassene. Vanlige relasjoner inkluderer assosiasjoner, aggregasjoner, komposisjoner, arv og avhengigheter. Forstå arten og mangfoldet av disse relasjonene.
4. Lag klassebokser:
   • Tegn et rektangel (klasseboks) for hver klasse som er identifisert. Plasser klassenavnet i det øverste rommet i boksen. Del boksen i rom for attributter og metoder.
5. Legg til attributter og metoder:
   • Inne i hver klasseboks, lister attributtene og metodene i deres respektive rom. Bruk synlighetsnotasjoner (+ for offentlig, – for privat, # for beskyttet, ~ for pakke/standard).
6. Tegn relasjoner:
   • Tegn linjer for å representere forhold mellom klasser. Bruk pilene for å angi retningen til assosiasjoner eller avhengigheter. Ulike linjetyper eller notasjoner kan brukes for ulike forhold.
7. Etikettforhold:
   • Merk relasjonene med mangfold og rollenavn om nødvendig. Multiplisitet angir antall forekomster involvert i forholdet, og rollenavn tydeliggjør rollen til hver klasse i forholdet.
8. Gjennomgå og avgrens:
   • Se gjennom klassediagrammet ditt for å sikre at det nøyaktig representerer systemets struktur og relasjoner. Avgrens diagrammet etter behov basert på tilbakemeldinger og krav.
9. Bruk verktøy for digital tegning:
   • Mens du kan tegne klassediagrammer på papir, kan bruk av digitale verktøy gi mer fleksibilitet og enkel modifikasjon. UML-modelleringsverktøy, tegneprogramvare eller til og med spesialiserte diagramverktøy kan være nyttige.

Bruk tilfeller av klassediagrammer

• System design:
  • Under systemdesignfasen brukes klassediagrammer for å modellere den statiske strukturen til et programvaresystem. De hjelper til med å visualisere og organisere klasser, deres attributter, metoder og relasjoner, og gir en blåkopi for systemimplementering.
• Kommunikasjon og samarbeid:
  • Klassediagrammer fungerer som et visuelt kommunikasjonsverktøy mellom interessenter, inkludert utviklere, designere, prosjektledere og kunder. De legger til rette for diskusjoner om systemets struktur og design, og fremmer en felles forståelse blant teammedlemmer.
• Kodegenerering:
  • Noen programvareutviklingsmiljøer og verktøy støtter kodegenerering basert på klassediagrammer. Utviklere kan generere kodeskjeletter, redusere manuell koding og sikre konsistens mellom design og implementering.
• Testing og testplanlegging:
  • Testere bruker klassediagrammer for å forstå forholdet mellom klasser og planlegge testtilfeller deretter. Den visuelle representasjonen av klassestrukturer hjelper til med å identifisere områder som krever grundig testing.
• Omvendt konstruksjon:
  • Klassediagrammer kan brukes til omvendt utvikling, der utviklere analyserer eksisterende kode for å lage visuelle representasjoner av programvarestrukturen. Dette er spesielt nyttig når dokumentasjonen er knapp eller utdatert.