Объекты, классы и язык UML

Приступая к созданию какой-либо программной системы, разработчикам желательно воспользоваться языком более высокого уровня, чем языки программирования, чтобы обсудить структуру как всей системы в целом, так и её частей и взаимосвязь этих частей в пространстве (статически) и во времени (динамически) безотносительно к языку программирования. Желательно, чтобы этот язык оперировал такими понятиями объектно-ориентированных систем как класс, объект, устанавливал бы связи между ними статически и динамически.

При обсуждении разрабатываемой системы в нотациях этого языка хотелось бы уточнить данные и функции каждого класса, при необходимости разделить сложные классы на более простые или объединить некоторые простенькие классы, проанализировать динамику создания и уничтожения объектов во времени, их взаимосвязь, и так далее. И только после активного обсуждения проекта системы выбрать языки программирования для реализации её частей и приступить к созданию программного кода, придерживаясь принятых совместных решений.

Для графического представления объектно-ориентированных систем в настоящее время используется язык UML.

Унифицированный язык моделирования UML (Unified Modeling Language) предназначен для описания объектно-ориентированных систем в виде совокупности диаграмм, раскрывая статическую и динамическую суть системы как модели, состоящей из взаимодействующих объектов.

Перед применением языка UML необходимо проанализировать проектируемую систему, выявить основные сущности и понятия, образовать набор классов, из которых будет создаваться всё множество объектов системы. Затем приступают к разработке диаграмм языка UML: диаграмм вариантов использования, представляющих систему с точки зрения пользователя, диаграмм классов, представляющих классы и их статическую взаимосвязь, диаграмм последовательности, изображающих динамическое функционирование объектов во времени, и др.

На рис. 2.1 изображен класс на языке UML. Класс представляется в виде прямоугольника, разделённого на три части, в которых размещается имя класса, перечень атрибутов и, наконец, перечень функций класса. Перед именами данных и функций ставятся символы “– “ и “+”, указывающие на доступ private и public соответственно.

Рис. 2.1. Класс CBall

Из рис. 2.1 видно, что на языке UML представлен класс, имеющий имя CBall, закрытые данные х и у и открытые функции Set, Move и Show. Важно, что это представление класса не зависит от языков программирования и, в частности, от С++, С++.NET, Java, J# и С#.

Рис. 2.2. Объекты класса CBall

На рис. 2.2 изображены объекты класса CBall на языке UML. В прямоугольнике помещается имя объекта, отделённое от класса этого объекта двоеточием. Если объект безымянный, то ставится двоеточие перед именем класса. Имя объекта и класса подчёркиваются.

Рис. 2.3. Класс MyClass наследует класс BaseClass, содержит объект класса OtherClass и использует класс UsedClass

Нотация на рисунке 2.3 показывает наследование одного класса из другого класса, обладание объектом другого класса и использование в одном классе другого класса.

Язык UML довольно-таки богат, и при необходимости можно познакомиться с ним и освоить его по многочисленной изданной литературе.

О многогранности описания разрабатываемой системы на этом языке можно судить по перечню описывающих её диаграмм языка UML: диаграмма взаимодействия (interaction diagram), диаграмма деятельности (activity diagram), диаграмма использования (use case diagram), диаграмма классов (class diagram), диаграмма компонентов (component diagram), диаграмма кооперации (collaboration diagram), диаграмма объектов (object diagram), диаграмма последовательности (sequence diagram), диаграмма развёртывания (deployment diagram), диаграмма состояний (statechart diagram).

В задачи книги не входит подробное изложение языка UML. Познакомиться с нотацией этого языка можно по книге Рамбо Дж., Якобсона А. и Буча Г. “UML: специальный справочник”.

Диаграммы класса языка UML должны использоваться при описании поэтапной разработки программ.