Transcript Nome da Classe
Ementário
• •
O Modelo de Objetos
–
Histórico da evolução das linguagens de programação, PE versus POO, fundamentos do modelo de objetos, a importância da modelagem, métodos OO Tecnologias para apoio a orientação a objetos
•
UML- Unified Modeling Language
• A Linguagem Java – introdução, a sintaxe e estruturas de controle • Vocabulário da Orientação a Objetos (Abordagem com Java)
Diagrama de Classe
• é a essência da UML (OMT e Booch) • coleção de elementos declarativos de modelo, como classes, tipos e seus respectivos conteúdos e relações • estruturar atributos e operações em classes é fundamental para o trabalho de modelagem através do enfoque da orientação a objetos
Associação Atributos Visibilidade Operações Agregação Multiplicidade Classe Classe associativa Superclasse Generalização (herança) Restrição Subclasses
Relacionamentos (1/4)
• ligam as classes/objetos entre si criando relações lógicas entre estas entidades • tipos de relacionamentos: – generalização/ especificação (herança) – associação – agregação – dependência
Relacionamentos (2/4)
• Generalização/ especificação – indica relacionamento entre um elemento mais geral e um elemento mais específico (respectivamente, superclasse e subclasse) – também conhecido como herança ou classificação (por exemplo, um enfermeira “é um tipo de” pessoa)
Relacionamentos (3/4)
• Agregação – usada para denotar relacionamentos todo/parte – por exemplo, um Item de compra é parte de um Pedido • Associação – é um relacionamento que descreve um conjunto de vínculos, onde cada vínculo é definido como uma conexão semântica entre tuplas de objetos – por exemplo, um Cliente possui Conta Corrente
Relacionamentos (4/4)
• Dependência – é um relacionamento entre elementos, um independente e outro dependente – uma modificação no elemento independente afetará diretamente os elementos dependentes do anterior – é um relacionamento de utilização
Elementos Chaves
1. Objeto 2. Classe 3. Atributo 4. Operação 5. Associação 6. Restrição 7. Classe de associação 8. Dependência 9. Interface 10. Normalização do modelo de classes
1. Objeto
• é uma unidade real ou abstrata, individualizada e identificável • características básicas: –
estado
: características herdadas ou distintas –
identidade (id.)
: propriedade que o distingue de todos os demais –
comportamento
: modo como age e reage a estímulos externos (passagem de mensagens)
2. Classe
• • “um conjunto de objetos que compartilham estrutura e comportamento comuns” (Booch) • se a classe possuir como instâncias classes em vez de objetos, ela será denominada de
metaclasse abstração = seleção de alguns aspectos de domínio do problema para modelagem
Ao definir classes, é importante:
• Buscar equilíbrio entre funcionalidade e reutilização, resistindo-se ao desejo de criar classes grandes que abrangem tudo: – Classes grandes são mais difíceis de entender e reutilizar, assim a criação de classes de objetos que possuam propósitos bem definidos contribui significativamente na reutilização por outras aplicações.
– Classes menos complicadas são mais fáceis de entender e manter, e se uma classe não puder ser explicada de forma simples ela é forte candidata a subdivisão em classes menores.
As classes são os blocos de construção mais importantes de qualquer sistema orientado a objetos.
Notação gráfica para declarar e usar Classes
Nome da Classe
atributo atributo: tipo do dado atributo: tipo do dado = valor inicial ...
operação () operação (lista de parâmetros) operação (lista de parâmetros): tipo de resultado ...
Classes Nome da Classe
atributos da classe (opcional) operações da classe (opcional)
1) Indivíduo 2) Indivíduo
+códigoDoIndivíduo:
long
+sexo: M ou F +dataDoNascimento: data
Indivíduo 3) +
incluirIndivíduo(códigoDoIndivíduo)
+
destruirIndivíduo(códigoDoIndivíduo)
4) Indivíduo
+códigoDoIndivíduo:
long
+sexo: M ou F +dataDoNascimento: data
+
incluirIndivíduo(códigoDoIndivíduo)
+
destruirIndivíduo(códigoDoIndivíduo)
Nome da Classe (1/2)
• cada classe deve ter um nome que a diferencie de outras classes • o nome é uma seqüência de caracteres • o nome de uma classe deve ser único no pacote que a contém • • somente o nome da classe é conhecido como
nome simples nome de caminho
é o nome da classe, tendo como prefixo o nome do pacote a que essa classe pertence
Nome da Classe (2/2)
Nomes Simples HelloWorld Nomes de caminho Regras de Negócio::ValidaPedido Cliente TButton Tabelas::Cliente Quick Report::TQuickRep
3. Atributo
• menor unidade que em si possui significância própria e interrelacionada com o conceito lógico da classe à qual pertence (equivale aos campos de um registro) • uma propriedade nomeada de um tipo • em síntese, armazena valores em células
sintaxe padrão:
Visibilidade nomeDoAtributo : TipoDeExpressão = ValorInicial { Propriedade }
Sintaxe padrão p/ atributos (1/2)
• •
nomeDoAtributo
– é uma seqüência de caracteres de identificação começando tipicamente com letra minúscula – primeira letra de cada palavra em maiúscula – ex:
nomeDoIndivíduo
,
limiteDeCréditoDoCliente TipoDeExpressão
– depende da linguagem de programação e do tipo de implementação de um atributo
Sintaxe padrão p/ atributos (1/2)
• •
ValorInicial
– é uma expressão que também depende da linguagem de programação
Propriedade
– descrição do atributo – tipo de dado – tipo de atributo – domínios de valores (valores mínimo e máximo)
Visibilidade de atributo (1/2)
+ visibilidade pública (valor
default
) todos têm acesso # visibilidade protegida é acessível dentro da mesma classe e por classes ao longo do pacote no qual a classe é definida - visibilidade privada é acessível apenas por operações declaradas dentro da mesma classe
Visibilidade de atributo (2/2)
Nome da classe Visibilidade pública Visibilidade protegida
Cliente
+códigoDoCliente #situação
-
limiteDeCrédito Visibilidade privada Nome do atributo
4. Operação
• um serviço que é requisitado a um objeto como parte de seu comportamento em resposta a estímulos (procedimento algorítmico) – operação é algo invocado por um objeto (
procedimento de chamada
) – método é um corpo de procedimento
sintaxe padrão:
Visibilidade nomeDaOperação(Parâmetro) : ExpressãoDeTipoDeRetorno { Propriedade }
Sintaxe padrão p/ operações (1/3)
•
nomeDaOperação
– é uma seqüência de caracteres de identificação começando tipicamente com letra minúscula – primeira letra de cada palavra em maiúscula – exemplos: •
obterNomeDoIndivíduo
•
obterLimiteDeCréditoDoCliente
Sintaxe padrão p/ operações (2/3)
•
Parâmetro
– é uma lista de valores separados por vírgula –
nome tipo: tipo-expressão = valor-padrão
•
nome
é o nome de um parâmetro formal • • •
tipo
é
in, out,
ou
inout
, com padrão
in tipo-expressão
é a especificação de um tipo de implementação dependente da linguagem
valor-padrão
parâmetro é uma expressão de valor opcional para o
Sintaxe padrão p/ operações (3/3)
• •
ExpressãoDeTipoDeRetorno
– é uma especificação dependente de linguagem de programação sobre o tipo de implementação do valor retornado pela operação
Propriedade
– indica valores de propriedade que se aplicam ao elemento • classificação, pré-condição, pós-condição, tipo de execução, concorrência, transformação e estereótipo
Visibilidade para operações (1/2)
•
definida da mesma forma que se define para os atributos.
+ visibilidade pública (valor
default
) # visibilidade protegida - visibilidade privada
Visibilidade de operação (2/2)
Nome da classe Visibilidade pública Visibilidade protegida
Cliente
+obterLimiteDeCrédito #bloquearCliente
-
cancelarCliente Visibilidade privada Nome da operação
Organização de atributos e operações (1/2)
• Ao representar uma classe, não é preciso exibir todos os atributos e operações ao mesmo tempo. Na verdade, na maioria dos casos, isso não é possível (haverá um número muito grande de itens) nem é adequado (somente um subconjunto desses atributos e operações será relevante para uma determinada visão).
• Um compartimento vazio não significará necessariamente que não existam atributos ou operações, mas apenas foi decidido não mostrá los.
Organização de atributos e operações (2/2)
• Para especificar explicitamente a existência de mais atributos ou métodos do que os apresentados, terminar cada lista com reticências (...).
• Para melhor organização de listas extensas de atributos e operações cada grupo pode receber um prefixo com uma categoria descritiva, utilizando se estereótipos. Por exemplo, organizando métodos construtores: <
5. Associação
•
é uma relação que descreve um conjunto de vínculos entre elementos de modelo
• uma associação representa que duas classes possuem uma ligação (
link
) entre elas: – conhecem uma a outra – estão conectadas com – para cada X existe um Y
Nomenclatura de associações
• quando duas classes, ou mesmo uma classe consigo própria, apresenta interdependência onde determinada instância de uma delas origina ou se associa a uma ou mais instâncias da outra • a nomenclatura da associação depende do número de classes envolvidas: – unária (recursiva), binária (normal), n-ária
Associação unária
• associação reflexiva ou recursiva • quando há um relacionamento de uma classe consigo própria conectando-se ambos os fins da associação a ela mesma (mas os dois fins são distintos) • semanticamente representa a conexão entre dois objetos da mesma classe é casado com Esposa Pessoa Marido
Associação binária (normal)
• quando há duas classes envolvidas na associação de forma direta de uma para a outra
Cliente
1 0..*
Pedido
Associação n-ária
• é uma associação entre três ou mais classes
Funcionário
*
Quesito
*
Projeto
*
Avaliação
Semântica da associação
Classe A nome da associação papel-1 papel-2 Classe B
onde:
nome da associação
: usado para definir, ou qualificar, a natureza da relação entre as classes associadas
papel-1
,
papel-2
: mostram como uma classe é vista pela outra, ou, o papel desempenhado pela classe no relacionamento
Papéis em associação (1/3)
• Multiplicidade • Ordenação • Qualificador • Agregação/ composição • Navegabilidade • Especificador de interface • Mutabilidade • Visibilidade • Generalização
Papéis em associação (2/3)
Restrição ou propriedade Qualificador Agregação {ordenado}
Classe A
Composição 1 0..* Possui Multiplicidade Nome do papel Navegabilidade Generalização
Classe C Classe B Classe D
Papéis em associação (3/3)
• Nome da associação – a associação possui um nome que a representa, freqüentemente atribuído a um verbo – podem existir dois nomes, um para cada direção do relacionamento – “um cliente possui conta corrente” Cliente Possui é Possuída por Conta corrente
Multiplicidade, ou cardinalidade (1/2)
• especifica a quantidade de correspondência de um objeto na classe [A] em objetos equivalentes na classe [B] – 1 – * – 0..1
– m..n
exatamente um muitos (zero ou mais) opcional (zero ou um) seqüência especificada (5..11)
Multiplicidade, ou cardinalidade (2/2)
Multiplicidade
Pessoas
1..* funcionário * empregador
Empresa
Uma “Pessoa” é funcionário de nenhuma ou mais (*) “Empresas”.
Cada “Empresa” possui um ou vários (1..*) “Funcionários”.
Papéis em associação
• Ordenação {ordenado} – se a multiplicidade é maior que um, o conjunto de elementos relacionados é ordenado ou não ordenado (padrão) • Qualificador – é um atributo de associação ou uma estrutura de atributos cujos valores particionam um conjunto de objetos relacionados a um objeto por uma associação (
reduz a multiplicidade
)
Associação qualificada
Pedido
Produto 0..1
Pedido, item
O qualificador ‘Produto’ diz que em conexão com um pedido pode haver um item de pedido para cada ocorrência de produto. Conceitualmente, esse exemplo indica que não é possível haver dois itens de pedido para um mesmo produto. Para acessar um item de pedido em particular, é necessário identificar o produto como argumento.
Agregação
Uma agregação é uma forma especial de associação utilizada para mostrar que um tipo de objeto é composto, pelo menos em parte, de outro em uma relação de todo/ parte.
Pedido Todo
1 Tem 1..*
Pedido, item
Agregação regular, relacionamento por-referência
Parte
Agregação de composição
É uma forma de agregação com uma forte propriedade e vida coincidente da parte com o todo. Na composição, ou relacionamento por-valor, o objeto todo declara uma instância real do objeto parte dentro do seu próprio corpo tornando o objeto parte fisicamente nele contido.
Indivíduo, endereço
1 Tem 0..1
Indivíduo, complemento de endereço Todo Parte
Agregação de composição, relacionamento por-valor
Navegabilidade
Uma instância de uma classe pode navegar a instâncias de outra classe e vice-versa.
Fonte Alvo Cliente Pedido
* {ordenado} 1 sentido da navegação
Navegabilidade na agregação
1
Todo
1 Navegabilidade unidirecional em agregação regular 0..*
Parte 1
0..*
Parte 2
Navegabilidade bidirecional em agregação de composição
Papéis em associação (1/2)
• Especificador de Interface – define o comportamento exigido para habilitar a associação – nome de um classificador com a sintaxe: “:”
nome-do-classificador
• Mutabilidade – se os vínculos são mutáveis podem ser somados, apagados e movidos – outras propriedades: congelado, somarSomente
Papéis em associação (2/2)
• Visibilidade – especificado por um indicador de visibilidade – (“+”, “#”, “-” ou palavra-chave explícita tal como {público}) • Generalização – um relacionamento de taxinomia entre um elemento mais geral e um elemento mais específico que é completamente consistente com o primeiro elemento somando-o informação adicional especializada
Generalização
• Indica que uma classe mais geral, a superclasse, tem atributos, operações e associações comuns que são compartilhados por classes mais especializadas, as subclasses. • Por sua vez, as subclasses herdam atributos, operações e associações da superclasse e agregam atributos e operações particulares ao elemento de especialização a que se referem.
Restrições para generalização/ especificação
Generalização
B A C
Superclasse (classe pai ou classe base)
...
{Restrição}
N
{
completo
}: N é conhecido {
incompleto
}: N não é conhecido {
disjunção
}: B, C, ..., N são mutuamente exclusivos {
sobreposição
}: B, C, ... N podem ocorrer simultaneamente Subclasses (classes filha ou classes derivada)
Exemplo de generalização/ especificação com restrição
Animal
{disjunção, incompleto}
Mamífero Ave Peixe
Herança
• É o mecanismo de reutilização de atributos e operações definidos em classes gerais por classes mais específicas.
• Permite organizar tipos similares de classes de objetos em categorias hierárquicas, onde é permitida à classe de menor nível, que é uma especialização ou extensão de outra classe, compartilhar atributos e operações de classes superiores na hierarquia.
Redefinição de atributos e operações na herança
Veículo terrestre
Operações redefinidas pela subclasse
partida
()
parada
() {disjunção}
Automóvel Caminhão Superclasse Subclasses
partida() parada() partida() parada()
Herança múltipla
Veículo Veículo terrestre
{sobreposição, incompleto}
Veículo aquático Veículo anfíbio
Agregação
versus
Generalização
Pedido Agregação:
Pedido, item é parte-de (ou atributo-de) Pedido
Árvore Generalização:
Pinus é um tipo-de Árvore
Pedido, item Pinus
6. Restrição
Uma restrição é um relacionamento semântico entre elementos de modelo que especifica condições e proposições que devem ser mantidas como verdadeiras, caso contrário o sistema descrito pelo método é nulo.
Restrição
Grupo de cidadãos idosos
{pessoa.idade > 60} 0..1
0..*
Pessoa
Restrições predefinidas na UML
• Associação • Auto • Completo • Disjunção • Global • Implícito • Incompleto • Local • Ou • Parâmetro • Radiodifusão • Sobreposição • Voto
Restrição {Ou}
Qualquer instância da classe só pode participar uma vez no máximo de uma das associações.
Conta Corrente
0..* 0..* Pertence 0..1
Indivíduo
{Ou} Pertence 0..1
Organização
Restrição em linguagem natural
{Se nível de crédito for insuficiente então condição de pagamento deve ser à vista}
Cliente
1 Faz 0..*
Pedido
Linguagem de restrição de objeto
• A UML inclui uma especificação da linguagem OCL-
Object Constraint Language
para ser utilizada em definição de restrições dentro do metamodelo.
• Na UML, cada restrição é escrita em uma linguagem específica, embora também possa ser escrita em linguagem natural, tal como um comentário.
Sintaxe básica da OCL (1/2)
• item “.” seletor – O seletor é o nome de um atributo no item ou o nome de um papel de fim designado de um vínculo anexado ao item.
• item “.” seletor “[“ valor-de-qualificador “]” – O seletor designa uma associação qualificada que qualifica o item. O valor-de-qualificador é um valor para atributo de qualificador.
Sintaxe básica da OCL (2/2)
•
set
“->” “
select
” “(“ expressão-booleana “)” – A expressão-booleana é escrita em termos de objetos dentro do conjunto. O resultado é o subconjunto de objetos no conjunto para o qual a expressão booleana é verdadeira.
• Exemplos:
flight.pilot.training_hours > flight.plane.minimum_hours
company.employees -> select (title = “Manager” and self.reports -> size > 10)
7. Classe de Associação
Uma classe de associação é um elemento de modelagem que tem associação e propriedades de classe, podendo ser vista tanto como uma associação que tem propriedades de classe como uma classe que tem propriedades de associação.
Classe A Classe B Nome da classe de associação
atributos da classe de associação operações da classe de associação
8. Dependência
• Dependência indica a ocorrência de um relacionamento semântico entre dois ou mais elementos de modelo onde uma classe cliente é dependente de alguns serviços da classe fornecedora.
• Indica uma situação na qual uma mudança em um elemento (elemento independente) pode afetar outro elemento da dependência (elemento dependente).
Classe A Fornecedor Dependência Classe B Cliente
Dependências predefinidas na UML (1/2)
• •
Rastro
– uma conexão histórica entre dois elementos que representam o mesmo conceito em níveis diferentes de significado
Refinamento
– um histórico ou conexão de derivação entre dois elementos com um mapeamento entre eles
Dependências predefinidas na UML (2/2)
• •
Uso
– uma situação na qual um elemento requer a presença de outro para sua implementação correta ou funcionamento
Ligação
– uma ligação de parâmetros de modelo para valores reais visando criar um elemento não parametrizado
9. Interface
É um especificador para operações externamente visíveis de uma classe ou um componente sem especificação de sua estrutura interna.
Fornece um modo para dividir e caracterizar grupos de operações.
nome da interface
Classe de implementação Classe cliente Interface
dependência
Interface
• especifica uma parte limitada do comportamento de uma classe real e não tem implementação • formalmente eqüivale a uma classe abstrata sem atributos, estados ou associações, mas com um conjunto de operações abstratas • designa a face externa de uma classe ou um pacote • descreve as interações entre dois objetos
Fornecedor Classe A Fornecedor Classe C
armazenável executável executável
Cliente Classe B «interface» Executável {abstrado}
executar() {abstrato} processar() {abstrato}
«interface» Armazenável {abstrado}
carregar() {abstrato} salvar() {abstrato} Classe A implementa a interface
executável
e
armazenável
Classe C implementa a interface
executável
Classe B usa a interface
executável
e
armazenável
de A e
executável
de C
10. Normalização do modelo de classes
• Normalização é um processo formal que examina os atributos de classes com o intuito de minimizar redundância em objetos específicos.
•
A normalização causa a simplificação de atributos dentro das respectivas classes colaborando para a integridade e a estabilidade do modelo.
• O segredo das formas normais está em perceber que alguns atributos determinam o valor de outros.
Normalização do modelo de classes
• São mais necessárias para os modelos relacionais.
• Primeira, Terceira e Quarta Forma Normal.
• A Segunda não ocorre em banco de objetos – identificador único e universal ao objeto • Uma estrutura de atributos não normalizada é dita estar na zerésima forma normal
1ª Forma Normal
• é verificada quando em determinadas estruturas de atributos, existem dados que se repetem várias vezes • objetivo = remoção de grupos repetitivos
Exemplo para normalização de classes:
Pedido
Nú mero do pedido: ________ Código do cliente: _________ No me do cliente: _________________________________________________ Data do pedido: ___/ ___/ ____
Código do Produto Quantidade Descrição do Produto
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Classe pedido preliminar
Pedido
númeroDoPedido códigoDoCliente nomeDoCliente dataDoPedido códigoDoProduto[15] quantidadeDoProduto[15] descriçãoDoProduto[15]
Para atingir a 1ª forma normal
• verificar se há ocorrências repetitivas de atributos dentro da classe [A] analisada; • destacar os atributos repetitivos e suas respectivas operações, criando uma nova classe [B] que absorverá esses itens; • estabelecer a associação de agregação regular e multiplicidade ?..* ou ?..[número de ocorrências] entre as classes [A] e [B].
Resultado da 1ª forma normal
Pedido
númeroDoPedido códigoDoCliente nomeDoCliente dataDoPedido 1
Pedido, item
1..* códigoDoProduto quantidadeDoProduto descriçãoDoProduto
3ª Forma Normal
• objetivo = remoção de dependências transitivas • dependência transitiva é a dependência indireta que um determinado atributo tem com o identificador do objeto através de um outro atributo explícito ou implícito do qual é diretamente dependente
Para atingir a 3ª forma normal
• verificar se a classe [C] analisada possui atributos que são dependentes de outros atributos nela contidos; • destacar os atributos com dependência transitiva e suas respectivas operações, incorporando-os na classe [D]; • eliminar os atributos obtidos por cálculo a partir de outros atributos da classe [C].
Resultado da 3ª forma normal
Pedido
númeroDoPedido dataDoPedido 1
Pedido, item
1..* quantidadeDoProduto * 1
Cliente
códigoDoCliente nomeDoCliente * 1
Produto
códigoDoProduto descriçãoDoProduto
4ª Forma Normal
Tendo como pré-requisito a terceira forma normal, a quarta forma normal busca remover dependências multivaloradas.
Curso
*
Professor
*
Livro texto
*
CPL
classe de associação
Resultado da 4ª forma normal
Professor
* *
Curso
* *
Livro texto Professor Curso Livro texto Curso
classe de associação
Referência
• Modelagem de Objetos através da UML the Unified Modeling Language – José Davi Furlan – MAKRON Books, 1998 – Capítulo 2- Modelando com a UML, item 3.
– pg. 91..167