4.2. Diagramme de classes

(1)

Julie Vachon, Hiver 2006

IFT2251 : Génie logiciel

Chapitre 4. Analyse orientée objets

Section 2. Diagramme de classes

Chap.4, Sect.2, p.2 Copyrights Julie Vachon, 2006

4.2. Diagramme de classes

1. Classe

Attribut Opérations Visibilité 2. Associations

Multiplicité, documentation, navigabilité Agrégation

Composition Association qualifiée Association dérivée Classe d’association 3. Généralisation

4. Pour préciser la spécification

Contraintes, notes, stéréotypes

Références

Satzinger et al.

Chapitre 5. pages 176–183

Chapitre 7

Ghezzi et al.

Section 4.6.

Introduction

Permet de décrire la structure statique du logiciel avec des

Classes (attributs, opérations)

Relations : associations, agrégations, compositions, héritage, dépendance

Distributeur + choisirBoisson() + verserBoisson() Écran

+ afficherMonnaie() + afficherNonDisp()

GestionMonnaie +insérerMonnaie() +retournerMonnaie()

Boisson +getPrix() +getQuantité() +setQuantité()

Thé froid Coca

1 * 1 1

(2)

4.2.1. Classe

Classe

Remarque:

UML distingue opérations et méthodes:

Une méthode est une implémentation d’une opération.

Plusieurs méthodes peuvent implémenter une même opération.

Nom_de_la_classe

Attributs

Opérations

Classe

Attributs

<visibilité> <portée> <nom_attribut> :

<type>

= <valeur_initiale>

Nom_attribut: choisir un nom significatif Type

Types primitifs : boolean, real, integer, string, date, et les types énumérés (définis par l’utilisateur)

Types définis par une classe (interface)

Remarque: un modèle nedevrait pascomporter d’attribut de type classe, ces attributs (références sur des instances) sont représentés par des associations.

Valeur_initiale: valeur par défaut

Portée: attribut de classe (indiqué par un $ ou en soulignant le nom) ou d’instance.

Classe

Opérations d’une classe

<visibilité> <portée> <nom_op>

(<liste_paramètres>) : <type_résultat>

Nom_op: choisir un nom significatif Liste_paramètres

<direction> <nom_paramètre> : <type> = valeur_initiale

<direction> := in | out | inout Type_résultatet type: primitif ou classe

Portée: opération de classe (indiqué par un $ ou en soulignant le nom) d’instance

Classe

Visibilité

La visibilité d’un élément (attribut, opération, classe, etc.) est représentée par un des trois symboles : +, – ou #

Public

(+) : élément visible par toutes les instances de toutes les classes

Private

(–) : élément visible que par les instances de la classe

Protected

(#) : élément visible par toutes les

instances de la classe et de ses sous-classes

(3)

Classe

Exemple

Employé – nom : String;

– date_embauche : Date – salaire : Integer;

– congés_autorisés : Integer;

– congés_pris : Integer;

nb_employé : Integer + congés_restant() : Integer salaire_moyen() : Integer

4.2.2. Association

Lien = Connexion (physique ou conceptuelle) entre deux instances

Association = Ensemble de liens ayant une sémantique commune

Réflexive, binaire ou n-aire (peu fréquent)

Spécification d’une association

Cardinalité

Forme verbale (optionnel)

Rôles (optionnel)

Association

Multiplicité (ou cardinalité)

Précise le nombre d’instances participantes

min..max

Où min et max sont des entiers

max

peut être non borné: ∗

Exemples

1..5 : entre une et cinq instances

6 : implique exactement six instances

2..∗ : implique deux ou plusieurs instances

∗

: implique plusieurs instances (ou aucune, 0..∗)

Association

Multiplicité

Polygone _forme _sommet Point

∗ 3..∗

Professeur est_recteur

enseigne

Université

1 0..1

1..∗ 0..1

(4)

Association

Cardinalité – Association n-aire

Pour un cours et un étudiant donné, il peut y avoir un (l’étudiant est inscrit) ou aucun professeur (l’étudiant n’est pas inscrit)

Un professeur peut donner plusieurs cours suivis par le même étudiant

Dans un cours, un professeur enseigne à plusieurs étudiants

Cours Professeur

Étudiant

inscription

∗ 0..1

∗

Association

Documentation par noms de rôle

Spécifie la fonction d’une classe (de ses instances) pour une association

Information indispensable pour les associations réflexives

Personne épouse

mari 0..1 0..1

Association

Documentation par une forme verbale

Nom : verbe ou substantif, près de la ligne qui représente l’association

Direction indiquée par triangle plein : précise le sens de lecture de l’association

Une association peut avoir deux noms, un par direction

Hôtel héberge Personne

est hébergée par

∗ 0..1

Association

Association à navigabilité restreinte

Par défaut, une association est bidirectionnelle

Pour forcer une association unidirectionnelle et ainsi indiquer que les instances d’une classe ne peuvent être identifiées par les instances de l’autre, on restreint la navigabilité de cette façon:

À partir d’un électeur, on peut directement identifier le candidat pour lequel il a voté.

À partir d’un candidat, on ne peut pas retrouver directement les électeurs qui ont voté pour lui.

Électeur ∗ vote 0..1 Candidat

(5)

Association

Agrégation

Association qui exprime une union marquéeet une relation de subordinationentre deux instances (agrégat, instance agrégée) Inclusion « possède » ou « a pour partie ».

Relation asymétrique, transitive.

Une instance agrégée peut être impliqué dans plus d’une association. [N’implique pas d’unicité]

Une instance agrégée peut exister sans son agrégat et inversement, i.e., les cycles de vie de l’agrégat et de l’instance agrégée sont indépendants. [N’implique pas de dépendance existencielle]

Chemin Segment

Agrégat Agrégé

Association

Composition

Agrégation forteentre deux instances (un composite et un composant)

Inclusion « est composé (physiquement) de »

À un même moment, un composant ne peut appartenir qu’à un seul composite. [Unicité exigée]

Si le composite est détruit (ou copié), ses composants le sont aussi. [Implique une dépendance existiencielle]

Les composants peuvent être détruits avant le composite

Immeuble Appartement

Composite

Association

Composition

Livre 1 ∗ Page

Paragraphe

∗ 1 Organisation

Comité exécutif

Membre 1 ∗

1 3..∗

0..1

La destruction d’un livre entraîne la destruction de ses pages et des paragraphes de texte qu’elles contiennent

La fin d’une organisation fait disparaître ses membres et son comité exécutif, la dissolution du comité n’engendre pas l’exclusion de ses membres

Association Agrégation

Association

Association, agrégation, composition

Composition

(6)

Association

Association, agrégation, composition

Association 1 ∗ Membre

Membre mon_association: Association

Association membres: set<Membre>

Association

Association, agrégation, composition

Remplacer une association (agrégation, composition) par un attribut dont le type est une référence sur l’instance associée

Implémentation

≠

Modélisation ⇒

Interdit

Caractère bidirectionnel de l’association

Révéler les multiplicités

Compréhension du modèle par les non spécialiste

Aspect visuel convivial de la représentation

Impact que peut avoir le retrait d’une classe

Association

Association qualifiée

Portée restreinte par une clef

Le qualifiant est composé d’attributs précisant l’association Le qualifiant constitue une clef (un sélecteur) pour discriminer

certains liens parmi l’ensemble des liens dénotés par l’association

Le qualifiant agit comme un filtre sur l’association (N à M) Le qualifiant réduit la cardinalité effective de l’association

Utilisation discutable

Vol no_siège : string 1..∗ 0..1 Passager

départ : date Classequalifiée Qualifiant

Classe cible + No_vol: String

Association

Association qualifiée

Banque no_compte : string ∗ 0..1 Client

(banque, no_compte) ⇒0 ou 1 personne personne ⇒plusieurs (banque, no_compte)

Échiquier no_ligne : integer 1 1 Case

no_colonne : integer

(échiquier, no_ligne, no_colonne) ⇒1 case case ⇒un seul (échiquier, no_ligne, no_colonne)

(7)

Association

Association dérivée

Redondante, pourrait être déduites à partir des autres associations

Clarté (lors de l’analyse)

Efficacité (pour l’implantation uniquement !)

Les attributs d’une classe peuvent également être dérivés (si calculables à partir des autres attributs)

Facture

Commande

∗

1 Client

0..1

\adresséeAuClient 1 0..∗

1

Association

Classe d’association

Classe associé à une association

Utilisée dans le cas des associations binaires « plusieurs à plusieurs » où chaque lien de l’association a des attributs avec des valeurs propres

Chaque instance de la classe d’association est associée à un lien unique entre deux instances de classe, sinon réifier l’association

Entreprise

Emploi

Personne

∗

employeur employé

Si une personne peut occuper plusieurs emplois au sein d’une même entreprise, cette représentation est FAUSSE !

Une personne peut occuper différents emplois mais un seul dans une entreprise donnée

Si l’association est un ensemblede liens et non un sacde liens…

Association

Association réifiée

L’association entre Personne et Entreprise a été réifiée pour exprimer concrètement le fait qu’une personne peut occuper plusieurs emplois dans la même entreprise

Entreprise Emploi

Personne

∗ 1

∗ 0..1

Réifier = Transformer en objet distinct ayant sa

propre identité (indépendante)

Si l’association est un sacde liens

4.2.3. Généralisation

Relation entre un élément de description générale (super) et un élément de description plus spécifique (sous) cohérent

La relation se lit avec le verbe « être »

Licence

+ prix() : integer* Licence

académique + prix() : integer

Licence entreprise + prix() : integer Sous-classe Sous-classe

Super-classe

(8)

Généralisation

Relation non réflexive, non symétrique, transitive

Class A

Class B

Class A

Class B

Class C

Généralisation

Type d’héritage

Une super-classe peut avoir plusieurs sous-classes Une sous-classe peut avoir plusieurs super-classes: la

généralisation est alors multiple.

Animal

Mammifère Oiseau Carnivore Herbivore

Aigle

Vache

4.2.4. Pour préciser la spécification

Contrainte

membre

délégué {sous-ensemble}

Comité Personne

Pour préciser la spécification

Contraintes

Spécifier une propriété qu'un élément doit vérifier

Préciser le rôle ou la portée de tout élément d'un

modèle UML : classe, attribut…

Par exemple, sur une association, elles peuvent restreindre le nombre d'instances visées

S'exprimer en langage naturel ou en OCL (Object

Constraint Language)

Graphiquement, texte encadré d'accolades, si la

contrainte concerne deux éléments, elle est

positionnée sur une ligne pointillée entre les éléments

(9)

Pour préciser la spécification

Notes

Afficher un commentaire, une information

Spécification d’une opération, contrainte.

Cette classe a été revue par les utilisateurs

« constraint » Une seule instance de solution peut exister à la fois

Solution

+ quadratic() : integer

{retourne sqrt(b*b -4*a*c/2*a)}

Pour préciser la spécification…

Stéréotypes

Enrichir la sémantique (pas la structure) de la notation existante

Définir des distinctions d’usage

Stéréotypes prédéfinis

« includes », « extends », « interface »

Créer de nouvelles catégories d’éléments de

modélisation

_{« actor »}

Client

client

Stéréotype étiquette Stéréotype icône

Parmi les objectifs d’apprentissage

Savoir lire, interpréter et créer un diagramme de classes

Comprendre et savoir utiliser les concepts relatifs à la description des classes (attributs, opération, visibilité, portée) Comprendre et savoir utiliser les concepts relatif à la description

des associations (multiplicités, rôles, forme verbales)

Expliquer et utiliser la distinction entre association, agrégation et composition

Expliquer et utiliser l’héritage

Expliquer et interpréter les concepts de classe d’association, d’association qualifiée, d’association dérivée, d’association à navigabilité restreinte

Interpréter une contrainte, une note ou un stéréotype

Complément

Les transparents qui suivent ne sont pas au programme des examens

Observations sémantiques sur les différents types de relations

(généralisation, agrégation / composition)

(10)

Généralisation

Distinction entre généralisation et héritage

Généralisation = Relation sémantique entre classes qui implique que l’interface de la sous-classe inclut toutes les opérations de l’interface de la super-classe

Héritage = Mécanisme par lequel les éléments de la super-classe sont réutilisés dans la sous-classe

Héritage d’interface

Héritage d’implémentation

Généralisation

Objectifs sémantiques de la généralisation

Réutilisation (sous-classage)

Les attributs, les opérations, les relations et les contraintes définies dans les super-classes sont héritées intégralement dans les sous-classes

Substitutabilité (sous-typage)

Les instances d'une classe peuvent être utilisés en place des instances de leurs super-classe

Polymorphisme

Aptitude d'un même message à déclencher des opérations différentes, selon la classe de l’instance auquel il est destiné

Possibilité de définir des opérations sans implémentation = Opération abstraite

Généralisation

Héritage d’interface

Héritage « sans danger »

La sous-classe hérite de la signatures des opérations de la super-classe, elle n’hérite d’aucune

implémentation

Permet de réaliser la propriété de substitutabilité (préserve le sous-typage)

Ce type d’héritage se fait souvent à partir

Classe abstraite (implémentation partielle)

Interface (aucune implémentation fournie)

Autorise le polymorphisme

Généralisation

Héritage d’implantation

Héritage parfois « dangereux »

La sous-classe hérite du code de la super- classe (interface et implantation)

Permet la réutilisation de code

L’implémentation dans les sous-classes peut être redéfinie

Autorise le polymorphisme

(11)

Généralisation

Héritage d’implémentation

Par extension

Ajout d’attributs et de méthodes sans modifier ce qui a été hérité

Toute redéfinition doit être faite avec attention pour ne pas modifier les propriétés

Par restriction (forme problématique)

Redéfinition ou retrait d’attributs ou de méthodes Par commodité (forme problématique à éviter)

Absence de relation taxonomique : « Segment » sous-classe de

« Point » Inconvénients

Problème de la classe de base fragile

Envoi de message dans tous les sens

Problèmes de l’héritage multiple

Agrégation

Sémantique de l’agrégation

Propriétaire exclusif (composition)

Dépendance existentielle (les instances agrégées n’appartiennent qu’à un seul agrégat à la fois et la destruction de l’agrégat implique leur destruction)

Relation transitive

Relation asymétrique

Relation fixe (durant toute sa vie, une instance agrégée ne peut appartenir qu’à un même et unique agrégat : pas de reconnexions)

Propriétaire (composition)

Dépendance existentielle

Relation transitive

Relation asymétrique Possession

Relation transitive

Relation asymétrique Membre

Aucune propriété particulière, regroupement simple d’instances