Понимание диаграмм объектов: руководство для начинающих по моделированию UML

В мире разработки программного обеспеченияUnified Modeling Language (UML) предоставляет стандартизированный способ визуализации архитектуры системы. Одной из ключевых диаграмм в UML является диаграмма объектов, которая предоставляет снимок экземпляров в системе в определенный момент времени. В этой статье мы познакомим вас с диаграммами объектов, объясним их назначение и проведем вас через процесс их создания с помощью Visual Paradigm — мощного инструмента моделирования UML.

Что такое диаграмма объектов?

Диаграмма объектов — это тип диаграммы UML, которая показывает статический вид системы, иллюстрируя экземпляры классов и их взаимосвязи в определенный момент времени. В отличие от диаграмм классов, которые предоставляют чертеж структуры системы, диаграммы объектов фокусируются на реальных объектах, существующих во время выполнения, и их взаимодействии.

Ключевые особенности

Вид снимка: Диаграммы объектов фиксируют состояние системы в определенный момент времени, обеспечивая реальную или прототипную перспективу.
Основано на экземплярах: Они фокусируются на экземплярах (объектах), а не на классах, показывая, как объекты взаимодействуют с конкретными значениями атрибутов.
Статический дизайн: Несмотря на то, что они отображают определенный момент времени, диаграммы объектов используются для иллюстрации статического дизайна системы, помогая понять, как объекты взаимосвязаны в конкретной ситуации.

Зачем использовать диаграммы объектов?

Тестирование и отладка: Диаграммы объектов ценны для тестирования и отладки, поскольку показывают, как объекты взаимодействуют в реальных сценариях в реальном времени.
Иллюстрация сценариев: Они помогают визуализировать конкретные случаи использования или сценарии, облегчая понимание поведения системы в определенных условиях.
Прототипирование: Диаграммы объектов могут использоваться для прототипирования поведения системы с реальными данными, что способствует процессу проектирования.

Создание диаграмм объектов с помощью Visual Paradigm

Visual Paradigm — это комплексный инструмент для моделирования UML, включающий создание диаграмм объектов. Ниже приведено пошаговое руководство, чтобы помочь вам начать работу:

Пошаговое руководство

Создание нового диаграммы объектов:
- Откройте Visual Paradigm и выберитеДиаграмма > Новаяс панели инструментов приложения.
- В окнеНовая диаграммавыберитеДиаграмма объектов.
Создание спецификаций экземпляров:
- С панели инструментов диаграммы выберитеСпецификация экземпляраи нажмите на диаграмму, чтобы создать форму.
- Назовите спецификацию экземпляра в соответствии с объектом, который он представляет.
Выберите классификаторы:
- Щелкните правой кнопкой мыши по фигуре спецификации экземпляра и выберитеВыберите классификатор > Выберите классификатор... из всплывающего меню.
- В окнеВыберите классификатор окне выберите класс(ы), которые будут использоваться в качестве классификатора для спецификации экземпляра.
Определить слоты:
- Чтобы определить слоты, щелкните правой кнопкой мыши по фигуре спецификации экземпляра и выберитеСлоты... из всплывающего меню.
- В окнеСпецификация экземпляра окне выберите характеристики для определения слотов и нажмитеОпределить слот.
- Измените значения слотов, выбрав определенный слот и нажавИзменить значения....
Создать связи:
- Чтобы создать ссылки между спецификациями экземпляров, переместите указатель мыши на исходную спецификацию экземпляра.
- Нажмите кнопку «Каталог ресурсов» и перетащите ее на целевую спецификацию экземпляра.
- Отпустите кнопку мыши и выберитеСсылкаиз каталога ресурсов, чтобы создать ссылку.

Пример

Рассмотрим простой пример библиотечной системы:

Классы: Книга, Член, Заем
Объекты:
- Книга: «1984» Джорджа Оруэлла
- Член: Джейн Доу
- Займ: Запись о займе для Джейн Доу, взявшей книгу «1984»

Шаги по моделированию этого в Visual Paradigm:

Создать спецификации экземпляров:
- Создать экземпляры дляКнига, Член, иЗайм.
Выбрать классификаторы:
- Назначить соответствующие классы (Книга, Член, Займ) к каждому экземпляру.
Определить слоты:
- Для Книга: Определите слоты для название, автор, и установите значения, такие как «1984» и «Джордж Оруэлл».
- Для Член: Определите слоты для имя и установите значение «Джейн Доу».
- Для Заем: Определите слоты для дата займа и дата возврата.
Создать связи:
- Создать связь междуЧлен (Джейн Доу) иЗаем чтобы показать, что Джейн Доу взяла книгу.
- Создать связь междуЗаем иКнига чтобы показать, что «1984» — это взятая книга.

Пример: Диаграмма классов против диаграммы объектов

На изображении показаны концепции диаграмм классов и объектов в объектно-ориентированном программировании, с акцентом на отношения между классами и их экземплярами (объектами). Ниже приведено подробное объяснение:

Диаграмма классов (левая сторона)

Классы и атрибуты:
- Класс клиента:
  - Атрибуты: имя (строка), местоположение (строка).
  - Методы: +отправитьЗаказ(), +получитьЗаказ().
- Класс Заказ:
  - Атрибуты: дата (дата), номер (строка).
  - Методы: +подтвердить(), +close().
Обобщение (наследование):
- Класс Order класс является суперклассом, который обобщается в два подкласса: NormalOrder и SpecialOrder.
- Класс NormalOrder:
  - Наследует атрибуты и методы от Order.
  - Дополнительные методы: +dispatch(), +receive().
- Класс SpecialOrder:
  - Наследует атрибуты и методы отЗаказ.
  - Дополнительные методы:+dispatch().
Связи:
- Существует связь один ко многим междуКлиент и Заказ, обозначенная цифрой «1» на сторонеКлиент и отсутствием числа на сторонеЗаказ сторона, что означает, что один клиент может иметь несколько заказов.

Диаграмма объектов (правая сторона)

Объекты и атрибуты:
- C1: Объект клиента:
  - Экземпляр класса Клиент класса.
- O1, O2, O3: Объекты заказов:
  - Экземпляры класса Заказ класса с конкретными номер атрибутами: O1 (номер = 12), O2 (номер = 61), О3 (номер = 88).
- S1, S2, S3: объекты SpecialOrder:
  - Экземпляры класса SpecialOrder класс с конкретными номер атрибуты: S1 (номер = 43), S2 (номер = 50), S3 (номер = 17).
Связи:
- Объект клиента C1 связан с несколькими объектами заказов (О1, О2, О3) и специальные объекты заказов (С1, С2, С3).
- Это отражает отношение один ко многим, показанное на диаграмме классов, где один клиент может иметь несколько заказов.

Интерпретация

Обобщение: В Заказ класс служит базовым классом с общими атрибутами и методами, в то время как ОбычныйЗаказ и Специальный заказ являются специализированными версиями с дополнительными функциями.
Инициализация: Диаграмма объектов показывает, как эти классы инстанцируются в конкретные объекты с конкретными значениями, демонстрируя, как структура классов используется на практике.
Связи: Диаграммы акцентируют внимание на связях между клиентами и их заказами, иллюстрируя, как объекты взаимодействуют на основе определённых связей между классами.

Эта визуализация помогает понять, как проектируются классы и как они трансформируются в реальные объекты с конкретными данными и поведением.

Заключение

Диаграммы объектов — это мощный инструмент в UML для визуализации поведения системы во время выполнения через конкретные экземпляры и их взаимодействие. Используя Visual Paradigm, вы можете эффективно создавать эти диаграммы, что помогает в проектировании, тестировании и отладке ваших программных систем. Независимо от того, являетесь ли вы начинающим или опытным разработчиком, понимание и использование диаграмм объектов может значительно улучшить вашу способность моделировать и понимать сложные системы.

Ссылки

Рисование диаграмм объектов.Visual Paradigm
Изучение диаграмм классов с помощью Visual Paradigm.Archimetric
Обучающий курс по Visual Paradigm. Получено сYouTube
Пример: диаграмма классов против диаграммы объектов.Visual Paradigm Circle
Диаграммы классов против диаграмм объектов в UML.Visual Paradigm
Что такое диаграмма объектов?Visual Paradigm
Диаграмма объектов.Visual Paradigm
Учебник по диаграмме классов UML.Visual Paradigm