統一モデリング言語（UML）のクラス図は、システムの静的構造を可視化および設計するための重要なツールです。クラス、インターフェース、協働関係、およびそれらの関係を明確かつ簡潔に表現する方法を提供します。このガイドでは、UMLクラス図の主要な概念を紹介し、例と実用的なヒントを通じて、UMLのこの基本的な側面を習得するのに役立ちます。
クラス図の目的
クラス図は構造図クラス、インターフェース、協働関係、およびそれらの関係を示すものです。オブジェクト指向システムのモデリングにおいて最も一般的な図です。クラス図はシステムの静的設計ビューを扱い、語彙、協働関係、またはスキーマに注目します。これらはコンポーネント図およびデプロイメント図の基礎となります。
静的ビュー
クラス図はシステムの静的ビューを表しており、時間に依存する動作を示さないことを意味します。時間に依存しない形でモデルの要素を描写し、現実世界、ソフトウェアやハードウェアの実装、または抽象的な形態に存在する意味があり、有用な概念を示します。これらの図には、現実世界の概念、抽象的概念、実装の概念、またはコンピュータの概念を表す要素を含めることができます。
クラス図の主要な要素
クラス
クラスとは同じ属性、操作、関係、意味を持つオブジェクトの集合の記述を共有するものです。システムの語彙に属するものの抽象化です。クラスは最も一般的なUMLモデリング要素であり、ソフトウェア、ハードウェア、または概念的なものを表すことができます。
属性と操作
- 属性：関心のあるクラスの特性。
- 操作：そのクラスのオブジェクトが行えること。
表記法
クラスの表記は長方形で、名前を記述する必須の部屋があります。オプションの部屋では、クラスの属性や操作を表示できます。
意味のレベル
クラスは、分析、設計、実装の各レベルといった、異なる意味のレベルに存在できます。
抽象クラスと具象クラス
- 抽象クラス：直接インスタンス化できないクラス。名前は斜体で表示されることがある。
- 具象クラス：個別のインスタンスを持つことができるクラス。
クラススコープの属性と操作
クラスは、グローバルオブジェクト。クラススコープの属性はこの暗黙のオブジェクトの属性であり、クラススコープの操作はオブジェクトではなくクラス自体に適用される。
スタereotype
クラスは、ギルメット（« と »）を使ってスタereotypeを表示することができる。スタereotypeはモデル要素の特殊なカテゴリまたは文法における新しい用語を示す。
生成操作
クラスには生成操作（コンストラクタ）、クラス内で下線を引いた操作として表示される。
関係
クラス図はクラス間の関係も示す。これには以下が含まれる：
- 関連：特定のクラスの個々のオブジェクト間の意味的なつながりを記述する。
- 一般化：親分類子（スーパークラス）の一般的な記述を、より特化された子分類子（サブクラス）に関連付ける。
- 依存関係：要素間の関係を示す。抽象度のレベル、テンプレートパラメータ、権限、使用状況など。
インスタンスとオブジェクト
- オブジェクト：クラスのインスタンス。識別可能な個体であり、その構造と振る舞いはクラスによって記述される。
- 状態：オブジェクトの属性の現在の値。
表記法
UMLインスタンス仕様（オブジェクト）の表記法は、名前フィールドを必須のコンパートメントとして持つボックスである。このコンパートメントにはオブジェクト名、コロン「:」、インスタンス化されたクラス名が含まれる。オプションの第二コンパートメントにはスロット（属性とその現在の値）を表示できる。インスタンスの名前は下線を引く。
図の内容
インスタンスはクラス図およびオブジェクト図の両方に表示できる。クラスは、依存関係を示す破線矢印を使ってそのインスタンスと接続できる。
図の内容
クラス図にはクラス、インターフェース、協同、関係が含まれます。また、注記や制約を含むこともできます。クラス図は、モデル要素をより大きな単位にグループ化するためにパッケージやサブシステムを含むことができます。
クラス図の利用
クラス図は、システムの静的設計ビューをモデル化するために使用されます。以下のような用途に使用できます：
- システムの語彙をモデル化する。
- クラスの協同をモデル化する。
- 論理データベーススキーマをモデル化する。
他の図との関係
クラス図は、以下の図と関係があります：
- オブジェクト図：クラスのインスタンスとそれらの関係を示す。
- コンポーネント図および配置図：クラス図と似ているが、それぞれコンポーネントとノードを含む。
抽象化
クラス図は、システムの簡略化されたビューを提供する抽象化の一種であり、不要な複雑さを隠蔽しながら重要な詳細を捉えます。
複数の図
システムの完全な静的ビューを示すには、複数のクラス図が必要になることがよくあります。各図はシステムの特定の側面に焦点を当てるべきです。
図としての投影
クラス図はモデルへの投影です。これは要素の集合のグラフィカルな表現です。
前向きおよび逆方向の設計
クラス図は、モデルおよびコードの前向きおよび逆方向の設計に使用できます。
メタモデル
UMLの抽象構文は、MOFモデルを使用してUMLの文法を示します。これらのMOFモデルは、UML構造図のサブセットを使用しています。抽象構文図上のボックスは「メタクラス」です。UMLの要素はこれらの「メタクラス」のインスタンスです。
クラス図の例
図書館システム
クラス図の主要な概念を説明するために、簡単な図書館システムを検討しましょう。
クラス
- 本: 図書館の本を表します。
- 属性：
タイトル,著者,ISBN - 操作：
貸し出し(),返却()
- 属性：
- 利用者: 図書館の利用者を表します。
- 属性：
名前,会員ID - 操作：
本の貸し出し(),本の返却()
- 属性：
- 司書: 司書を表します。
- 属性：
名前,従業員ID - 操作：
本の追加(),removeBook()
- 属性：
関係
- 関連:
- A
利用者は複数のものを借りることができる本s. - A
図書館員は複数を管理できる本s.
- A
- 一般化:
利用者と図書館員は人クラスに一般化できる。
- 依存関係:
- The
LibrarySystemクラスは本,利用者、および図書館司書.
- The
インスタンス
- オブジェクト：のインスタンス
書籍、およびタイトル＝「UML入門者向け」、著者＝「ジョン・ドゥ」、ISBN= “1234567890”.
電子商取引システム
さらに概念を説明するために、電子商取引システムを検討しましょう。
クラス
- 商品：店舗内の商品を表す。
- 属性：
名前,価格,在庫 - 操作：
カートに追加(),カートから削除()
- 属性：
- 顧客: 顧客を表します。
- 属性：
名前,顧客ID - 操作：
注文を出す(),注文履歴を確認する()
- 属性：
- 注文: 顧客が行った注文を表します。
- 属性：
注文ID,日付,状態 - 操作：
合計金額を計算する(),注文を発送する()
- 属性：
関係
- 関連:
- ある
顧客は複数の注文を出すことができます。 - ある
注文複数を含むことができる製品s.
- ある
- 一般化:
顧客および管理者は、クラスに一般化できるユーザークラス。
- 依存関係:
- The
EcommerceSystemクラスはに依存する製品,顧客、および注文.
- The
インスタンス
- オブジェクト: のインスタンス
製品で名前= 「ラップトップ」、価格= “$999.99”,在庫= “100”.
結論
UMLクラス図の主要な概念を理解することは、システムの静的構造を効果的にモデル化する上で不可欠です。クラス図は、クラス、その属性、操作、関係を明確かつ簡潔に表現する手段を提供します。これらの概念を習得し、実際の例に応用することで、システム設計の本質を捉えた意味のある有用な図を構築できます。経験豊富な開発者であろうと、分野に新しく入った者であろうと、UMLクラス図は複雑なシステムを可視化し、伝えるための強力なツールを提供します。
モデリングを楽しんでください！
参考文献
- UMLクラス図チュートリアル
- UMLクラス図チュートリアル
- この包括的なガイドでは、UMLクラス図について詳しく解説し、効果的に作成・使用する方法を含んでいます。また、無料のUMLソフトウェアであるVisual Paradigm Community Editionの特徴も紹介しています。
- 無料のクラス図ツール
- 無料のクラス図ツール
- Visual Paradigm Onlineは、クラス図やその他のUML図を作成するための無料版を提供しています。このツールは使いやすく、図の数や図形の数に制限なく、さまざまな図タイプをサポートしています。
- クラス図とは何ですか？
- クラス図とは何ですか？
- この記事では、UMLにおけるクラス図の基礎について、その構造や構成要素を含めて解説しています。また、これらの図を作成する際にVisual Paradigmを使用する方法についても紹介しています。
- クラス図の描き方
- クラス図の描き方
- Visual Paradigmを使用してクラス図を描くためのステップバイステップガイドであり、列挙型の作成やメンバーの接続に関するヒントも含まれています。
- オンラインクラス図ソフトウェア
- オンラインクラス図ソフトウェア
- Visual Paradigmのオンラインクラス図ツールは、高速かつ直感的になるように設計されており、ユーザーが迅速かつ共同でプロフェッショナルなUML図を作成できるようにしています。
- UML図：包括的なガイド
- UML図：包括的なガイド
- このガイドでは、クラス図を含むさまざまな種類のUML図と、ソフトウェア工学におけるその重要性についてカバーしています。また、クラス図がシステムの静的構造とクラス間の関係をどのように表現するかについても説明しています。
- UMLクラス図の包括的なガイド
- UMLクラス図の包括的なガイド
- この記事では、UMLクラス図の詳細な概要、その構成要素、システム設計のさまざまな段階での使用方法について解説しています。また、これらの図を作成する際にVisual Paradigmを使用する方法についても言及しています。
- Visual ParadigmにおけるUML図の紹介
- Visual Paradigm における UML ダイアグラム入門
- この記事では、Visual Paradigm がサポートするさまざまな UML ダイアグラムの種類を紹介し、特にクラス図とそのシステムの静的構造をモデル化する役割に焦点を当てる。
- Visual Paradigm を使ってクラス図を学ぶ
- Visual Paradigm を使ってクラス図を学ぶ
- Visual Paradigm を使ってクラス図を作成するためのステップバイステップガイドであり、図をシンプルで明確に保つためのベストプラクティスも含む。
- UML を理解する：14 種類の図の概要とアジャイル環境におけるその重要性
- UML を理解する：14 種類の図の概要とアジャイル環境におけるその重要性
- この概要では、クラス図を含むさまざまな UML ダイアグラムの種類と、アジャイルソフトウェア開発環境におけるその関連性について説明する。
これらの参考資料は、クラス図と UML について包括的な理解を提供するとともに、これらの図を作成するために Visual Paradigm を使用するための実用的なガイドも提供する。