Software Engineering Klassendiagramme weiterführende Konzepte

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1 Software Engineering Klassendiagramme weiterführende Konzepte Prof. Adrian A. Müller, PMP, PSM 1, CSM Fachbereich Informatik und Mikrosystemtechnik 1

2 Klassenattribut: static Implementierung in Java public class Angestellter { private static int personalnummernzaehler = 1; private static final String praefix="ang_"; private String personalnummer; private String vorname; private String nachname; } Klassenmethode: static private int bruttogehalt; private int abzuege; private int nettogehalt; // bruttogehalt-abzuege private static ArrayList<Angestellter> alleangestellten = new ArrayList<Angestellter>(); public static Angestellter findeangestellten(string nachname){ // } Default-Wert readonly: final Assoziation, mit Klassenattribut implementiert 2

3 Weitere Angabe zu Attributen Unterstrichen: Klassenattribut (Nur ein Wert für die ganze Klasse statt Individuelle Werte pro Objekt) Default-Wert Eigenschaft readonly : Der Wert kann nicht geändert werden. Schrägstrich: Abgeleitetes Attribut, d. h. die Werte können jederzeit aus anderen Werten ermittelt werden. = 1 = "ANG_" {readonly} {nettogehalt = bruttogehalt - abzuege} Klassenmethode wird bei der Klasse aufgerufen, nicht bei einem Objekt Allgemeine Eigenschaft des Attributs mit beliebigen Inhalten, im vorliegenden Fall wurde die Ableitungsvorschrift dokumentiert. Klassenattribut mit Liste von Angestellten 3

4 Einsatzbeispiel für Klassenattribute und ReadOnly-Attribute Nutzung für die Generierung eindeutiger Identifizierer Das Attribut merkt sich, welche Nummer als nächstes vergeben wird. Dies ist eine Information für die gesamte Klasse, nicht für ein einzelnes Objekt. private static int personalnummernzaehler = 1; private static final String praefix="ang_"; private String personalnummer; private String vorname; private String nachname; Die Personalnummern der Angestellten sollen mit dem Präfix ANG_ beginnen. Dies soll unveränderlich sein. Im Konstruktor wird die Personalnummer für den neuen Angestellten private int zusammengesetzt bruttogehalt; (ANG_1, ANG_2, ) Anschließend wird der Zähler für die nächste private int abzuege; Personalnummer um 1 erhöht. private public int Angestellter(){ nettogehalt; // bruttogehalt-abzuege personalnummer = praefix + personalnummernzaehler; personalnummernzaehler++; alleangestellten.add(this); } Schließlich wird das Objekt in die Liste alleangestellten eingetragen 4

5 Aufgabe: Implementierung eines abgeleiteten Attributs Überlegen Sie sich, wie das abgeleitete Attribut nettogehalt implementiert werden kann und schreiben Sie den entsprechenden Java-Code Schreiben Sie hierbei auch die zwei Methoden setbruttogehalt( ) und setabzuege( ). Stellen Sie sicher, dass Nettogehalt stets den korrekten Wert enthält. 5

6 Aufzählungstypen Darstellung mit Stererotyp Enumeration Nutzung als Datentyp Zulässige Werte Alternative Darstellung, wie Assoziation 7

7 Reflexive Assoziation Eine reflexive Assoziation ermöglicht es, Objekte derselben Klasse miteinander zu verbinden 8

8 Reflexive Assoziation - Implementierung Die Implementierung erfolgt genauso wie bei einer gewöhnlichen Assoziation: public class Angestellter { } private int personalnr; private String name; private Angestellter chef; public Angestellter(int personalnr, String name){ this.personalnr = personalnr; this.name = name; } public void ordnechefzu(angestellter chef){ this.chef = chef; } 9

9 Reflexive Assoziation - Objekte Angestellter a1 = new Angestellter(1, "Minnie"); Angestellter a2 = new Angestellter(2, "Donald"); Angestellter a3 = new Angestellter(3, "Dagobert"); Angestellter a4 = new Angestellter(4, "Tick"); Angestellter a5 = new Angestellter(5, "Trick"); Angestellter a6 = new Angestellter(6, "Track"); Angestellter a7 = new Angestellter(7, "Micky"); a1.ordnechefzu(a3); a2.ordnechefzu(a3); a4.ordnechefzu(a2); a5.ordnechefzu(a2); a6.ordnechefzu(a2); a7.ordnechefzu(a1); 10

10 Aggregation Gerichtete Beziehung mit der Bedeutung Komponente ist Teil von Aggregat bzw. Aggregat ist Komponente übergeordnet Aggregat (übergeordnet) Kennzeichen für die Aggregation, wird beim Aggregat eingetragen Komponente (untergeordnet) Komponente in der oberen Aggregation, Aggregat in der unteren 11

11 Aggregation: Bedeutung und Implementierung Die Aggregation wird normalerweise genauso wie eine gewöhnliche Assoziation implementiert Auch die Implementierung der umgekehrten Navigationsrichtung ist möglich Sie drückt aus, dass es sich um keine gleichberechtigte Beziehung handelt, sondern eine Hierarchie. Die Aggregation ist ein Hinweis darauf, dass man sich bei gewissen Aktionen mit dem Aggregat überlegen muss, wie man mit den Komponenten verfährt Z. B. Kopieren oder Verschieben: Werden die Komponenten mitkopiert bzw. verschoben? Die Komponenten können auch für sich existieren und auch vom Aggregat entfernt werden 12

12 Weak Ownership Eine Komponente kann auch zu mehreren Aggregaten gehören. Die Aggregate teilen sich dann das Eigentum an der Komponente Beispiel Klassen Objekte Multiplizität > 1 13

13 Mehrstufige Hierarchien Hierarchien können sich über mehrere Ebenen erstrecken Ein Reifen ist Teil vom Rad und damit auch Teil vom Auto 14

14 Konsequenz einer Hierarchie Es dürfen keine Zyklen entstehen Wenn der Motor ein Teil vom Auto ist, kann das Auto nicht wiederum Teil vom Motor sein! 15

15 Verbot von Zyklen Zwischen Chefs und Mitarbeitern gibt es eine ganz klare Hierarchie. Also könnte man die reflexive Assoziation von oben auch als Aggregation darstellen Aber das ist doch ein Zyklus Genau genommen bezieht sich das Verbot von Zyklen auf die Objekte. Unter diesen muss eine strenge Hierarchie herrschen, wie es hier der Fall ist: Die Aggregation gibt hier also an, dass wir zwischen den Objekten keine Zyklen zulassen dürfen 16

16 Aufgabe 17

17 Strong Ownership: Komposition Ausgefüllte Raute: Komposition Bedeutung: Die Auftragspositionen sind untrennbare Teile des Auftrags (ähnlich wie Attribute auch untrennbar mit ihren Objekten verbunden sind) 18

18 Komposition: Eigenschaften Das Aggregat ist zuständig für das Anlegen, Ändern und Löschen der Komponenten Andere Klassen sollten immer über die Operationen des Aggregats auf die Komponenten zugreifen Die Komponenten sind existenzabhängig vom Aggregat Beim Löschen des Aggregats werden immer auch die Komponenten mit gelöscht Jede Komponente gehört zu genau einem Aggregat Die Multiplizität auf der Seite des Aggregats ist immer 1, wird daher meist nicht angegeben 19

19 Komposition: Eigenschaften Anlegen von Auftragspositionen erfolgt über das Aggregat, d. h. den Auftrag. Die Methode ruft dann den Konstruktor von Auftragsposition auf. Multiplizität nicht angegeben, ist immer 1 Der Konstruktor soll nur vom Auftrag aus aufgerufen werden. Die Package-Sichtbarkeit verhindert zumindest Aufruf von außerhalb des Packages. 20

20 Komposition: Implementierung Die Implementierung erfolgt zumeist wie bei einer gewöhnlichen Assoziation über entsprechende Attribute bzw. Listen Alternative: inner class Die Kompositionseigenschaft ist bei den Methoden zu berücksichtigen Das Aggregat benötigt Methoden, über die man indirekt die Komponenten anlegen und bearbeiten kann. Möglichst kein direkter Aufruf der Komponenten-Methoden durch andere Klassen (außer vom Aggregat) Lässt sich in Java nur schwer komplett ausschließen Keine Assoziationen, über die direkt zu den Komponenten navigiert werden kann Assoziationen zum Aggregat Beim Löschen des Aggregats müssen die Komponenten mit gelöscht werden. Beim Kopieren des Aggregats müssen die Komponenten mit kopiert werden. 21

21 Assoziative Klasse Eine Assoziation, die zusätzlich die Eigenschaften einer Klasse hat (Attribute und/oder Operationen) Assoziative Klasse Die Attribute anmeldedatum und teilnahmekonferenzdinner sind weder Eigenschaften des Kunden noch der Konferenz sondern der Beziehung zwischen beiden. 22

22 Auflösung einer assoziativen Klasse Keine direkte Implementierung möglich. Stattdessen: Auflösung in gewöhnliche Assoziationen und Klassen 23

23 Aufgelöste assoziative Klasse Eine Anmeldung repräsentiert eine Verbindung zwischen einem Kunden und einer Konferenz. Daher ist die Multiplizität bei Kunde und Konferenz jeweils 1. Ein Kunde kann an vielen Konferenzen teilnehmen. Daher können ihm viele Anmeldungen zugeordnet sein. Falls die ursprüngliche Assoziation unique ist, darf ein Kunde nur einmal an einer bestimmten Konferenz angemeldet sein. Dies ist bei der aufgelösten assoziativen Klasse nicht mehr gewährleistet. Ggf. ist daher eine Zusatzbedingung als Anmerkung zu formulieren. 24

24 Mehrfach-Assoziation Eine Assoziation kann auch mehr als zwei Klassen miteinander verbinden In diesem Beispiel sind immer ein Verein, ein Spieler und ein Jahr miteinander verbunden Damit lässt sich darstellen, welcher Spieler in welchem Jahr in welchem Verein gespielt hat 25

25 Mehrfach-Assoziation: Multiplizitäten Betrachtet man einen bestimmten Verein und ein bestimmtes Jahr, dann kann es zu dieser Kombination beliebig viele Spieler geben. 26

26 Auch Mehrfachassoziationen können assoziative Klassen sein Dieses Beispiel beantwortet die Frage Welcher Spieler hat in welchem Jahr in welchem Verein wie viele Tore geschossen? 27

27 Auflösung von Mehrfachassoziationen Keine direkte Implementierung von Mehrfachassoziationen Auflösung analog gewöhnlichen assoziativen Klassen (wenn es sich um eine Mehrfachassoziation handelt, die nicht zugleich eine assoziative Klasse ist, dann wird die Klasse im Zentrum neu eingeführt und hat zunächst keine Attribute und Operationen) Notiz-Symbol. Kann für jedes Element in jedem UML-Diagramm verwendet Werden. Diese Zusatzbedingung muss eingehalten werden, wenn die ursprüngliche Mehrfachassoziation unique war. 28

28 Zusätzliche Folien 29

29 Wiederholung Was ist ein Klassenattribut? 30

30 Wiederholung Wie stellt man ein Klassenattribut in UML dar? 31

31 Wiederholung Wie implementiert man ein Klassenattribut in Java? 32

32 Wiederholung Wie unterscheiden sich die drei Varianten inhaltlich? 33

33 Wiederholung Warum steht im rechten Fall am oberen Ende keine Multiplizität? 34

34 Wiederholung Welche Variante wäre für den dargestellten Sachverhalt die am besten geeignete? 35

35 Wiederholung Wie kann man diese Mehrfachassoziation durch gewöhnliche Assoziationen darstellen? 36

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