Objektorientierte Analyse (OOA) Strukturmodellierung

Transkript

1 Strukturmodellierung Seite 1

2 Strukturmodellierung Seite 2

3 Anwendung im Projekt Strukturmodellierung Voraussetzung: Use Case Diagramm liefert die funktionelle Gliederung mit Angabe der Ein- und Ausgaben in jedem Use Case Use Cases werden umgesetzt in Methoden von Klassen Ein- und Ausgaben werden umgesetzt in entsprechende Attribute von Klassen Akteure werden Klassen Konsistenz wird erreicht durch: Namensgleichheit Richtige Schreib- bzw. Leserichtung bei den Daten Zu beachten Falls keine 1:1-Umsetzung sinnvoll (Refactoring, QS-Modell), dann ist dies explizit zu dokumentieren, z.b. durch eine Zuordnungs-Matrix Use-Case zu Methode Zuordnung Klassen zu Methoden frei wählbar Seite 3

4 Strukturmodellierung Inhalte Klassen(-Diagramm) Objekte Assoziation Multiplizität Aggregation Vererbung Seite 4

5 Klassen Eine Klasse ist eine Abstraktion einer Gruppe von Objekten mit strukturell gleichen Eigenschaften (Attribute), gleichen Fähigkeiten (Operationen/Methoden), gleichem Verhalten und gleichen Beziehungen zu anderen Objekten. Sie enthält gewissermaßen die Konstruktionsbeschreibung für Objekte, die mit ihr erzeugt werden. Zusätzlich zu den Eigenschaften und Fähigkeiten kann eine Klasse auch Definitionen von Zusicherungen, Merkmalen und Stereotypen enthalten. Notation: Klassen werden durch Rechtecke dargestellt, Klassenname, Attribute und Operationen werden durch horizontale Linien getrennt. <<stereotyp>> Klassenname {Zusicherung} Attribute: Was muß sich das Objekt merken können? Methoden: Welche Fähigkeiten soll es haben? Beispiel für eine Klasse PKW Farbe Leistung Geschwindigkeit Beschleunigen Bremsen Lenken Beispiel für ein Objekt W5977: PKW Rot 50km/h Seite 5

6 Notation (ff): Ein Klassenname steht im Singular und beginnt mit einem Großbuchstaben, Attribut- und Operationsname beginnen mit einem Kleinbuchstaben Attribute und Operationen werden mindestens mit ihrem Namen aufgeführt im objektorientierten Design (OOD) wie sie zusätzlich beschrieben durch Angabe eines Typs (bei Attributen), von Parametern (bei Operationen) und von Initialwerten und Zusicherungen: Attribut: Sichtbarkeit Name : Typ = Initialwert {Zusicherungen} Operation: Sichtbarkeit Name ( Parameterliste) : Rückgabetyp {Zusicherungen} Sichtbarkeit (s.a. OOD, public, protected, privat): +, #, - Parameterliste (durch Kommata getrennt) : Richtung Name : Typ = Initialwert Richtung: in, out, inout Seite 6

7 Gültigkeitsbereich von Methoden und Attributen: klassen- oder objektbezogen Eine Klassenmethode kann auch aufgerufen werden, ohne daß ein Objekt dieser Klasse existiert; wird später im Java-Code durch den Modifikator static realisiert! Klassenattribute und -operationen werden unterstrichen Im Innovator bedeutet instance = Objekt-/Instanz- und classifier = Klassenmethode Beispiel für ein Objekt Aufgabe (Dampfer): Kennzeichnen Sie die Klassenvariablen/-attribute und die Klassenmethoden in der Klasse Dampfer durch einen Unterstrich (das ist die übliche Kennzeichnung); die Instanzmethoden und Instanzvariablen bekommen keine Kennzeichnung: Seite 7

8 Objekt: Ein Objekt ist ein aktives, konkret vorhandenes Modellelement in einem laufenden System. Es ist ein Exemplar einer Klasse, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Attributen, deren Struktur durch die Klasse, der das Objekt entstammt, definiert ist, deren Werte jedoch bei jedem Objekt individuell sein können. Notation: Objekte werden durch Rechtecke visualisiert. Diese beinhalten den Namen des Objekts und eventuell zusätzlich den Namen der Klasse des Objekte. Namen sind unterstrichen. Teilt man das Rechteck in zwei Teile, können im unteren Teil die Attribute stehen. objekt objekt : Klasse objekt : Klasse Attribute: :Klasse Seite 8

9 Assoziationen zwischen Klassen modellieren mögliche Objektbeziehungen (links) zwischen Instanzen der Klassen. Varianten der Assoziation sind Aggregation und Komposition Notation: Assoziationen werden durch eine Linie zwischen den beteiligten Klassen dargestellt. Pfeilspitzen an den Linien geben die Navigation an. Die Linie wird mit einem Namen versehen (kursiv) - daneben kann ein kleines ausgefülltes Dreieck stehen, dessen Spitze die Leserichtung angibt -, der beschreibt, worin und warum diese Beziehung besteht. Eine Assoziation kann durch Zusicherungen, Merkmale und Stereotypen genauer beschrieben werden. An den Enden der Verbindungslinie kann ein Rollenname und die Multiplizität (s. Kasten) der Beziehung angegeben werden: Seite 9

10 Übungen für den Zusammenhang zwischen Objekt- und. a) Entwickeln Sie ein aus folgendem Objektdiagramm (INNOVATOR- Darstellung): b) Entwickeln Sie ein aus nebenstehendem Objektdiagramm. Welche Zahl von Punkten ist mindestens erforderlich, um ein Polygon zu konstruieren? c) Entwickeln Sie entsprechend ihrem ein Objektdiagramm für zwei Dreiecke, die eine gemeinsame Seite besitzen. Seite 10

11 Beispiel für ein (aus der Literatur) mit Kommentar, Komposition, Navigation,... PKW ist nur fahrtüchtig mit: Räder, Karosserie,... verwendet PKW 0..* 1 besteht aus Motor * Einzelteil Karosserie... besteht aus 4 Fahrzeughalter Zylinder Seite 11

12 Übung (Multiplizität): Gegeben sei das nebenstehende zur Modellierung eines Quaders. Vervollständigen Sie die Spezifikation der Assoziationen durch Multiplizitäten (Angabe einer Zahl statt * ) und Rollennamen (z.b. Eckpunkt)! Die im Diagramm enthaltenen Assoziationen besitzen alle die Semantik "ist zugeordnet" bzw. hat. Übung (Verwandschaftsbeziehungen): Entwickeln Sie ein zur Modellierung von den Verwandtschaftsbeziehungen: Vater-Mutter- Kind-Ehepartner; Minimieren Sie dabei die Anzahl der Klassen. Welche Attribute sind unbedingt notwendig? Seite 12

13 Aggregation/Komposition Eine Aggregation/Komposition ist eine Assoziation, deren beteiligte Klassen eine Ganzes- Teile-Hierarchie darstellen. Bei der Komposition sind die Teile existenzabhängig. Notation: Die Assoziationslinie ist zusätzlich mit einer Raute (bei der Komposition ist die Raute schwarz ausgefüllt) auf der Seite des Aggregats (Ganzen) zu versehen. Fehlt die Muliplizität bei der Raute, wird 1 angenommen. Beispiel PC: Seite 13

14 Übung (Fahrzeug): Bilden Sie einen (unvollständigen) Aggregationsbaum für folgende Komponentengruppen eines Autos (Klassen) incl. der Multiplizität: Seite 14

15 Vererbung Durch Vererbung (Generalisierung bzw. Spezialisierung) werden die Klassen (keine Objekte) aufgrund ihrer strukturellen Gemeinsamkeiten und ihrer Unterschiede hierarchisch gegliedert: Oberklasse vererbt Eigenschaften Unterklasse erbt Eigenschaften (Attribute, Operationen, Assoziationen/Aggregationen) und ergänzt diese typischerweise um eigene Eigenschaften Verkehrsmittel Passagiere Geschwindigkeit Energieverbrauch Unfallrisiko Umweltverträglichkeit beschleunigen bremsen Notation: Die Vererbung wird mit einem nicht ausgefüllten Pfeil, der von der Unterklasse zur Oberklasse zeigt, dargestellt. Flugzeug Flughöhe Schub landen Richtung wechseln starten Eisenbahn Zuglänge Leistungsaufnahme Auto Hubraum Leistung Richtung wechseln Seite 15

16 Übung (Beziehungstypen): Geben Sie jeweils an, ob es sich bei den folgenden Relationen um eine Generalisierung, eine Aggregation/Komposition oder eine Assoziation handelt. a. Ein Land hat eine Hauptstadt. b. Eine Datei ist eine normale Datei oder eine Verzeichnisdatei. c. Dateien enthalten Datensätze. d. Ein Polygon ist durch eine geordnete Menge von Punkten definiert. e. Eine Person verwendet eine Programmiersprache für ein Projekt. f. Objektklassen können mehrere Attribute haben. g. Ein Grafikobjekt ist Text, ein geometrisches Objekt oder eine Gruppe. Seite 16

17 Übung (): Mehrere der nachfolgend aufgeführten Objektklassen besitzen Attribute, die eigentlich Referenzen auf andere Objektklassen darstellen und durch Assoziationen ersetzt werden können. Eine Person kann bis zu drei Firmen als Arbeitgeber haben. Jede Person hat eine ID. Einem Auto ist eine ID zugewiesen. Autos können sich im Besitz von Personen, Firmen und Banken befinden. Die ID eines Autobesitzers ist die ID der Person, Firma oder Bank, die das Auto besitzt. Mit dem Kauf eines Autos kann ein Autokredit verbunden sein. Seite 17

18 Anhang: Lösungen der Übungsaufgaben Seite 10: Seite 18

19 Anhang: Lösungen der Übungsaufgaben Seite 12: Seite 19

20 Anhang: Lösungen der Übungsaufgaben Seite 14: Seite 20

21 Anhang: Lösungen der Übungsaufgaben Seite 16: a. Assoziation b. Generalisierung c. Aggregation d. Aggregation e. ternäre Assoziation f. Assoziation (Aggregation) g. Generalisierung Seite 21

22 Seite 17 (noch mit Fehler): Anhang: Lösungen der Übungsaufgaben Seite 22