Финаев В.И. Аналитические и имитационные модели

Подождите немного. Документ загружается.

251

сосредоточены все права, а у «Подчиненного» - только

обязанности.

Рядом с линией, изображающей ассоциацию, мотут быть

следующие пометки:

- имя ассоциации определяет необязательное имя

ассоциации;

- класс ассоциации определяет для ассоциаций

атрибуты, операции и другие свойства (соединяется с

линией ассоциации пунктиром). Эта метка используется в

случае, если необходимо присоединить к ассоциации

некую

дополнительную информацию.

Роль

(association role) - неотделимая часть ассоциации,

описывающая роль класса в данной ассоциации. У роли

могуг быть следующие свойства:

- имя роли - строка, стоящая рядом с концом линии

ассоциации, причем, поле не обязательное, но если имя

задано, то оно должно отображаться на диаграмме;

- навигация в направлении роли означает, что партнеры

ассоциации могут просматривать объекты,

соответствующие этой роли. Если в направлении,

соответствующем роли есть навигация, то на конце линии

может быть изображена стрелка;

- множественность показывает количество конкретных

объектов, которые могут быть связаны с данным партнером

ассоциации, показывает нижнюю и верхнюю границы

количества объектов, которые участвуют в ассоциации;

- квалификатор представляет собой список атрибутов

класса с противоположного

конца линии ассоциации, по

значениям которых можно однозначно разбить множество

объектов этого класса на подмножества. Используется для

связи объекта класса-партнера ассоциации с группой

объектов другого класса-партнера ассоциации;

- агрегация показывает, что ассоциация является

отношением типа целое/часть.

252

Множественность (multiplicity) показывает возможное

количество объектов, которые могут быть связаны в

соответствии с этой ассоциацией. Множественность

указывается для ролей ассоциации и имеет следующий

формат (см. рис. 9.9):

<нижняя граница>. . <верхняя граница>

1..* 1

Трасса Машина

Рис. 9.9

Верхняя граница и нижняя граница указывают

минимальное и максимальное количество объектов,

участвующих в ассоциации. Если для верхней границы

стоит символ «*», то это значит, что она бесконечна.

Пример

0. .1

0. . *

3. .5,10. .20,100,200. . *

В работающей системе между объектами

ассоциированных классов устанавливаются связи

(экземпляры ассоциации). Но в некоторых случаях

требуется, чтобы можно было разбить множество объектов

одного класса, которые будут связаны с объектом другого

класса в соответствии с данной ассоциацией, на

подмножества по значениям некоторых атрибутов этих

объектов, и наложить ограничения на число

объектов в том

или ином подмножестве.

В UML предоставляется такая возможность: у

ассоциации может быть атрибут под названием

квалификатор (qualifier), который содержит один или

несколько атрибутов класса, прикрепленного к другому

253

концу ассоциации. По значению этих атрибутов

происходит групповая выборка объектов этого класса со

стороны объекта противоположного по данной ассоциации

класса. Квалификатор изображается в виде маленького

прямоугольника, присоединенного к началу линии

ассоциации (см. рис. 9.10). В нем указываются атрибуты

другого класса-партнера ассоциации.

0..1

Трасса

Машина

вес машины #

Рис. 9.10

Квалификатор, приведенный на рис. 9.10, можно

трактовать, как ограничение на использование трассы

машинами с определенным весом, и на количество

одновременно проезжающих по этой трассе машин.

Если у роли ассоциации установлен атрибут

«aggregation», то вся ассоциация является отношением

агрегации. Такой атрибут может быть установлен только у

одной из ролей. Агрегация (aggregation) - это отношение

между

классами типа целое/часть. Агрегируемый класс в

той или иной форме является частью агрегата. На практике

это может быть реализовано по-разному. Например, объект

класса-агрегата может хранить объект агрегируемого

класса, или хранить ссылку на него.

254

В UML допускается возможность агрегации одного

класса многими, т.е. один класс может являться частью

нескольких целых. Но имеется специальный вид агрегации,

называемый композицией (composition), который этого не

допускает. Композиция является специальным видом

агрегации (так называемая сильная агрегация). Она

указывает на то, что данный класс может являться частью

только одного класса. В

частности, агрегируемый объект

может быть создан только тогда, когда создан агрегат, а с

уничтожением агрегата уничтожаются и все агрегируемые

объекты. Агрегация изображается на диаграмме полым

ромбом на конце линии ассоциации со стороны

агрегирующего класса (агрегата). Композиция

показывается так же, как и агрегация, но ромбик рисуется

не пустым, а заполненным (см. рис

. 9.11).

спуск

подъем

горизонтальный

участок

Трасса

Real

Real Real

Рис. 9.11

В некоторых случаях два и более элемента модели могут

быть семантически связаны. Например, класс

А использует

методы класса

В. При изменении класса В необходимо

произвести соответствующие изменения в классе

А.

Поэтому в нотации UML предусмотрено такое отношение,

как

зависимость (dependency).

255

Для рассмотренного примера на диаграмме классов

необходимо указать, что класс

А зависит от класса В.

Отношение зависимости является универсальным, если с

помощью него можно связывать различные типы

сущностей UML. Зависимость изображается пунктирной

линией, проведенной между двумя элементами диаграммы,

и считается, что элемент, «привязанный» к концу стрелки,

зависит от элемента, «привязанного» к началу этой

стрелки. Зависимость может быть снабжена именем и

спецификатором. Существуют следующие виды

зависимостей:

- trace показывает

историческую связь между двумя

элементами, которые представляли одно и то же понятие на

разных этапах;

- refine - историческая связь между элементами, как

правило, показывает, что один элемент как бы произошел

от другого;

- uses - ситуация, когда один элемент модели использует

другой;

- bind - устанавливается между шаблоном и экземпляром

шаблона;

- friend - аналог ключевого слова С++friend.

Наследование (inheritance) -

это отношение типа «общее-

частное» между элементами модели. Наследование

обозначается сплошной линией, идущей от частного

элемента к более общему (в терминологии ООП - от

потомка к предку или от подкласса к суперклассу). Со

стороны более общего элемента рисуется большой полый

треугольник.

Один из атрибутов отношения наследования -

дискриминатор (discriminator) - строка, задающая имя

группы потомков

. Его использование полезно, если у

данного класса много потомков, и необходимо разбить их

на несколько групп. Отсутствие дискриминатора означает,

256

что дискриминатор - пустая строка (дискриминатор по

умолчанию). Изображается дискриминатор текстовой

строкой, стоящей возле линии наследования, как это

показано на рис. 9.12.

Профиль

{крутизна}

Трасса

Трудная Легкая Средняя

Рис. 9.12

9.6. Расширения понятия класса в UML

В UML существует несколько разновидностей класса:

интерфейс, шаблон, утилита и др.

Интерфейс (interface) - класс, задающий набор операций,

но не содержащий в себе поля и реализации этих операций.

Класс, реализующий интерфейс, сам определяет

содержимое этих операций.

Шаблон (template) или параметризованный класс

(parameterixed class). Шаблоны UML очень похожи на

шаблоны С++. Они определяют семейство классов,

отличающихся значением некоторых

формальных

параметров.

Утилита (utility) - класс, объединяющий группу

общедоступных (глобальных) переменных и процедур.

257

Для указания вида класса в UML введено понятие

стереотипа (stereotype). Стереотип как бы определяет

подтип некоего глобального типа класс. Соответственно,

классы-интерфейсы имеют стереотип «interface», а классы -

утилиты – «utility».

Интерфейс (interface) в UML является описанием группы

функций, которые он предоставляет другому классу.

Логика работы этих функций не определяется. Имеется

возможность задать неформальное описание того, что от

них требуется.

Класс поддерживает интерфейс, если он содержит

методы, реализующие все операции интерфейса. На

диаграмме классов UML интерфейс можно изобразить

двумя способами: развернутым и сокращенным. В случае

развернутого способа интерфейс изображается на

диаграмме как класс со стереотипом «interface» и без

секции атрибутов (см. рис. 9.13). Допустимо также

сокращенное изображение интерфейса - небольшой кружок

с именем

интерфейса возле него.

На рис. 9.13 изображен класс «Грузовая машина»,

который реализует интерфейс «Машина». Связь между

ними называется детализацией и представляется на

диаграмме в виде пунктирной линии с треугольником на

конце. Класс «Грузовая машина» должен предоставить

метод, реализующий операцию движение, унаследованную

от интерфейса «Машина». На рис. 9.14 изображен класс

«Грузовая машина», использующий

интерфейс «Машина».

Связь между ними называется зависимостью и

представляется на диаграмме в виде пунктирной линии со

стрелкой на конце. Такая связь говорит о том, что если

интерфейс «Машина» изменить, то класс «Грузовая

машина» тоже может претерпеть некоторые изменения.

258

Грузовая машина

«interfase»

Машина

Движение ( )

Рис. 9.13

Грузовая машина

«interfase»

Машина

Движение ( )

Рис. 9.14

В некоторых случаях в модели необходимы классы со

схожей структурой, которые отличаются некоторыми

параметрами. Например, имеется описание нескольких

динамических массивов для элементов разных типов, а

многие операции над их элементами совпадают.

Целесообразно определить такую структуру данных, чтобы

с ее помощью было бы легко получить динамические

массивы, и делать это можно было

бы уточнением

параметров. Для этого в UML вводится понятие

параметризованных классов (parameterixed class), которые

еще называют шаблонами (template).

Параметризованный класс или шаблон - это описание

множества классов с одним или более неопределенным

формальным параметром. Шаблон нельзя использовать как

259

обычный класс, т.к. его параметры должны быть привязаны

к определенным значениям. Шаблон не может участвовать

в большинстве отношений между классами. Существует

два вида отношений, в которых он может участвовать -

связи между шаблоном и классом, порожденным от него

подстановкой параметров (помечается ключевым словом

«bind»), и направленные ассоциации. Направленная

ассоциация должна идти

от шаблона.

Операции и атрибуты экземпляров шаблонов не

отображаются на диаграмме. Иногда требуется добавить

новые свойства в класс. В таких случаях следует создать

новый класс, чьим предком будет экземпляр шаблона, и

далее добавить нужные операции и атрибуты. Иногда при

описании классов используют глобальные функции и

переменные. Для удобства программирования введено

понятие утилита (utility) - класс специального вида, в

котором собираются подобные функции и переменные. На

диаграмме утилита изображается как класс со стереотипом

«utility», и может иметь как атрибуты, так и операции.

9.7. Связи между объектами

Аналогично ключевому понятию модели классов -

понятию ассоциации, - для объектов существует понятие

связи (link). Связь есть экземпляр ассоциации,

установленной для объектов данных классов. Бинарная

связь представляется как сплошная линия между двумя

объектами.

Объекты-партнеры связи исполняют определенные роли,

имена которых изображаются на соответствующих концах

связи. Связь не имеет собственного имени и

характеризуется именами

объектов, которые она соединяет.

Поскольку связи являются экземплярами ассоциаций, то

260

для них не указывается множественность. Другие свойства,

присущие ассоциациям, такие как агрегация, композиция,

навигация, могут быть показаны на ролях связей

аналогичным образом. Также можно указать и

квалификатор, задающий тип связи (см. рис. 9.15).

трасса

легкая трасса

трасса

трудная трасса

Тр1:Трасса

Мой Полигон:Полигон

испытатель

ученик

Тр2:Трасса

Тр3:Трасса

Рис. 9.15 – Связи

Квалификаторы бывают следующих видов:

- «association» задает тип связи как экземпляр

ассоциации, соединяющей соответствующие классы. Так

как все связи - экземпляры ассоциации, то указывать этот

квалификатор не имеет смысла, т.к. соответствующий ему

тип связи выставляется по умолчанию;

- «parameter» указывает, что объект является параметром

операции другого объекта-партнера связи;

- «local» показывает, что объект - локальный

параметр

операции или метода другого объекта-партнера связи;

- «global» - аналогично предыдущему, только здесь

глобальный параметр;

- «self» - применяется для обозначения связи объекта с

самим собой. Используется для обозначения возможности

посылки объектом сообщений самому себе.