Einführung in das Klassendiagramm

Das statische Diagramm, das die statische Ansicht einer Anwendung darstellt, wird als Klassendiagramm bezeichnet. Neben der Visualisierung und Dokumentation der verschiedenen Aspekte eines Systems erstellt Class Diagram auch ausführbaren Code in einer Anwendung.

Die Attribute, Operationen und Systemeinschränkungen einer Klasse werden durch das Klassendiagramm beschrieben. Aufgrund ihrer Fähigkeit, direkt auf objektorientierte Sprachen abgebildet zu werden, wird sie zur Modellierung solcher Systeme verwendet. Es wird auch als Strukturdiagramm bezeichnet und ist eine Sammlung von Einschränkungen, Verknüpfungen, Kollaborationen usw.

Definition

Ein Klassendiagramm könnte als Teil von UML definiert werden, das einen Überblick über ein System in Bezug auf Attribute und Klassen gibt und auch die Beziehung zwischen diesen beschreibt. Es fungiert als Systementwicklungsressource und erstellt ein Funktionsdiagramm des Systems.

Um den Entwicklern zu helfen, die Architektur des Systems zu verstehen, wird ein Klassendiagramm entworfen. Es ist gleichbedeutend mit einem Flussdiagramm, das in rechteckigen Feldern dargestellt wird. Dazu gehören drei Hauptteile: der Klassenname, die Attribute und schließlich die Methoden der Klasse.

Beziehungen

In einem Klassendiagramm muss eine Beziehung zwischen den Klassen bestehen. Die Ähnlichkeit verschiedener Beziehungen erschwert oft das Verständnis. Nachfolgend sind die Beziehungen aufgeführt, die in einem Klassendiagramm existieren.

1. Verein

Zwischen zwei anderen Klassen in einer Assoziationsbeziehung bildet eine Assoziationsklasse einen Teil davon. Zusätzliche Informationen zur Beziehung erhalten Sie, indem Sie die Zuordnungsbeziehung der Zuordnungsklasse hinzufügen. In der Assoziationsklasse sind verschiedene Operationen, Attribute usw. vorhanden. Das folgende Diagramm zeigt eine Zuordnung von Bank und Konto.

2. Vielfältigkeit

Die Anzahl der Elemente oder die Kardinalität können durch die Vielzahl definiert werden. Dies ist eine der am häufigsten missverstandenen Beziehungen, die die Anzahl der für ein bestimmtes Element zulässigen Instanzen beschreibt, indem ein nicht negatives ganzzahliges Intervall angegeben wird. Es hat sowohl untere als auch obere Schranke. Zum Beispiel würde eine Bank viele Konten registriert haben. Somit ist in der Nähe der Kontoklasse ein Sternzeichen vorhanden.

3. Directed Association

Dies ist eine einseitige Beziehung in einem Klassendiagramm, die den Steuerungsfluss von einem zu einem anderen Klassifizierer sicherstellt. Die Navigationsfähigkeit wird von einem der Vereinsenden festgelegt. Die Beziehung zwischen zwei Klassifizierern könnte durch Benennen einer Assoziation beschrieben werden. Die Navigationsrichtung wird durch einen Pfeil angezeigt. Das folgende Beispiel zeigt eine Pfeilspitzenbeziehung zwischen dem Container und dem enthaltenen.

4. Reflexive Assoziation

Die Zuordnung einer Klasse zu sich selbst ist als reflexive Zuordnung bekannt, die in symmetrische und asymmetrische Typzuordnungen unterteilt werden kann. Bei der symmetrischen reflexiven Assoziation hat die Semantik jedes Assoziationsendes keinen logischen Unterschied, wohingegen bei der asymmetrischen reflexiven Assoziation die zugeordnete Klasse dieselbe ist, es jedoch einen semantischen Unterschied zwischen den Enden der Assoziation gibt.

5. Aggregation

Bei dieser Art von Beziehung wird ein komplexeres Objekt durch Zusammenfügen verschiedener Objekte erstellt. Die Interaktion innerhalb der verschiedenen Objektgruppen wird durch Aggregation definiert. Die Integrität der Objekte wird geschützt und die Reaktion der zusammengesetzten Objekte wird vom Steuerobjekt bestimmt. Zusammengenommen pflegen die Klassen die Beziehung 'hat eine'.

6. Zusammensetzung

Es ist eine Form einer Aggregation, die die gesamte Teilbeziehung darstellt. Hier ist die Lebensdauer des Teileklassifikators von der gesamten Lebensdauer des Klassifikators abhängig. In einer Klasse wird ein starker Lebenszyklus durch die Zusammensetzungsbeziehung dargestellt. Normalerweise gibt es hier einen Datenfluss in eine Richtung. Es wird im Allgemeinen durch eine durchgezogene Linie angezeigt.

7. Verallgemeinerung

In dieser Art von Beziehung basiert das untergeordnete Modell auf dem übergeordneten Modell. Die Beziehung wird zur Beschreibung verschiedener Anwendungsfalldiagramme verwendet und stellt sicher, dass die untergeordnete Klasse die im übergeordneten Element vorhandenen Eigenschaften erhält. Das untergeordnete Modell kann die Attribute des übergeordneten Modells mithilfe der Generalisierungsbeziehung wiederverwenden. Daher müssen die unterschiedlichen Attribute nur im Kind definiert werden, sonst würde es vom Elternteil erben. In dieser Beziehung können ein Elternteil, mehrere Kinder oder mehrere Eltern, einzelne Kindmerkmale vorhanden sein. In den Generalisierungsbeziehungen gibt es keine Namen. Es ist auch als "Ist eine" Beziehung bekannt.

8. Realisierung

Das Verhalten eines Modellelements wird durch das angegebene Verhalten eines anderen Modellelements realisiert. Diese Art von Beziehungen hat keine Namen.

Warum sollten wir das Klassendiagramm verwenden?

Die Struktur eines Systems wird durch ein Klassendiagramm definiert, indem seine Attribute, Beziehungen zwischen Objekten usw. angezeigt werden. Es ist das Rückgrat der objektorientierten Modellierung und kann auch für die Datenmodellierung verwendet werden. Klassendiagramme helfen bei der Erstellung von Vorplänen, die den Programmierprozess vereinfachen. Darüber hinaus können Sie jederzeit Änderungen am Klassendiagramm vornehmen, da es ärgerlich ist, unterschiedliche Funktionen nach Fakten zu codieren. Es ist ein Entwurfsplan, auf dessen Grundlage ein System erstellt wird. Es ist leicht zu verstehen, ohne dass viel technisches Wissen erforderlich ist.

Das Klassendiagramm bietet eine statische Ansicht der Anwendung. Durch die Zuordnungsfunktion mit objektorientierter Sprache kann die Anwendung für die Konstruktion verwendet werden. Im Gegensatz zum Sequenzdiagramm, Aktivitätsdiagramm usw. ist das Klassendiagramm das beliebteste UML-Diagramm. Unten ist der Zweck eines Klassendiagramms aufgeführt.

  • Die statische Ansicht einer Anwendung wird entworfen und analysiert.
  • Die Verantwortlichkeiten eines Systems werden dadurch beschrieben.
  • Die Komponenten und die Basis des Bereitstellungsdiagramms ist das Klassendiagramm.
  • Die Vorwärts- und Rückwärtsentwicklung wird durch das Klassendiagramm beeinflusst.

Arten von Klassendiagrammen

Klassendiagramm könnte in drei Komponenten unterteilt werden -

Der obere Abschnitt, der aus dem Klassennamen besteht und eine obligatorische Komponente ist. Der mittlere Abschnitt beschreibt die Klassenqualitäten und wird bei der Beschreibung der spezifischen Instanz einer Klasse verwendet. Der untere Abschnitt beschreibt die Klasseninteraktion mit den Daten.

Darüber hinaus ist eine UML in Verhaltens- und Strukturdiagramme unterteilt, wobei Klassendiagramme unter das Strukturdiagramm fallen.

Vorteile des Klassendiagramms

Ein Klassendiagramm kann in verschiedenen Phasen eines Projekts implementiert werden und ist das Herzstück der UML. Durch das Klassendiagramm wird eine Darstellung der Realität erstellt, indem es während der Analyse im Domänenmodell angezeigt wird. Die Softwaremodellierung erfolgt während der Entwurfsphase, während der Code während der Implementierungsphase generiert wird. Die Grundlage von Softwareprodukten sind die Klassendiagramme, die ein wesentlicher Bestandteil jedes Projekts sind.

Eine Orientierung geben die Klassendiagramme. Die Struktur des Systems wird im Klassendiagramm detailliert analysiert und die Synergie zwischen verschiedenen Elementen mit ihren Eigenschaften überblickt. Es ist schnell und einfach zu lesen und kann einfach erstellt werden, wenn die richtige Software installiert ist. Jedes System, das erstellt werden muss, die Klassendiagramme bilden die Grundlage dafür.

Leistungen

  • Jedes einfache oder komplexe Datenmodell kann mithilfe des Klassendiagramms dargestellt werden, um maximale Informationen zu erhalten.
  • Mit dessen Hilfe können die Schemata einer Anwendung verstanden werden.
  • Jeder Systembedarf kann visualisiert und unternehmensweit weitergegeben werden, damit bestimmte Maßnahmen ergriffen werden können.
  • Jede Anforderung zum Implementieren eines spezifischen Codes könnte durch Diagramme hervorgehoben und auf die beschriebene Struktur programmiert werden.
  • Eine Beschreibung, die implementierungsunabhängig ist, könnte bereitgestellt und an die Komponenten weitergegeben werden.

Nachteile des Klassendiagramms

Obwohl das Klassendiagramm in einer Produktionsumgebung als erstes in Betracht gezogen werden muss, um ein fehlerfreies System zu erstellen, hat es sicherlich auch einige Nachteile.

  • Die Verwaltung und Pflege von Klassendiagrammen kann häufig länger dauern, was für Entwickler manchmal ärgerlich ist. Die Synchronisation mit dem Software-Code, die Einrichtung und die Wartung erfordern Zeit. Häufig fällt es Entwicklern oder kleinen Unternehmen schwer, den Code zu synchronisieren, da zusätzliche Arbeit erforderlich ist.
  • Ein Nachteil ist auch die mangelnde Klarheit beim Verständnis des Nutznießers des Diagramms. Da Softwareentwickler mit Code arbeiten, sind die Klassendiagramme manchmal nicht besonders hilfreich. Projektmanager könnten jedoch von den Diagrammen profitieren, da sie einen Überblick über den Workflow eines bestimmten Tools geben. Daher gibt es oft ein Argument, keine Zeit mit den Klassendiagrammen zu verschwenden und sich eher darauf zu konzentrieren, Whiteboard oder Papier zum Zeichnen des Diagramms zu verwenden.
  • Ein überkompliziertes oder überwältigendes Diagramm hilft Softwareentwicklern nicht bei ihrer Arbeit. Es kann Situationen geben, in denen die Entwickler aufgrund der Struktur der Klassendiagramme frustriert sind. Durch das Ausarbeiten jedes einzelnen Szenarios kann das Diagramm unordentlich werden und es kann schwierig sein, damit zu arbeiten. Die Verwendung von Informationen auf hoher Ebene könnte irgendwie helfen, solche Probleme zu bekämpfen.
  • Eine Überbetonung des Designs kann für Entwickler und Unternehmen hinderlich sein. Die Stakeholder könnten die Probleme nach dem Einsehen des Klassendiagramms leicht überanalysieren, und zu viel Aufwand für die Funktionen von Software könnte zu einem Fokusverlust führen. Die Leute müssen sich auf die eigentliche Arbeit konzentrieren, anstatt Zeit damit zu verbringen, in das Diagramm zu schauen und Probleme zu lösen.

Wie Sie sehen, ist das Klassendiagramm trotz seiner Bedeutung für den Softwareentwicklungszyklus nicht ohne Mängel und könnte Entwicklern und Unternehmen das Leben schwer machen, wenn es nicht mit Bedacht eingesetzt wird.

Beispiel eines Klassendiagramms

Ohne den Aufwand technischer Einschränkungen kann ein Diagramm relativ einfach erstellt werden. Um einen Geldautomaten zu benutzen, muss ein Kunde nur ein paar Knöpfe drücken, um an sein Geld zu kommen. Trotz der Leichtigkeit, mit der das Geld fließt, verfügt das Back-End-System über mehrere Sicherheitsebenen, die an die Prävention bei Betrug, Geldwäsche usw. weitergegeben werden mussten.

Wie hier zu sehen ist, gibt es mehrere Entitäten, die den Eigenschaften verschiedener Beziehungen folgen, wie oben beschrieben. Diese Beziehungen beschreiben die Struktur, in der ein ATM-System aufgebaut ist, und die Sicherheitsebenen, die es durchlaufen muss, um Transparenz und Integrität bei der Transaktion sicherzustellen.

Es gibt drei Perspektiven, in die das Klassendiagramm unterteilt werden könnte:

  1. Erstens ist die konzeptionelle Perspektive, die die Objekte der realen Welt mit Hilfe von konzeptionellen Diagrammen beschrieben werden. Die untersuchte Domäne wird durch das Diagramm dargestellt. Es ist sprachunabhängig und klassenbezogen.
  2. Die Softwarekomponenten werden durch die Spezifikationsperspektive mit Schnittstellen und Spezifikationen beschrieben. Im Falle der konkreten Umsetzung wird jedoch keine Zusage gegeben.
  3. Eine bestimmte Sprachimplementierung könnte mit den Klassendiagrammen der Implementierungsperspektive durchgeführt werden.

Mit Klassendiagrammen arbeiten

Für die Softwareentwicklung ist das wichtigste UML-Diagramm das Klassendiagramm. Um ein Klassendiagramm zu zeichnen, das verschiedene Aspekte einer Anwendung darstellt, müssen nur folgende Eigenschaften berücksichtigt werden:

  • Einem Klassendiagramm, das den tatsächlichen Aspekt eines Systems beschreibt, sollte ein aussagekräftiger Name gegeben werden.
  • Es ist notwendig, dass man die Beziehung zwischen jedem Element im Voraus versteht.
  • Um ein besseres Produkt zu entwickeln, muss die Verantwortung zwischen den Klassen anerkannt werden.
  • Um das Diagramm nicht zu komplizieren, sollten die spezifischen Eigenschaften einer Klasse angegeben werden.
  • Dokumentation ist eine gute Praxis in jedem Softwareentwicklungsprojekt. Die Definition eines beliebigen Aspekts in einem Diagramm erfordert daher eine ordnungsgemäße Dokumentation oder Hinweise, die andere verstehen können. Am Ende sollte ein Software-Entwicklungsteam verstehen, was im Diagramm konfiguriert wurde.
  • Vor der Erstellung der endgültigen Version muss auf einem Whiteboard oder Normalpapier gezeichnet werden. Es muss jedoch sichergestellt werden, dass nur das fertige Diagramm eingereicht wird, das möglicherweise mehrere Überarbeitungen enthält.

Wie hilft Ihnen diese Technologie beim beruflichen Aufstieg?

Wenn Sie in der Software-Branche tätig sind, müssen Sie unbedingt die Struktur Ihres Problems im Voraus definieren, um ein gutes Produkt zu erstellen. Ein Klassendiagramm hilft beim Verstehen der verschiedenen Aspekte eines Projektlebenszyklus und beim Verstehen der Beziehung innerhalb der Elemente im Code.

Fazit

Zum Entwerfen und Visualisieren der Softwaresystemartefakte wird standardmäßig die UML verwendet. Die Beziehung zwischen den verschiedenen Objekten wird durch das Klassendiagramm beschrieben, das den Entwurf und die Analyse einer Anwendung sicherstellt und sie in ihrer statischen Form anzeigt. Als wichtigstes UML-Diagramm besteht das Klassendiagramm aus Klassen, Attributen und Beziehungen, die seine wesentlichen Elemente darstellen. Um sich ein Bild von der Anwendungsstruktur zu machen, wird das Klassendiagramm verwendet, mit dem sich die Wartungszeit verkürzen lässt.

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Kategorie:

Software-Entwicklung