Bài giảng Lập trình hướng đối tượng - Bài 12: Biểu đồ lớp

Nội dung text: Bài giảng Lập trình hướng đối tượng - Bài 12: Biểu đồ lớp

1. 12/27/17 Mục đích Bộ môn Công nghệ Phần mềm n Mô tả khung nhìn tĩnh của hệ thống và cách Viện CNTT & TT đưa nó vào trong một mô hình. Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội n Minh họa cách đọc và hiểu một biểu đồ lớp. n Mô hình hóa mối liên kết (association) và kết tập (aggregation) và chỉ ra cách mô hình chú LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG ng vào biểu đồ lớp. Bài 12. Biểu đồ lớp n Mô hình tổng quát hóa (generalization) trên một biểu đồ lớp. 2 Nội dung Nội dung 1. Biểu đồ lớp (Class diagram) 1. Biểu đồ lớp (Class diagram) 2. Liên kết (Association) 2. Liên kết (Association) 3. Kết tập (Aggregation) 3. Kết tập (Aggregation) 4. Tổng quát hóa (Generalization) 4. Tổng quát hóa (Generalization) 3 4 1
2. 12/27/17 1.1. Lớp (Class) Biểu diễn thuộc tính n Sử dụng hình chữ nhật gồm 3 thành phần n Chỉ ra tên, kiểu và giá trị mặc định nếu có n Tên lớp n attributeName : Type = Default n Các thuộc tính n Class_Name Tuân theo quy ước đặt tên của ngôn ngữ cài n Các phương thức attribute1 đặt và của dự án. attribute2 attribute3 n Kiểu (type) nên là kiểu dữ liệu cơ bản trong method1() ngôn ngữ thực thi method2() method3() n Kiểu dữ liệu có sẵn, kiểu dữ liệu người dùng định nghĩa, hoặc lớp tự định nghĩa. 5 6 Mô tả phương thức Phạm vi truy cập (Visibility) n Tên phương thức: n Phạm vi truy cập được sử dụng để thực hiện n Mô tả kết quả khả năng đóng gói n Sử dụng góc nhìn của đối tượng khách (client – đ ối tượng gọi) private n Nhất quán giữa các lớp n Chữ ký của phương thức: operationName([direction] parameter:class, ):returnType public protected n Direction: in (mặc định), out hoặc inout 7 8 2
3. 12/27/17 Phạm vi truy cập được biểu diễn như thế nào? Phạm vi (Scope) n Các ký hiệu sau được sử dụng: n Xác định số lượng thể hiện của thuộc n + Public access tính/thao tác: n # Protected access n Instance: Một thể hiện cho mỗi thể hiện của mỗi lớp n - Private access n Classifier: Một thể hiện cho tất cả các thể hiện của lớp Class1 n Phạm vi Classifier được ký hiệu bằng cách - privateAttribute + publicAttribute gạch dưới tên thuộc tính/thao tác. # protectedAttribute - privateOperation () + publicOPeration () Class1 # protecteOperation () - classifierScopeAttr - instanceScopeAttr + classifierScopeOp () + instanceScopeOp () 9 10 Ví dụ: Scope 1.2. Biểu đồ lớp là gì? n Biểu đồ lớp chỉ ra sự tồn tại của các lớp và m ối quan hệ giữa chúng trong bản thiết kế Student logic của một hệ thống n Chỉ ra cấu trúc tĩnh của mô hình như lớp, cấu trúc bên - name - address trong của chúng và mối quan hệ với các lớp khác. - studentID n Chỉ ra tất cả hoặc một phần cấu trúc lớp của một hệ thố - nextAvailID : int ng. n + addSchedule ([in] theSchedule : Schedule, [in] forSemester : Semester) Không đưa ra các thông tin tạm thời. + getSchedule ([in] forSemester : Semester) : Schedule n + hasPrerequisites ([in] forCourseOffering : CourseOffering) : boolean Khung nhìn tĩnh của một hệ thống chủ yếu h # passed ([in] theCourseOffering : CourseOffering) : boolean ỗ trợ các yêu cầu chức năng của hệ thống. + getNextAvailID () : int 11 12 3
4. 12/27/17 Biểu đồ lớp (Class Diagram – CD) Khi nào sử dụng biểu đồ lớp? n Khung nhìn tĩnh của hệ thống n Từ vựng của hệ thống (Vocabulary) n Khi trừu tượng hóa một phần hoặc bên ngoài hoặc biên c CloseRegistrationForm Schedule CloseRegistrationController ủa hệ thống. - semester n Chỉ ra kết quả trừu tượng hóa và trách nhiệm của chúng + open() + is registration open?() + close registration() + commit() + close registration() + select alternate() n Cộng tác (Collaboration) + remove offering() n Nhóm các lớp và các thành phần khác làm việc cùng + level() Professor + cancel() - name nhau để thực hiện một công việc nào đó. Student + get cost() - employeeID : UniqueId + delete() - hireDate n Lược đồ CSDL logic (Logical database + submit() - status + get tuition() + save() - discipline + add schedule() schema) + any conflicts?() - maxLoad + get schedule() + create with offerings() n Tương tự như bản thiết kế khái niệm cho CSDL + delete schedule() + update with new selections() + submitFinalGrade() + has pre-requisites() n Chứa các đối tượng cần lưu trữ lâu dài tức là cần lưu + acceptCourseOffering() + setMaxLoad() trong CSDL + takeSabbatical() + teachClass() 13 14 Ví dụ Biểu đồ lớp Gói (package) n Có cách nào tốt hơn để tổ chức biểu đồ lớp? n Một cơ chế chung để tổ chức các phần tử th ành nhóm. LoginForm RegistrationController n Một phần tử trong mô hình có thể chứa các RegisterForCoursesForm phần tử khác. Schedule CloseRegistrationForm CloseRegistrationController University Professor Artifacts Student Course CourseOffering CourseCatalogSystem BillingSystem 15 16 4
5. 12/27/17 Ví dụ: Registration Package Nội dung 1. Biểu đồ lớp (Class diagram) 2. Liên kết (Association) Registration 3. Kết tập (Aggregation) CloseRegistrationController CloseRegistrationForm 4. Tổng quát hóa (Generalization) RegisterForCoursesForm RegistrationController 17 18 Liên kết (association) là gì? Bội số quan hệ (Multiplicity) n Mối liên hệ ngữ nghĩa giữa hai hay nhiều lớp n Bội số quan hệ là số lượng thể hiện của một l chỉ ra sự liên kết giữa các thể hiện của chúng ớp liên quan tới MỘT thể hiện của lớp khác. n Mối quan hệ về mặt cấu trúc chỉ ra các đối tư n Với mỗi liên kết, có hai bội số quan hệ cho ợng của lớp này có kết nối với các đối tượng hai đầu của liên kết. của lớp khác. n Với mỗi đối tượng của Professor, có nhiều Course Offerings có thể được dạy. n Với mỗi đối tượng của Course Offering, có thể có Student Schedule Course 1 hoặc 0 Professor giảng dạy. instructor Professor CourseOffering 0 1 0 * 19 20 5
6. 12/27/17 Biểu diễn bội số quan hệ Ví dụ về bội số quan hệ Unspecified Exactly One 1 1 RegisterForCoursesForm RegistrationController 1 Zero or More 0 * 0 1 Zero or More * One or More 1 * 0 1 Zero or One (optional value) 0 1 1 0 * Student Schedule CourseOffering Specified Range 2 4 0 * 0 4 Multiple, Disjoint Ranges 2, 4 6 21 22 Nội dung Kết tập (aggregation) là gì? 1. Biểu đồ lớp (Class diagram) n Là một dạng đặc biệt của liên kết mô hình hó a mối quan hệ toàn thể-bộ phận (whole-part) 2. Liên kết (Association) giữa đối tượng toàn thể và các bộ phận của 3. Kết tập (Aggregation) nó. n Kết tập là mối quan hệ “là một phần” (“is a part- 4. Tổng quát hóa (Generalization) of”). n Bội số quan hệ được biểu diễn giống như các liên kết khác Whole 1 Part 0 1 23 24 6
7. 12/27/17 Ví dụ về kết tập Cấu thành (Composition) là gì? n Một dạng của kết tập với quyền sở hữu mạnh và các vòng đời trùng khớp giữa hai lớp 1 RegisterForCoursesForm RegistrationController n Whole sở hữu Part, tạo và hủy Part. 1 n Part bị bỏ đi khi Whole bị bỏ, Part không thể tồn tại nếu 0 1 Whole không tồn tại. Whole Part 0 1 1 0 * Student Schedule CourseOffering Whole Part 0 * 0 4 25 Composition 26 Association, Aggregation and Composition Ví dụ – Association n Mối quan hệ giữa các lớp public class StudentRegistrar { (relationship) public StudentRegistrar (){ (new RecordManager()).initialize(); n Liên kết (Association) } n Sử dụng (use-a) } n Kết tập (Aggregation) n Strong association n has-a/is-a-part n Một lớp sử dụng lớp khác n Hợp thành (Composition) n Lời gọi phương thức của đối tượng thuộc lớp này trong lớp n Strong aggregation kia n Share life-time n Thường được cài đặt bằng tham chiếu (nhưng không bắt bu ộc). 27 28 7
8. 12/27/17 Ví dụ – Aggregration vs. Composition Nội dung n University chứa (own) nhiều Department 1. Biểu đồ lớp (Class diagram) n Mỗi Department có 1 số các Professor 2. Liên kết (Association) 3. Kết tập (Aggregation) 4. Tổng quát hóa n Nếu hủy University: n Các phòng ban cũng không còn tồn tại (Generalization) n Nhưng các Professor trong các Department vẫn còn tồn tại n Dấu hiệu khác: n 1 professor có thể làm trong nhiều Department n 1 Department chỉ thuộc về 1 University 29 30 Lớp trừu tượng và lớp cụ thể Tổng quát hóa (Generalization) (Abstract and Concrete Class) n Mối quan hệ giữa các lớp trong đó một lớp n Lớp trừu tượng không thể có đối tượng chia sẻ cấu trúc và/hoặc hành vi với một hoặ n Chứa phương thức trừu tượng n Chữ nghiêng c nhiều lớp khác n Lớp cụ thể có thể có đối tượng n Xác định sự phân cấp về mức độ trừu tượng Discriminator Animal Abstract class hóa trong đó lớp con kế thừa từ một hoặc + communicate () Abstract operation nhiều lớp cha Communication There are no direct instances of Animal n Đơn kế thừa (Single inheritance) n Đa kế thừa (Multiple inheritance) Lion Tiger n Là mối liên hệ “là một loại” (“is a kind of”) + communicate () + communicate () 31 All objects are either lions or tigers 32 8
9. 12/27/17 Ví dụ về Đơn kế thừa Ví dụ về Đa kế thừa n Một lớp kế thừa từ MỘT lớp khác n Một lớp có thể kế thừa từ nhiều lớp khác Ancestor Account FlyingThing Animal - balance Multiple Inheritance Superclass - name (parent) - number + withdraw() + createStatement() Generalization Relationship Airplane Helicopter Bird Wolf Horse Subclasses Sử dụng đa kế thừa chỉ khi cần thiết và luôn luôn phải c (children) Savings Checking ẩn thận! Descendents 33 34 Đa hình (Polymorphism) là gì? Tổng quát hóa: Thực thi đa hình n Khả năng che giấu các thực thi khác nhau dư Animal ới một giao diện duy nhất. + communicate () Lion Tiger + communicate () + communicate () Manufacturer B Manufacturer A Manufacturer C Without Polymorphism With Polymorphism OO Principle: if animal = “Lion” then Animal communicate Lion communicate Encapsulation else if animal = “Tiger” then Tiger communicate Remote Control end 35 36 9
10. 12/27/17 Bài tập n A class diagram containing the following classes: Personal n Given: Planner Profile, Personal Planner Controller, Customer n A set of classes and their relationships Profile, and Buyer Record. n Associations drawn using the following information: n Draw: n Each Personal Planner Profile object can be associated with up to one Personal Planner Controller object. n A class diagram n Each Personal Planner Controller object must be related to one Personal Planner Profile. n A Personal Planner Controller object can be associated with up to one Buyer Record and Customer Profile object. n An instance of the Buyer Record class can be related to zero or one Personal Planner Controller. n Zero or one Personal Planner Controller objects are associated with each Customer Profile instance. 37 38 10