UML - Diagrama de Classes

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1 UML - Diagrama de Classes Este é um dos mais importantes e utilizados diagramas da UML, cujo objetivo principal é apresentar as classes que compõem o sistema com seus respectivos atributos e métodos, assim como as classes se relacionam, complementam e transmitem informações entre si. Portanto, o diagrama de classes é composto basicamente pelas classes e pelas possíveis associações entre elas. 1. Atributos, métodos e visibilidades Atributos e tipos: Os atributos podem ser considerados como detalhes ou peculiaridades que permitem a caracterização dos objetos (de alguma forma, comparáveis aos campos em estruturas de arquivos, ou títulos de colunas em planilha eletrônica, por exemplo), através dos quais permite-se que tal objeto seja reconhecido como tal, o que permite que seja identificado como distinto de outros de outra classe, além de também permitir que seja observado como distinto de outros da mesma classe. Exemplo: Margarida Noriana Kremoza Semçal, representando um objeto da classe Aluno, por permitir homônimos, além do nome, precisa de outros para identificá-lo como Pessoa, tais como endereço, data de nascimento, sexo, nome do pai, nome da mãe, cpf, rg, etc., porém tais atributos o professor e o funcionário também possuem. O Registro Acadêmico (RA) é propositalmente adicionado, tanto para tornar o Aluno diferente de Professor e de Funcionário, quanto para tornar um aluno distinto de outro (esta é a chave primária). Os tipos definem os gêneros de conteúdos que cada atributo pode conter, restringindo-os ao gênero que o define. Os tipos, aqui, são gerais, mas serão posteriormente determinados pelas linguagens (de programação, como Java, C, Pascal, SQL, etc.) a serem utilizadas no desenvolvimento. Exemplos: Nome, endereço, cidade e descrição são literais (String, Char, Varchar, a depender da linguagem). Ano, dia, idade e quantidade são valores numéricos inteiros (Integer, int, smallint ). Data (date, timestamp ). Valor, preço, taxa, altura, peso são numéricos com ponto flutuante (float, double, real, number, numeric ), etc.

2 1.2. Métodos Diferentemente do paradigma estruturado, quando define-se a classe (em O.O.), esta já deverá referir as ações (métodos) que contêm os códigos que as desempenham sobre ela. Portanto, o método corresponde à escrita de código de programação que determina o que ocorrerá com a classe em questão, e sem limites de quantos métodos aplicam-se à classe. No diagrama, isto é brevemente descrito na terceira sessão da classe. Esta descrição apresenta apenas o nome do método e os argumentos de entrada (que correspondem a valores que são absorvidos pelo método, a partir dos quais quaisquer decisões são tomadas) e de saída (que correspondem aos valores resultantes). Exemplo: Para se cadastrar o produto, sua identificação e a data atual (IDProduto e Data) devem ser inicialmente informados ao sistema e, assim que ocorrer, deve-se responder se houve ou não sucesso (true ou false). Observe, sobretudo, o método Cadastrar() na classe: 1.3. Visibilidades Ao se definir a classe, torna-se importante, senão fundamental, considerar se um determinado objeto (cada um de seus atributos e de seus métodos) pode ser visto ou executado por outro, tanto pertencente à mesma classe, quanto por outro de classe distinta, ou mesmo para um conjunto definido de classes. A visibilidade, portanto, é o que define esta capacidade e, no diagrama, é expressa apenas por símbolos. Vis. Inglês Português Objeto visto por: - private privado Objetos da mesma classe + public público Objetos de quaisquer outras classes # protected protegido Objetos das classes-filhas (subclasses, item 2.7) ~ package pacote Objetos de um conjunto restrito de classes Se o conteúdo deste atributo for derivado (resultante de cálculo, comparação, geração pelo Sistema Operacional ou outro, etc.), acrescenta-se uma barra à direita da visibilidade ( -/ ou +/, p.ex.).

3 2. Associações (relacionamentos). No processo de abstração, as classes são definidas como distintas umas das outras, porém estas podem se relacionar de alguma forma (p. ex. um funcionário efetua a venda de produto para um cliente, o que requer a definição de uma classe para cada e uma ligação entre cada classe distinta). As associações são representadas por linhas que ligam uma classe a outra, todavia, algumas requerem uma expressão mais detalhada, o que definirá o comportamento de uma classe em relação à outra Multiplicidade (cardinalidade) Um objeto pode se relacionar com outros, e, no projeto é necessário denotar a quantidade de objetos à qual este se associa. A notação mínima compreende a definição de valores mínimo e máximo ao qual o objeto se relaciona ( um objeto relaciona-se a, no mínimo tantos e, no máximo, outros tantos objetos da outra classe ), e, portanto, mais evidente e como maior possibilidade de acerto na definição dos relacionamentos entre as classes. mín..máx Significado 1 Um: Apenas um objeto da classe está envolvido na associação (não deixa claro a quantos associa-se, no mínimo). * Muitos: Muitos objetos da classe estão envolvidos na associação (não deixa claro a quantos no mínimo pode se associar) No mínimo zero e no máximo um: Um objeto de uma classe pode se relacionar a nenhum ou a um único objeto da outra classe. 0..* No mínimo zero e no máximo muitos: Um objeto de uma classe pode se relacionar a nenhum ou a muitos objetos da outra classe No mínimo um e no máximo um: Um objeto de uma classe pode se relacionar a apenas um único objeto da outra classe. 1..* No mínimo um e no máximo muitos: Um objeto de uma classe pode se relacionar a apenas um ou a muitos objetos da outra classe No mínimo dois e no máximo seis: Um objeto de uma classe pode se relacionar a no mínimo dois, ou a no máximo seis objetos da outra classe (estes valores servem apenas de exemplo). Por exemplo, um item de pedido pode se referir a exclusivamente um produto e um produto, por sua vez, pode ser adicionado no mínimo nenhum e no máximo muitos itens de pedido:

4 2.2. Associação unária (reflexivas ou auto associação) Representa a associação de um objeto de uma classe com outros da mesma classe. Por exemplo, um funcionário pode chefiar um ou mais funcionários (só há a classe funcionário) Associação binária Tipo de associação que certamente mais ocorre, pois refere-se ao relacionamento possível entre objetos de uma classe com outros de outra classe. Por exemplo, um funcionário (vendedor), e somente este, pode retirar de nenhum a muitos pedidos (as classes envolvidas são Vendedor e Pedido ) Associação n-ária Corresponde à representação de relacionamento mais complexo, em que há três ou mais classes envolvidas (em relacionamentos muitos para muitos para muitos, ou N:N:N, ou mais, às vezes denominada como ternária, porém pode haver mais que três classes envolvidas). Sua representação é simples, com um losango (há ferramentas que não o disponibiliza e, neste caso, pode-se utilizar uma classe como intermediária em substituição ao losango) que concentra as relações entre as classes envolvidas, todavia a compreensão pode ser difícil e, por este motivo, deve ser evitada, através de outras soluções. Um exemplo comum é Um professor leciona para no mínimo uma turma e no máximo para muitas, cada qual com no mínimo um professor e no máximo muitos e este, ao lecionar para uma turma, utiliza no mínimo uma sala de aula e no máximo muitas as três classes são de certa forma interdependentes. Observe que a classe Assoc_n_aria substituiu o losango, porém a sua função na definição do sistema, comportará objetos que vinculem as três classes envolvidas (normalmente as chaves-primárias das três em Banco de Dados).

5 2.5. Agregação Tipo de associação que demonstra que um determinado objeto (chamado objeto-todo), para ser compreendido, precisa ser complementado pelas informações do outro objeto (objeto-parte). Por exemplo, para conhecer as informações de um cliente de uma instituição financeira, é necessário que sejam complementadas pelos da conta corrente Composição É uma variação da agregação, com um vínculo mais forte entre o objeto-todo e o objeto-parte, em que demonstra-se que os objetos-parte têm de estar associados a um único objeto-todo, e os objetos-parte só podem ser destruídos por um objeto do objeto-todo ao qual estão relacionados. Como exemplo, uma revista científica publica ao menos uma edição e pode publicar muitas, sendo que, como norma, cada edição deve conter de 6 a 10 artigos exclusivos. Um reflexo desta composição é que se uma edição for eliminada, automaticamente todos os seus artigos também serão Generalização / Especialização Este tipo de associação é exclusivo para representar herança, ou seja, é utilizado quando há duas ou mais classes muito semelhantes que compartilham características comuns (atributos e métodos), mas que também mantêm outras características particulares. Assim sendo, aquela classe que contém as características comuns será considerada a classe-mãe (ou superclasse) e as classes, mesmo que semelhantes à mãe, mas com características peculiares, serão chamadas de classes-filhas (ou subclasses).

6 Por exemplo, tanto uma conta especial (em que há limite de crédito), quanto uma conta poupança (em que há rendimento mensal) são, primeiramente, uma conta comum, a qual contém atributos comuns aos três gêneros de conta, e da qual derivam ambas, distintas entre si (estas têm as mesmas características da conta comum, mais suas características peculiares) 1. Para uma definição mais exata, pode-se se tornar necessário definir algumas restrições quanto à herança, que determinam se a especialização já está completa ou não (se a classe-mãe pode ter mais classes-filhas ou não), ou se um objeto de uma classe filha pertence exclusivamente a esta ou se pode fazer parte de outra classe filha simultaneamente. Esta representação é textual, e indicada logo abaixo do símbolo de generalização/especialização. 1 Torna-se necessário evidenciar que, visto de cima para baixo (top-down), o símbolo deve ser lido como uma especialização (p. ex., uma conta-comum pode ser especial ou uma poupança, ou seja, a conta especial e a poupança têm características próprias e distintas), e, visto de baixo para cima (bottom-up), o mesmo lê-se como uma generalização (assim como toda conta especial, toda conta poupança é uma conta comum, pois ambas compartilham características da classe-mãe).

7 Restrição completa incompleta Completa: Da superclasse não há mais como derivar outras subclasses (esta classe-mãe não pode ter mais filhas). Incompleta: Mesmo que futuramente, há possibilidade de mais derivações de filhas desta classe-mãe Restrição separada sobreposta Separada: Também intitulada como disjunta, e representa exclusão mútua, ou seja, a impossibilidade de um objeto estar contido em duas ou mais classes-filhas. Sobreposta: Representa o fato de que uma instância (objeto) pode pertencer a mais que uma das classes-filhas. Anote as restrições corretas no diagrama do exemplo anterior (pessoas físicas e jurídicas). Represente com diagramas as situações de restrições (completa, separada), (completa, sobreposta), (incompleta, separada) e (incompleta, sobreposta) Classe Associativa É produzida quando há associações que tenham multiplicidade muitos em todas as extremidades. Elas são necessárias nos casos em que existem atributos relacionados à associação que não podem ser armazenados por qualquer das classes envolvidas (p. ex., um ator pode atuar em muitos filmes e cada filme pode contar com vários atores, o que cria, portanto, uma classe associativa "atua", com o atributo "papel", semelhante ao M:N em BD) Classe Intermediária Semelhantemente à classe associativa, é produzida quando há associações que tenham multiplicidade muitos em todas as extremidades, mas os atributos relacionados à associação podem ocorrer mais que uma vez para cada evento de associação (neste caso, o ator pode interpretar mais que um papel em cada filme em que atue).

8 Bons costumes: Defina quaisquer identificadores apenas com caracteres alfabéticos, numéricos e o sublinhado (underline), sem espaços em branco ou caracteres especiais, sempre iniciados por uma letra. Os identificadores e métodos das classes devem iniciar-se com uma letra maiúscula e o restante em minúsculas. Os atributos devem ser sempre identificados com caracteres minúsculos. Exercícios Uma conta comum pode ser classificada como Especial ou Poupança, sendo que a Especial se caracteriza pelo fato de haver uma anotação de limite de crédito, o que permite ao cliente fazer uso de um valor adicional quando não houver saldo, e a Poupança é um gênero de conta que contabiliza juros mensais ao saldo positivo Para isto, primeiramente crie a classe "Conta comum", que tem todos os atributos e métodos visíveis às classes filhas (Especial e Poupança). Seus atributos são nro_conta (inteiro longo), dt_abertura e dt_encerramento (data, advinda do S.O.), situacao e senha (inteiros), e saldo (ponto flutuante longo). Os métodos são Abrir_conta (parâmetro de entrada nro_conta, e retorna um valor inteiro longo), Consultar_conta (a entrada é o número da conta e saída inteira), Validar_senha (senha como entrada, e retorna verdadeiro se senha validada, senão, falso), Emitir_saldo (devolve o saldo), Gerar_extrato (lê as datas do período pretendido, e devolve um valor literal longo), Depositar_valor (input número da conta e valor de depósito, e avisa 1, se OK, e 0, se não), e Encerrar_conta (informa-se qual conta e avisa se encerrada, com true).