Оба Диаграмма классов UML и Диаграмма объектов UML относятся к семейству Структурных диаграмм, что означает, что они моделируют структуру системы. Однако они выполняют фундаментально разные функции: диаграмма классов определяет абстрактный чертеж, а диаграмма объектов фиксирует конкретную реальность в один момент времени.
Понимание того, когда использовать каждый из них, имеет решающее значение для эффективного объектно-ориентированного анализа и коммуникации.
Отношения и обоснование сравнения
Отношение инстанцирования: от спецификации к реализации
Диаграмма классов и диаграмма объектов поддерживают критически важное отношение инстанцирования. Диаграмма классов служит как абстрактная спецификация, определяя допустимую структуру, в то время как диаграмма объектов предоставляет конкретную реализацию которая соответствует этим определениям.
- Диаграмма классов (спецификация): Устанавливает структуру, типы атрибутов, операции и правила множественности для всех потенциальных ассоциаций.
- Диаграмма объектов (реализация): Иллюстрирует конкретные объекты, которые должны соответствовать правилам, установленным их соответствующими классами, демонстрируя фактические значения атрибутов и конкретные связи (экземпляры ассоциаций), образованные в определенный момент выполнения.
Следовательно, диаграмма объектов функционирует как инструмент проверки соответствия модели, проверяя абстрактную структуру на соответствие конкретной, осязаемой ситуации.
Обоснование сравнения
Необходимость сравнения этих двух структурных диаграмм обусловлена врожденной сложностью различения между абстрактным определением модели и конкретным состоянием экземпляра:
- Семантическая неоднозначность в нотации: Обе диаграммы используют схожие графические элементы (прямоугольники и линии), создавая поверхностное визуальное сходство, которое может затруднить различение фундаментального различия в их семантической цели (определение типа против данных экземпляра).
- Неправильное применение масштаба: Моделисты часто путают цель определение системы (диаграмма классов) с проверка проектирования (диаграмма объектов), что приводит к неэффективному или неверному выбору документации.
- Сложная проверка проектирования: Сравнение подчеркивает специализированную роль диаграммы объектов в проверке сложности диаграммы классов, особенно в демонстрации осуществимости и последствий сложных отношений, таких как агрегация, композиция и ограничения кратности.
1. Диаграмма классов: Абстрактный эскиз
Диаграмма классов — самая важная структурная диаграмма в UML. Она представляет определение системы — классы, их атрибуты, методы и статические отношения между ними.
Что она моделирует:
- Классы: Абстрактные типы, показывающие их атрибуты (данные) и операции (методы).
- Отношения: Определяет потенциальные связи, такие как связи (общая связь), обобщение (наследование), агрегация (отношение «имеет-а»), и композиция (сильная собственность).
- Множественность: Указывает, сколько экземпляров одного класса могут быть связаны с экземплярами другого (например, $1..*$ означает один ко многим).
Когда использовать диаграмму классов:
Диаграмма классов используется на этапах проектирования и реализации для:
- Определение структуры системы: Установление словаря системы (то есть классов).
- Планирование реализации: Служит непосредственным вводом для написания кода на объектно-ориентированных языках (Java, C++, Python и др.).
- Моделирование бизнес-области: Создание концептуальной карты реальных сущностей и их взаимосвязей (модель домена).
Аналогия: Диаграмма классов похожа на архитектурный чертеж дома. Она определяет количество комнат, размеры и материалы, но сам дом еще не построен.
2. Диаграмма объектов: Конкретный снимок
Диаграмма объектов — это особый случай диаграммы классов. Она фокусируется наэкземплярах (объектах) и их конкретных связях в определённый момент выполнения системы.
Что она моделирует:
- Объекты:Именованные экземпляры класса, показанные с их атрибутами, обладающими реальными, соответствующими реальному мирузначениями.
- Нотация: Имя подчёркивается и имеет формат:
имяОбъекта : ИмяКласса(например,заказ123 : Заказ).
- Нотация: Имя подчёркивается и имеет формат:
- Связи: Конкретные экземпляры ассоциаций, показывающие, какой конкретный объект связан с другим конкретным объектом.
- Состояние: Иллюстрирует фактическое состояние данных системы на момент создания снимка.
Когда использовать диаграмму объектов:
Диаграмма объектов используется для тестирования, проверки и иллюстрации сложных сценариев:
- Иллюстрация сложной многозначности:Доказательство того, что связь «многие ко многим» (определённая на диаграмме классов) может быть правильно инстанциирована.
- Проверка тестовых случаев:Показывает точное состояние объектов до или после критической операции (например, доказательство того, что корзина пуста после оформления заказа).
- Объяснение граничных случаев:Визуальное демонстрирование проблемной конфигурации объектов (например, заказ с объектом клиента, равным null).
Аналогия:Диаграмма объектов похожа на фотографию реального дома после того, как он был обставлен и заселён. Она показывает, что конкретныйконкретный дом имеет синюю краску, конкретныйэтотконкретныйконкретный способ расстановки мебели.
3. Класс против объекта: краткое сравнение
| Функция | Диаграмма классов | Диаграмма объектов |
|---|---|---|
| Фокус | Абстрактная структура, определение | Конкретные экземпляры, снимок |
| Элементы | Классы, ассоциации, многозначности | Объекты, связи, значения атрибутов |
| Цель | Проектирование, генерация кода, моделирование домена | Тестирование, проверка, иллюстрация сценариев |
| Время | Статический (действует всегда) | Динамический (действует в один момент времени) |
| Нотация | Имя класса и атрибуты/операции | Подчеркнутыйимя экземпляра и атрибутзначения |
Сводка: выбор правильного инструмента
- Начните с диаграммы классов: Используйте его для определения всей структуры вашей программной системы. Это ваш основной чертеж.
- Проверьте с помощью диаграммы объектов: Используйте его умеренно, чтобы проиллюстрировать конкретные, важные сценарии, тестовые случаи или сложные конфигурации данных, которые невозможно легко понять, просто взглянув на абстрактную диаграмму классов.
Используя обе диаграммы умеренно, вы можете эффективно передать как потенциалтак и реальностьстатической структуры вашей системы.
Для дополнительных сведений о UML и визуализации на основе ИИ, взгляните на наш ресурсный центр UML.
Эта статья также доступна на Deutsch, English, Español, فارسی, Français, Bahasa Indonesia, 日本語, Polski, Portuguese, Việt Nam, 简体中文 and 繁體中文