Арлоу Д., Нейштадт А. UML2 и Унифицированный процесс. Практический объектно-ориентированный анализ и проектирование
Подождите немного. Документ загружается.
284 Глава 12. Реализация прецедентов
Таблица 12.3 (продолжение)
Самые важные из них: opt, alt, loop, break, ref, par и critical. Операторы
opt, alt, loop и break подробно обсуждаются в следующих подразделах,
а ref – в следующей главе. Операторы par и critical имеют отношение
к параллелизму, что является вопросом проектирования. Они обсуж
даются в разделе 20.5 при рассмотрении параллелизма. Остальные
операторы используются редко. В таблице предоставлен достаточный
объем информации для их применения в случае необходимости.
12.10.1. Ветвление с помощью операторов opt и alt
Рисунок 12.14 иллюстрирует синтаксис операторов opt и alt.
opt создает единственную ветвь.
Оператор Полное имя Семантика Раздел
neg negative Операнд демонстрирует неверные взаимо
действия.
Применяется, когда необходимо показать,
что не должно произойти.
12.10
ignore ignore Перечисляет сообщения, которые намеренно
исключены из взаимодействия. Разделен
ный запятыми список имен проигнорирован
ных сообщений в фигурных скобках помеща
ется после имени оператора, например {m1,
m2, m3}.
Например, взаимодействие может представ
лять тестовый пример, в котором принято ре
шение игнорировать некоторые сообщения.
12.10
consider consider Перечисляет сообщения, намеренно вклю
ченные во взаимодействие. Разделенный за
пятыми список имен сообщений в фигурных
скобках помещается после имени оператора.
Например, взаимодействие может представ
лять тестовый пример, в который решено
включить подмножество возможных сообще
ний.
12.10
assert assertion Операнд является единственно возможным
допустимым поведением в данный момент
взаимодействия, любое другое поведение бы
ло бы ошибочным.
Используется как средство обозначения того,
что некоторое поведение должно иметь место
в определенной точке взаимодействия.
12.10
12.10. Комбинированные фрагменты и операторы 285
Оператор opt показывает, что его единственный операнд выполняется,
если сторожевое условие истинно. В противном случае выполнение
продолжается после комбинированного фрагмента.
opt эквивалентен программной конструкции:
if (условие1) then
действие1
alt создает несколько ветвей.
Оператор alt предоставляет выбор между рядом альтернатив. Каждый
из его операндов имеет собственное сторожевое условие и будет выпол
няться, если только условие истинно. Необязательный операнд, задан
ный сторожевым условием [else], выполняется, если ни одно из других
сторожевых условий не является истинным.
Это означает, что выполняться может только один из операндов alt,
т. е. сторожевые условия всех операндов должны быть взаимоисклю
чающими. Истинность более одного из сторожевых условий в любой
момент времени является условием возникновения ошибки. Специфи
кация UML не описывает поведение alt в этом случае.
alt эквивалентен программной конструкции:
if (условие1) then
операнд 1
else if (условие2) then
операнд 2
:A :B :C :D
opt [условие]
действие()
alt
операнд1()
[условие1]
[условие2]
операнд2()
[else]
операнд3()
sd OptAndAltSyntax
делать это,
если условие1 истинно
делать это,
если условие 2 истинно
делать это, если ни одно
из условий не является истинным
делать это,
если условие истинно
Рис. 12.14. Синтаксис операторов opt и alt
286 Глава 12. Реализация прецедентов
...
else if (условиеN) then
операнд N
else
операнд M
Как видите, оператор opt семантически эквивалентен оператору alt
с одним операндом.
В качестве примера использования opt и alt рассмотрим прецедент
на рис. 12.15. Впервые прецедент ManageBasket был показан в разде
ле 4.5.6. Это часть простой системы электронной коммерции. Он опи
сывает процесс обновления количества объектов определенной товар
ной позиции или полного удаления этой позиции из корзины для по
купок (ShoppingBasket) покупателя (Customer).
На рис. 12.16 показана диаграмма классов анализа этого прецедента.
Как видите, в ShoppingBasket находится один или более Item. Каждый
из этих Item – это quantity (количество) конкретного Product. На диаграм
ме классов анализа показывают только классы, атрибуты и операции,
иллюстрирующие моделируемый момент. На данной диаграмме мы
пытаемся показать совместную работу ShoppingBasket, Item и Product.
И наконец, на рис. 12.17 показана диаграмма последовательностей,
реализующая этот прецедент. Обратите внимание, что на данной диа
грамме описана стратегия, согласно которой Item уничтожается, когда
его quantity достигает нуля. Это вполне обоснованно, поскольку Item су
ществует только для того, чтобы представлять quantity конкретного
Основной поток:
1. Прецедент начинается, когда Customer выбирает товарную позицию в корзине.
2. Если Customer выбирает «delete item»
2.1. Система удаляет позицию из корзины.
3. Если Покупатель вводит новое количество
3.1. Система обновляет количество товаров в корзине.
Прецедент: ManageBasket
Предусловия:
1. Содержимое корзины для покупок является видимым.
Краткое описание:
Покупатель меняет количество товарных позиций в корзине.
Постусловия:
Нет.
Альтернативные потоки:
Нет.
ID: 2
Главные актеры:
Customer
Второстепенные актеры:
Нет.
Рис. 12.15. Спецификация прецедента ManageBasket
12.10. Комбинированные фрагменты и операторы 287
Product в ShoppingBasket. Однако можно поспорить о необходимости та
кого уровня детализации в анализе. Диаграмма последовательностей,
явно не отображающая удаление Item, тоже была бы вполне допусти
мой.
12.10.2. Организация итераций операторами loop и break
loop позволяет моделировать итерацию.
Очень часто на диаграммах последовательностей необходимо показать
циклы. Сделать это можно с помощью операторов loop и break, как по
казано на рис. 12.18.
ShoppingBasket Item
ManageBasket
getItem():Item
setQuantity():int
quantity:int
0..*1
Product
productId:String
name:String
description:String
price:double
0..* 0..*
Рис. 12.16. Диаграмма классов анализа прецедента ManageBasket
:ShoppingBasket item:Item
getItem()
alt
setQuantity()
[changeQuantity]
[deleteItem]
sd ManageBasket
:Customer
«destroy»
«destroy»
opt[ item.quantity = 0 ]
Рис. 12.17. Диаграмма последовательностей прецедента ManageBasket
288 Глава 12. Реализация прецедентов
Оператор loop действует следующим образом:
loop min количество раз then
while (условие истинно)
loop (max min) количество раз
В синтаксисе loop необходимо обратить внимание на следующие мо
менты:
• оператор loop без max, min или condition является бесконечным цик
лом;
• если задано только min, значит, max = min;
• condition обычно является логическим выражением, но может быть
и произвольным текстом, смысл которого ясен.
На первый взгляд loop может показаться слишком сложным, но он мо
жет использоваться для поддержки огромного числа разнообразных
циклов. Некоторые из самых распространенных циклов перечислены
в табл. 12.4.
Когда сторожевое условие break становится истинным, выполняется
операнд bre ak, цикл прерывается.
Оператор break может использоваться для обозначения условия пре
кращения loop и того, что происходит после этого. У оператора break
:A :B
op1()
sd LoopAndBreakSyntax
loop [условие]
op2()
повторять, пока
у
словие истинно
break
op3()
op4()
break должен
быть глобальным
по отношению к loop
этого не происходит,
если выполняется break
при выходе
из цикла сделать это
loop min, max [условие]
повторять минимальное
количество раз, затем,
пока условие истинно,
повторять (max – min)
количество раз
Рис. 12.18. Отображение циклов на диаграмме последовательностей
с помощью операторов
loop и break
12.10. Комбинированные фрагменты и операторы 289
только одно сторожевое условие, и если оно истинно, исполняется тело
break, а loop прерывается. Самое главное, что после завершения break
loop не возобновляется.
Таблица 12.4
Комбинированный фрагмент break логически находится вне цикла: он
не является его частью. Поэтому фрагмент break всегда должен изобра
жаться вне loop, но пересекаться с ним, как показано на рис. 12.18.
Самым распространенным применением циклов является перебор
коллекции объектов. Например, цикл может применяться как воз
можная реализация операции findCourse(...) класса RegistrationManager
(рис. 12.19).
Эта операция возвращает объект Course с соответствующим именем
(name) или null, как показано на рис. 12.20. Имя конца ассоциации
Тип цикла Семантика Выражение цикла
while( true )
{ тело }
Бесконечный цикл. loop или loop *
for i = n to m
{ тело }
Повторяется ( m – n ) раз. loop n, m
while( booleanExpression )
{ тело }
Повторяется, пока booleanEx
pression (логическое выраже
ние) истинно.
loop [ booleanExpres
sion ]
repeat
{ тело }
while( booleanExpression )
Выполнить один раз, а затем
повторять, пока booleanEx
pression истинно.
loop 1, * [ booleanEx
pression ]
forEach object in collection
{ тело }
Выполнить тело цикла по од
ному разу для каждого объ
екта в коллекции объектов.
loop [ for each object
in collectionOfObjects ]
forEach object of class
{ тело }
Выполнить тело цикла по од
ному разу для каждого объ
екта определенного класса.
loop [ for each object
in ClassName ]
RegistrationManager
Course
1 0..*
courses
Student
1
0..*
students
registration
0..*
0..*
findCourse( name : String ) : Course
findStudent( name : String ) : Student
Рис. 12.19. Применение цикла для реализации операции поиска FindCourse()
290 Глава 12. Реализация прецедентов
с кратностью больше 1 можно использовать как коллекцию объектов.
В данном случае для представления коллекции объектов Course ис
пользуется имя courses (курсы).
12.11. Коммуникационные диаграммы
Коммуникационные диаграммы акцентируют внимание на структур
ных аспектах взаимодействия, на том, как соединяются линии жизни.
В UML 2 их семантика довольно слаба по сравнению с диаграммами
последовательностей.
Коммуникационные диаграммы акцентируют внимание на структурных
аспектах взаимодействия.
Мы уже приводили некоторые коммуникационные диаграммы. Со
гласно спецификации UML 2.0 [UML2S] диаграммы объектов, кото
рые были представлены в главе 7, могут считаться особыми случаями
диаграмм классов или особыми случаями коммуникационных диа
грамм формы экземпляров, где каждая линия жизни представляет эк
земпляр класса (объект).
Синтаксис коммуникационных диаграмм подобен синтаксису диа
грамм последовательностей, за исключением того, что здесь у линий
жизни нет «хвостов». Вместо этого они соединены связями, образую
щими коммуникационные каналы для передачи сообщений. Порядок
сообщений определяется путем иерархической нумерации.
На рис. 12.21 показана простая коммуникационная диаграмма для
прецедента AddCourses, в котором :Registrar добавляет два новых объекта
:RegistrationManager
sd FindCourse( name : String ) : Course
courses
loop [for each course in courses]
course:Course
course
null
break [name = courseName]
courseName = getName()
Рис. 12.20. Применение цикла для перебора коллекции объектов
12.11. Коммуникационные диаграммы 291
Course. Следует обратить внимание на нумерацию сообщений, обознача
ющую их последовательность и вложенность в другие сообщения.
Ниже пошаговая интерпретация рис. 12.21.
1. addCourse( "UML" ) – сообщение addCourse(...) отправляется линии жиз
ни объекта :RegistrationManager с параметром "UML". Экземпляр :Regis
trationManager инициирует операцию addCourse( … ) и передает в нее
параметр "UML", фокус управления переходит в эту операцию.
1.1. «create» – порядковый номер 1.1 говорит о том, что фокус управ
ления попрежнему находится в операции addCourse(...). :Registra
tionManager посылает анонимное сообщение, помеченное стерео
типом «create». Такие сообщения «create» создают новые объек
ты, и это конкретное сообщение создает новый объект uml:Course.
Позже при анализе или проектировании этому анонимному со
общению будет дано имя и, возможно, параметры, но пока до
статочно показать, что создается новый объект uml:Course. По
сле создания объекта из операции addCourse( … ) больше не по
сылается никаких сообщений, и этот поток возвращается.
2. addCourse( "MDA" ) – в :RegistrationManager посылается сообщение add
Course(…) с параметром "MDA". Фокус управления переходит к опера
ции addCourse( … ).
2.1. «create» – порядковый номер 2.1 говорит о том, что фокус управ
ления попрежнему находится в операции addCourse(…). :Regis
trationManager посылает анонимное сообщение, помеченное сте
реотипом «create»; это создает новый объект, mda:Course. После
создания объекта фокус управления addCourse(…) возвращается
и итерация завершается.
Поначалу могут возникнуть некоторые сложности с прочтением ком
муникационных диаграмм, потому что в них заключено довольно мно
2: addCourse( "MDA" )
:Registrar
:RegistrationManager
mda:Course
uml:Course
1: addCourse( "UML" )
1.1: «create»
2.1: «create»
sd AddCourses
связь
cообщениепорядковый номер
линия жизни
сообщение
создания объекта
Рис. 12.21. Коммуникационная диаграмма прецедента AddCourses
292 Глава 12. Реализация прецедентов
го информации. Главное необходимо понимать, что в результате от
правления сообщения вызывается некоторая операция экземпляра
и что сложная нумерация сообщений указывает на вложенность вызо
вов операций (т. е. вложенный фокус управления).
12.11.1. Итерация
Показать итерацию на коммуникационных диаграммах можно с по
мощью выражения, описывающего итерацию. Оно включает специфи
катор итерации (*) и (необязательный) блок итерации, как показано
на рис. 12.22.
Выражение, описывающее итерацию, определяет, сколько раз должно
быть отправлено сообщение.
UML 2 не определяет никакого конкретного синтаксиса для блоков
итераций, поэтому может использоваться все, что имеет смысл. Обыч
но хорошим вариантом являются код или псевдокод. Вероятно, вы ду
маете, что коммуникационные диаграммы могли бы по умолчанию ис
пользовать синтаксис итерации диаграммы последовательностей, опи
санный в разделе 12.10.2. Однако в спецификации UML об этом ниче
го не сказано! Если действительно применить аналогичный синтаксис
итерации, описывающее итерацию сообщение могло бы выглядеть
следующим образом:
* [ loop min, max [ условие ] ]
В такой записи есть преимущество единообразия, но и некоторая син
таксическая избыточность, поскольку и loop, и символ * являются спе
цификаторами итерации. Тем не менее мы считаем, что это очень хо
роший подход.
В примере на рис. 12.22 для обозначения повторения блока итерации
при увеличении i от 1 до n применяется псевдокод. Затем i использует
блок итерации
1: printCourses( )
:Registrar
:RegistrationManager
[i]:Course
1.1.1: print()
1.1 * [for i = 1 to n] : printCourse( i )
sd PrintCourses
спецификатор итерации
Рис. 12.22. Синтаксис итерации на коммуникационных диаграммах
12.11. Коммуникационные диаграммы 293
ся как селектор для выбора определенного экземпляра Course, которо
му отправляется сообщение print(). В результате этого происходит рас
печатка всех экземпляров Course. Однако такой подход предполагает,
что экземпляры Course хранятся в индексированной коллекции. Если
вы не хотите делать такое предположение, можно воспользоваться
альтернативным подходом, показанным на рис. 12.23.
Рисунок 12.23 иллюстрирует два аспекта:
1. На связи между :RegistrationManager и :Course указано имя роли во мно
жественном числе (courses) и кратность. Все это свидетельствует
отом, что :RegistrationManager соединен с коллекцией объектов :Course
(см. диаграмму классов на рис. 12.7).
2. К сообщению print() добавлен спецификатор итерации. Это указыва
ет на то, что сообщение print() посылается каждому объекту кол
лекции.
Стандартный спецификатор итерации (*) означает, что сообщения бу
дут выполняться последовательно. Если необходимо показать, что все
сообщения выполняются параллельно, используется спецификатор
параллельной итерации *//.
12.11.2. Ветвление
Ветвление можно смоделировать, добавив в сообщения сторожевые ус
ловия. Такие сообщения посылаются только тогда, когда сторожевое
условие становится истинным.
Ветвление – сообщение посылается, только если условие истинно.
На рис. 12.24 показан пример ветвления в нашей системе регистрации
курсов. Эта коммуникационная диаграмма реализует прецедент Regis
terStudentForCourse (зарегистрировать студента на курс). В этой системе
регистрация является трехэтапным процессом:
1: printCourses( )
:Registrar
:RegistrationManager
:Course
1.1: * print()
sd PrintCourses
courses *
Рис. 12.23. Альтернативный синтаксис итерации