Die Unified Modeling Language (UML)

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1 Die Unified Modeling Language (UML) Entwickelt seit Mitte der 1990er Vereinigt zahlreiche Ansätze der objektorientierten Modellierung Umfaßt verschiedene Spracheinheiten/Diagrammtypen Struktur Klassiagramme Komponentiagramme Verteilungsdiagramme... Verhalten Anwungsfälle Aktionsdiagramme Sequenzdiagramme Zustandsdiagramme... Heute von den meisten Werkzeugen der Softwareentwicklung unterstützt

2 UML-Beispiel: Klassiagramm Bearbeiter Zeichnung -nachname -vorname -titel -status +erstellen() +prüfen() +bearbeiten() +freigeben() +zurückweisen() -bearbeitet von * * Konstrukteur -fachgebiet Prüfer * -geprüft von 1

3 UML Klassiagramme Objektorientierte Wichtige (hier verwete) Modellierungskonstrukte Rechtecke repräsentieren Klassen (Klassenname im oberen Bereich) von Objekten mit geleichen Eigenschaften (mittlerer Bereich) und Funktionen (unterer Bereich) Vererbung zwischen Klassen durch Pfeile/Dreiecksnotation Assoziationen (Beziehungen) zwischen Klassen durch Linien

4 Weitere UML-Beispiele: Zustandsdiagramm / erstellen() / prüfen() in Bearbeitung / zurückweisen() in Prüfung / bearbeiten() / freigeben() in Produktion

5 Weitere UML-Beispiele: Sequenzdiagramm Meier:Konstrukteur Schulze:Prüfer Zeichnung zur Prüfung Zurückgewiesen Zeichnung zur Prüfung Freigabe

6 UML-Werzeugunterstützung in NetBeans

7 Objekt-Orientierung in MATLAB MATLAB unterstützt Objektorientierung umfass Erlaubt Klassefinition mit Eigenschaften (Properties) und Methoden classdef Klassenname properties (Eigenschaftsattribute...) eigenschaft1 eigenschaft2... methods function funktion1(...)......

8 Beispiel: Klassen und Vererbung (UML) Messwert wert einheit Messwert() ausgabe() LokalerMesswert koordinaten LokalerMesswert() ausgabe() ZeitreihenMesswert zeitpunkt ZeitreihenMesswert() ausgabe()

9 Beispiel: Klassen und Vererbung /1 classdef Messwert properties wert einheit methods function obj = Messwert(w,e) obj.wert = w; obj.einheit = e; function ausgabe(obj) fprintf( %g %s \n,obj.wert, obj.einheit);

10 Beispiel: Klassen und Vererbung /2 classdef LokalerMesswert < Messwert properties koordinaten methods function obj = LokalerMesswert(w,e,k) obj@messwert(w,e); obj.koordinaten = k; function ausgabe(obj) fprintf(...);

11 Beispiel: Klassen und Vererbung /3 function messungen m1 = Messwert(1.45, cm ); m2 = LokalerMesswert(32, mm, [ ]); m3 = ZeitreihenMesswert(25.6, Grad C, 11:45 ); m1.ausgabe(); m2.ausgabe(); m3.ausgabe();

12 Zugriff auf Methoden und Attribute Über Punktnotation objekt.attribut bzw. objekt.methode(...) Zum Beispiel m = Messwert(1.45, cm ); m.wert = 2.07; m.ausgabe(); Bei Aufruf von Methoden ist Objekt, auf das Methode angewandt wird, immer erstes Parameter

13 Konstruktoren Spezielle Methoden zum Erzeugen von Objekten einer Klasse Haben gleichen Namen wie Klasse function obj = Messwert(w,e) obj.wert = w; obj.einheit = e; Mehrere Konstruktoren mit unterschiedlichen Parametern möglich Auch Klassen ohne Konstruktor möglich Aufruf zum Erzeugen von Objekten m1 = Messwert(1.45, cm );

14 Vererbung Spezialisierung von Klassen bei deren Definition classdef LokalerMesswert < Messwert... Effekte Neu definierte Unterklasse übernimmt alle Eigenschaften und Methoden der Oberklasse In der Unterklasse können zusätzliche Eigenschaften und Methoden definiert werden Menge der Objekte der Unterklasse sind Untermenge der Objekte der Oberklasse und können auch so verwet werden Auch Mehrfachvererbung (erben von mehr als einer Klasse) möglich

15 Beispiel: Kapselung (UML) Mitarbeiter + name + vorname - gehalt

16 Beispiel: Kapselung classdef Mitarbeiter properties (Access=public) name vorname properties (Access=private) gehalt

17 Kapselung Einschränkung des Zugriffs auf Eigenschaften und Methoden aus dem Programmtext oder währ der interaktiven Arbeit public: Zugriff von überall erlaubt private: Zugriff nur von Methoden dieser Klasse protected: Zugriff von Methoden dieser Klasse und abgeleiteter Klassen Attribute mit unterschiedlichem Zugriff Auch unterschiedliche Kapselung für Setzen bzw. nur Lesen (setaccess, getaccess) möglich

18 Assoziationen und Handle-Klassen Assoziationen repräsentieren Beziehungen zwischen Objekten In MATLAB mit Hilfe von Handles implementiert handle spezieller Datentyp Erlaubt Zugriff auf Daten über unterschiedliche Namen Vergleichbar Referenzen oder Zeigern in anderen Programmiersprachen Ermöglicht Übergabe von Verweis auf Daten an Funktionen (Pass by Reference) Sollen Objekte in Beziehung gesetzt/vernetzt werden, müssen entspreche Klassen von handle erben

19 Beispiel: Assoziationen (UML) Student matrnr name Student() vorlesunghinzufuegen() vorlesungen 0..* Vorlesung titel lehrer Vorlesung()

20 Beispiel: Assoziationen /1 classdef Student < handle properties matrnr name properties (Access=private) vorlesungen = Vorlesung.empty...

21 Beispiel: Assoziationen /2... methods function obj = Student(m,n) if nargin == 2 obj.matrnr = m; obj.name = n; else error( Studentenkonstruktor erfordert... ); function vorlesunghinzufuegen(obj, v) if nargin == 2 && isa(v, Vorlesung ) obj.vorlesungen = [obj.vorlesungen v]; else error( Vorlesung falsch zugewiesen! );

22 Beispiel: Assoziationen /3 classdef Vorlesung < handle...

23 Beispiel: Assoziationen /4 function stundenplan v1 = Vorlesung( GIF, Moe ); v2 = Vorlesung( ME, Curly ); v3 = Vorlesung( TD, Larry ); s1 = Student( , Harry Klein ); s2 = Student( , Eva Gross ); s1.vorlesunghinzufuegen(v1); s1.vorlesunghinzufuegen(v2); s2.vorlesunghinzufuegen(v1); s2.vorlesunghinzufuegen(v2); s2.vorlesunghinzufuegen(v3); disp(s1); disp(s2);