Introducción
Un diagrama de clases sirve para visualizar las relaciones
entre las clases que involucran el sistema, las cuales pueden ser asociativas,
de herencia, de uso y de contenimiento.
Un diagrama de clases esta compuesto por los siguientes
elementos:
Clase:
atributos, métodos y visibilidad.
Relaciones:
Herencia, Composición, Agregación, Asociación y Uso.
Elementos
Clase
Es la unidad básica que encapsula toda la información de un
Objeto (un objeto es una instancia de una clase). A través de ella podemos modelar
el entorno en estudio (una Casa, un Auto, una Cuenta Corriente, etc.).
Superior:
Contiene el nombre de la Clase
Intermedio: Contiene los atributos (o variables de
instancia) que caracterizan a la Clase (pueden ser private, protected o
public).
Inferior: Contiene los métodos u operaciones, los cuales son
la forma como interactúa el objeto con su entorno (dependiendo de la
visibilidad: private, protected o public).
Ejemplo:
Una Cuenta Corriente que posee como característica:
Balance
Puede realizar las operaciones de:
Depositar
Girar
y Balance
El diseño asociado es:
Atributos y Métodos:
Atributos:
Los atributos o características de una Clase pueden ser de
tres tipos, los que definen el grado de comunicación y visibilidad de ellos con
el entorno, estos son:
public (+,): Indica que el atributo será visible tanto
dentro como fuera de la clase, es decir, es accsesible desde todos lados.
private (-,): Indica que el atributo sólo será
accesible desde dentro de la clase (sólo sus métodos lo pueden accesar).
protected (#,): Indica que el atributo no será
accesible desde fuera de la clase, pero si podrá ser accesado por métodos de la
clase además de las subclases que se deriven (ver herencia).
Métodos:
Los métodos u operaciones de una clase son la forma en como
ésta interactúa con su entorno, éstos pueden tener las características:
public (+,): Indica que el método será visible tanto
dentro como fuera de la clase, es decir, es accsesible desde todos lados.
private (-,): Indica que el método sólo será accesible
desde dentro de la clase (sólo otros métodos de la clase lo pueden accesar).
protected (#,): Indica que el método no será accesible
desde fuera de la clase, pero si podrá ser accesado por métodos de la clase
además de métodos de las subclases que se deriven (ver herencia).
Ahora ya definido el
concepto de Clase, es necesario explicar como se pueden interrelacionar dos o
más clases (cada uno con características y objetivos diferentes).
Antes es necesario
explicar el concepto de cardinalidad de relaciones: En UML, la cardinalidad de
las relaciones indica el grado y nivel de dependencia, se anotan en cada
extremo de la relación y éstas pueden ser:
uno o muchos: 1..*
(1..n)
0 o muchos: 0..* (0..n)
número fijo: m (m denota
el número).
Herencia
(Especialización/Generalización):
Indica que una subclase
hereda los métodos y atributos especificados por una Super Clase, por ende la
Subclase además de poseer sus propios métodos y atributos, poseerá las
características y atributos visibles de la Super Clase (public y protected),
ejemplo:
En la figura se
especifica que Auto y Camión heredan de Vehículo, es decir, Auto posee las
Características de Vehículo (Precio, VelMax, etc) además posee algo particular
que es Descapotable, en cambio Camión también hereda las características de
Vehiculo (Precio, VelMax, etc) pero posee como particularidad propia Acoplado,
Tara y Carga.
Cabe destacar que fuera
de este entorno, lo único "visible" es el método Caracteristicas
aplicable a instancias de Vehículo, Auto y Camión, pues tiene definición
publica, en cambio atributos como Descapotable no son visibles por ser
privados.
Agregación:
Para modelar objetos
complejos, n bastan los tipos de datos básicos que proveen los lenguajes:
enteros, reales y secuencias de caracteres. Cuando se requiere componer objetos
que son instancias de clases definidas por el desarrollador de la aplicación, tenemos
dos posibilidades:
Por Valor: Es un tipo de
relación estática, en donde el tiempo de vida del objeto incluido esta
condicionado por el tiempo de vida del que lo incluye. Este tipo de relación es
comunmente llamadaComposición (el Objeto base se contruye a partir del
objeto incluido, es decir, es "parte/todo").
Por Referencia: Es un
tipo de relación dinámica, en donde el tiempo de vida del objeto incluido es
independiente del que lo incluye. Este tipo de relación es comunmente llamada Agregación (el
objeto base utiliza al incluido para su funcionamiento).
En donde se destaca que:
Un Almacen posee
Clientes y Cuentas (los rombos van en el objeto que posee las referencias).
Cuando se destruye el
Objeto Almacen también son destruidos los objetos Cuenta asociados, en cambio
no son afectados los objetos Cliente asociados.
La composición (por
Valor) se destaca por un rombo relleno.
La agregación (por
Referencia) se destaca por un rombo transparente.
La flecha en este tipo
de relación indica la navegabilidad del objeto refereniado. Cuando no existe
este tipo de particularidad la flecha se elimina.
Asociación:
La relación entre clases
conocida como Asociación, permite asociar objetos que colaboran entre si. Cabe
destacar que no es una relación fuerte, es decir, el tiempo de vida de un
objeto no depende del otro.
Ejemplo:
Un cliente puede tener
asociadas muchas Ordenes de Compra, en cambio una orden de compra solo puede
tener asociado un cliente.
Dependencia o
Instanciación (uso):
Representa un tipo de relación
muy particular, en la que una clase es instanciada (su instanciación es
dependiente de otro objeto/clase). Se denota por una flecha punteada.
El uso más particular de
este tipo de relación es para denotar la dependencia que tiene una clase de
otra, como por ejemplo una aplicación grafica que instancia una ventana (la
creación del Objeto Ventana esta condicionado a la instanciación proveniente
desde el objeto Aplicacion):
Cabe destacar que el
objeto creado (en este caso la Ventana gráfica) no se almacena dentro del
objeto que lo crea (en este caso la Aplicación).
Casos Particulares:
Clase Abstracta:
Una clase abstracta se
denota con el nombre de la clase y de los métodos con letra
"itálica". Esto indica que la clase definida no puede ser instanciada
pues posee métodos abstractos (aún no han sido definidos, es decir, sin
implementación). La única forma de utilizarla es definiendo subclases, que
implementan los métodos abstractos definidos.
Clase parametrizada:
Una clase parametrizada
se denota con un subcuadro en el extremo superior de la clase, en donde se
especifican los parámetros que deben ser pasados a la clase para que esta pueda
ser instanciada. El ejemplo más típico es el caso de un Diccionario en donde
una llave o palabra tiene asociado un significado, pero en este caso las llaves
y elementos pueden ser genéricos. La genericidad puede venir dada de un
Template (como en el caso de C++) o bien de alguna estructura predefinida
(especialización a través de clases).
En el ejemplo no se
especificaron los atributos del Diccionario, pues ellos dependerán
exclusivamente de la implementación que se le quiera dar.
Ejemplo:
Supongamos que tenemos tenemos
un el caso del Diccionario implementado mediante un árbol binario, en donde
cada nodo posee:
key: Variable por la
cual se realiza la búsqueda, puede ser generica.
item: Contenido a
almacenar en el diccionario asociado a "key", cuyo tipo también puede
ser genérico
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