Visão Geral de Orientação a Objetos com UML Copyright © 2006 Qualiti. Todos os direitos...

Visão Geral de Orientação a Objetos

com UML

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Qualiti Software Processes

ObjetivosApresentar os princípios do paradigma de orientação a objetosApresentar os conceitos de orientação a objetos com a notação UML correspondenteFoco em aspectos estruturais: diagramas de classes

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Princípios básicos de OORepresentação agrupa dados e operações relacionadas (objetos e classes)Dados usualmente protegidos contra acesso indevido: objetos se comunicam através de mensagensPela própria natureza, objetos podem ser distribuídosPotencialmente, embutem características como Abstração Encapsulamento information hiding modularidade Extensibilidade (herança) Polimorfismo

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Abstração

cliente

animal

automóvel

mapa

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AbstraçãoConstrução de um modelo para representação de uma realidade

Concentração nas características essenciais, gerenciando complexidade

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AbstraçãoConstrução de um modelo para a

realidade

Automovelmodelopreco...atualizaPreco()...

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Encapsulamento e Information hiding

Exemplos de encapsulamento usados no nosso “dia-a-dia”

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EncapsulamentoAgrupa elementos relacionados em uma unidade sintática (cápsula, módulo, classe, pacote, ...)

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Information hidingElimina dependência de implementação, escondendo-a do clienteUso de interfacesMudanças internas não têm impacto sobre os clientesImplementado via mecanismos de controle de visibilidade Ex.: elementos privados em classes

Java

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Número Saldo

21.342-7 875,32

Crédito

Débito

Exemplo: objeto conta bancária

Encapsulamentoagregação de

elementos

Information hidingocultamento de

elementos

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Modularidade

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ModularidadeDecomposição de um problema em partes menores, para gerenciar complexidadeCada conceito independente deve ser representado por um móduloConstrução de módulos desacoplados e coesosDividir para conquistar ...

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Extensibilidade (Herança)

Figura

RetânguloTriângulo

Polígono

ContaEspecialPoupança

Conta

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Extensibilidade (Herança)Criação de hierarquias de abstraçãoBase conceitual para permitir extensibilidade do softwareReuso de código e comportamento (subtipo)Herança comportamental (behavioural inheritance)Referência clássica: A behavioral notion of subtyping (Liskov & Wing)

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Exemplo: objeto poupança

Número Saldo

21.342-7 875,32

Crédito

Débito

R. Juros

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PolimorfismoLinguagens polimórficas permitem que valores e identificadores (variáveis e operações) possuam mais de um tipoHá vários tipos de polimorfismo: Paramétrico, de inclusão, overloading e

coerção Referência clássica: On understanding types, data abstraction and polymorphism (Cardelli & Wegner)

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Polimorfismo de inclusão Herança define polimorfismo Objeto da subclasse usado no lugar

do objeto da classe Exemplo: uso de poupança em

contextos onde contas são esperadas

Interfaces também definem polimorfismo Reuso de tipo, mas não de código

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Polimorfismo real ou paramétrico

Forma mais pura de polimorfismoO mesmo objeto ou operação usada uniformemente em diferentes contextos (tipos só determinados em tempo de execução)Exemplo: generics em Java 1.5

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Polimorfismo via overloading e coerção

Overloading permite o uso do mesmo nome para elementos semânticos Exemplo: métodos ou construtores

em JavaCoerção é semelhante, mas inclui conversão implícita de tipos Exemplo: soma envolvendo um

operando inteiro e outro real

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Conceitos básicos de OOObjetoClasseAtributoOperaçãoInterfaceComponentePacoteSubsistemaRelacionamentos

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ObjetoModelo de um objeto real entidade física, conceitual ou

de softwarePossui comportamento, estado e identidadeExemplo: objetos conta e poupança apresentados

donut

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Objeto em UML

: Conta

contaSaque :Conta

contaSaqueApenas o nome daclasse

Apenas o nome doobjeto

Nome da classe e doobjeto

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ClasseDescrições de objetos com propriedades e comportamento comunsAbstração que enfatiza o que é relevante suprime o que não

interessa Classes são fábricas de objetosObjetos são agrupados em classes

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Classe de Contas Bancárias

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Classes de ObjetosQuantas classes temos aqui?

Fonte: Rational

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Classe em UML

Conta

Nome da Classe Conta

Atributos Operações

numerosaldo

credito()debito()getSaldo()getNumero()

estrutura

comportamento

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AtributoPropriedades de um objetoArmazenam estado dos objetos

númerosaldo

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Atributo em UML

: Conta

numero = 23.025-1saldo = 500,00

: Conta

numero = 21.342-7saldo = 875,32

Conta

numero: Stringsaldo: Real

Valor do Atributo

Objeto

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OperaçãoModela comportamento das classesServiços que os objetos oferecem a outros objetos

númerosaldo

creditar debitar

getNumero

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Operação em UML

Conta

credito(valor:Real)debito(valor:Real)getSaldo(): RealgetNumero(): String

Especificação das operações

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Classes: visibilidade

Marcações de acesso podem ser usadas para especificar o tipo de acesso permitido aos atributos e operações

+ público # protegido - privado

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Visibilidade no Rose

Pessoanome : Stringcpf : Stringtelefone : String

incluir()consultar()atualizar()

público

privado

protegido

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InterfaceInterfaces formalizam polimorfismo com implementações independentesAumentam o nível de reusabilidadeViabilizam o uso de componentesReduzem o esforço de evolução da aplicação

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InterfaceInterfaces definem um tipo especificando apenas a assinatura de seus métodosInterfaces não possuem atributos e seus métodos não têm corpo

Classes implementam interfaces provêem implementação para os métodos

especificados em uma interface

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Exemplo: Independência do meio de armazenamento

Isolando as coleções de negócio de mudanças na coleção de dados correspondente

RepositorioContasBDR RepositorioContasOO

CadastroContas

<<interface>>RepositorioContas

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Interface em UML: notação alternativa

RepositorioContas

Relacionamentos de realização

RepositorioContasOO

RepositorioContasXML

RepositorioContasBDR

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Classe abstrataClasse abstrata é aquela que não possui instânciaEm geral, possui pelo menos um método abstratoMétodos abstratos não têm corpo subclasses não abstratas são obrigadas

a fornecer uma implementação para eles

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Classes, Interfaces e Classes Abstratas

Classes

• Atributos• Métodos

Classes Abstratas

• Atributos• Métodos• Assinatura de Métodos

Interfaces

• Assinaturas dos métodos

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Classes abstratas x Interfaces

Herança de tipos x herança de códigoClasses descrevem propriedades fundamentais de um objetoInterfaces descrevem papéis desempenhados por um objeto em determinadas situaçõesInterfaces são úteis para implementar herança múltipla

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ComponenteParte não trivial, quase independente, substituível de um sistema, que provê a realização de (uma/um conjunto de) interface(s)Exemplos um código fonte um componente de tempo de execução

um componente executável

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Componente em UML

Interface doComponente

Arquivo fonte<<DLL>>

Componente<<EXE>>Arquivo

executável

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PacoteMecanismo para organizar elementos em gruposFacilita entendimento do sistemaFavorece modularidade e reuso em larga escalaEssencial para estruturar sistemas complexos

nome do pacote

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Coesão e AcoplamentoAcoplamento é a medida de quão conectadas duas classes são cuidado com herançaCoesão é a medida de quão auto-contida uma classe é

Sistemas devem ter baixo acoplamento e alta coesão bom para manutenção

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SubsistemaUnião de pacote (agrupa outros elementos) classe (comportamento)

Realiza uma ou mais interfaces, que definem o seu comportamento

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Subsistema em UML

Subsistema

Interface

Realização

<<subsystem>>

Nome do subsistema

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Subsistemas e Componentes

Ambos encapsulam um comportamento modelado por interfacesSubsistemas representam componentes no modelo de projetoComponentes são a realização física dos subsistemas

Projeto

Implementação

Nome do componente

<<subsystem>>Nome do subsistema

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RelacionamentosAssociação simples agregação composiçãoDependência GeneralizaçãoRealização

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AssociaçãoRelação estrutural entre classes

Pessoa

Pessoa Empresa

Empresa

trabalha

Associação

Nome da associação

Classe

Empregado Empregador

Papéis

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AgregaçãoTipo especial de associaçãoRelacionamento todo-parteO todo possui um nível de abstração maior que a parte

DepartamentoEmpresa

Todo Parte

Agregação

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ComposiçãoTipo especial de agregaçãoRelação de posse mais forteO todo é responsável pela criação da parteA parte não vive sem o todoNão permite compartilhamento

DepartamentoEmpresa

Todo Parte

Composição

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Associação x Agregação x Composição

Como você modelaria: Dependente e Funcionário? Pedido e Item do pedido? Funcionário e Cartão de ponto? Carro, Roda, Direção e Carburador?

Na dúvida, use agregação!

Na dúvida, use associação!

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DependênciaRelacionamento não estrutural (uso) mais fraco que associação

Uma dependência entre dois elementos indica que mudança em um elemento pode causar mudanças no outro

CartãoLeitoraCartao

lerCartao (cartao) Relacionamentode Dependência

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DependênciaPode existir relacionamento de dependência entre vários elementos de UML

Classe

Pacote

PacoteFornecedor

ComponenteFornecedorCliente

PacoteClienteDependência

Fonte: Rational

FornecedorCliente

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Exercício - Relacionamentos

Modele os relacionamentos existentes entre as classes abaixo:

Universidade Departamento

Aluno Disciplina Professor

Curso

Turma

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Multiplicidade

Multiplicidade define quantos objetos participam do relacionamento O número de instâncias de uma classe

relacionada a uma instância de outra classe

Especificado em cada uma das pontas da associação

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Tipos de MultiplicidadeNão especificadaExatamente umZero ou maisMuitos (mesmo que 0..*)Um ou maisZero ou umIntervalo determinadoValores múltiplos

1

0..*

*

1..*

0..1

2..4

2, 4..6

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Exemplo: Multiplicidade

PessoaEmpresa

Multiplicidade

1..*1

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Navegação

Especifica a direção da associaçãoAssociações e agregações são bidirecionais por default, mas é desejável que a navegação seja restringida a apenas uma direçãoAssociações bidirecionais são mais difíceis de implementar

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Exemplo: Navegação

PessoaEmpresa

Navegação

1..*1

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Exercício - MultiplicidadeAcrescente a multiplicidade nos relacionamentos encontrados no exercício anterior.

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Generalização

Relacionamento entre classes onde uma classe compartilha a estrutura (atributos e relacionamentos) e comportamento (operações) de outras classesDefine uma hierarquia de abstraçõesRelacionamento “é um tipo de” (is-a-kind-of)

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Generalização

Uma subclasse pode adicionar atributos, operações e

relacionamentos redefinir operações herdadas

Tipos de herança: simples e múltipla

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Herança Simples

Classes herdando de apenas uma outra classe

Círculoraiocentrodesenhar()

Retânguloverticesdesenhar()diagonal()

Figuracorlargura da linhadesenhar()girar(graus)selecionar()

Subclasses

Superclasse(pai)

Relacionamentode Generalização

Quadrado

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Herança Múltipla

Classes herdando de mais de uma classe

Mamífero AnimalVoadorHerançamúltipla

Cachorro Gato Morcego Passarinho Gaviao

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Herança Múltipla

O que acontece quando as superclasses possuem o mesmo método (métodos com o mesmo nome? O que acontece quando se tenta executar um método que não está definido na subclasse? Em que hierarquia de superclasses deve-se procurar o método?

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Realização

Realização

SubsistemaClasse

Caso de uso

Indica que um elemento serve como contrato que o outro deve seguir

Exemplos:

Componente

Realização de Caso de uso

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Exercício - ArquiteturaModele um diagrama de classes, com todos os relacionamentos, de uma aplicação bancária, envolvendo: Classes Conta, Poupanca e Cliente,

com as respectivas coleções Fachada Interface

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Mecanismos adicionais de UML

EstereótiposNotasPropriedades (Tagged values)RestriçõesOCL (Object Constraint Language)

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Estereótipos

Mecanismo utilizado para estender os elementos de UMLDefine um novo modelo de elemento em termos de outro já existente Como criando um novo ícone utilizando a notação <<novo_elemento>>

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Estereótipos - Exemplo

Classes de fronteira:

ClasseFronteira

<<boundary>>ClasseFronteira

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NotasAnotação utilizada para adicionar informação a diagramas Pode ser afixionada a qualquer elemento de UML Pode ser ligada a um elemento com uma linha tracejada

Exemplo:

LeitoraCartao

Esta classe é uma abstração do dispositivo de hardware que será usado para ler efetivamente as informações do cartão magnético.

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Propriedades (Tagged Values)

Servem para estender elementos UML, adicionando informações sobre elesExemplos já definidos em UML: Persistence Location (ex: no cliente, no servidor)

Você pode criar suas próprias propriedades

Cliente{persistence}

LeitoraCartao {location=server}

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Restrições

Pessoa Empresa{subset}

Funcionário

Diretor1..* 1

3 1

Usadas para criação de novas regras sobre elementos do modeloOu modificação de regras existentes

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OCL (Object Constraint Language)

Empresa

É uma linguagem usada para definir restrições sobre elementos do modelo ou modificação de restrições existentes Invariantes de classe Pré e pós-condições de operações

context Empresainv diretoresNecessarios:self.diretor->size() == 3

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Diagramas UML

Diagramas usados no curso serão apresentados sob demanda Seqüência Colaboração Classes (já apresentado) Pacotes Estados Estrutura

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Paradigma de Orientação a Objetos

Favorece modularidade, manutenibilidade e reusoAproxima-se do mundo realUso do mesmo conceito em várias fases do desenvolvimentoMas não é adequado para capturar requisitos, planejar o projeto e realizar testes funcionais

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