Діаграми об’єктів в UML

Диаграммы объектов (object diagram), на которых представляются объекты и отношения между ними. Это статические снимки экземпляров сущностей, показанных на диаграммах классов. Диаграммы объектов, как и диаграммы классов, относятся к статическому виду системы сточки зрения проектирования или процессов, но с расчетом на настоящую или макетную реализацию.

Объект — это конкретное представление абстракции. Объект обладает индивиду­альностью, состоянием и поведением. Структура и поведение подобных объектов определены в их общем классе. Термины «экземпляр класса» и «объект» взаимозаменяемы. На рис. 9.1 приведен пример объекта по имени Стул, имеющего определенный набор свойств и операций.

Индивидуальность — это характеристика объекта, которая отличает его от всех других объектов.

Состояние объекта характеризуется перечнем всех" свойств объекта и текущими значениями каждого из этих свойств (рис. 9.1).

Объекты не существуют изолированно друг от друга. Они подвергаются воздействию или сами воздействуют на другие объекты. Поведение характеризует то, как объект воздействует на другие объекты (или подвергается воздействию) в терминах изменений его состояния и передачи сообщений. Поведение объекта является функцией как его состояния, так и выполняемых им операций (Купить, Продать, Взвесить, Переместить, Покрасить), Говорят, что состояние объекта представляет суммарный результат его поведения. Операция обозначает обслуживание, которое объект предлагает своим клиентам. Возможны пять видов операций клиента над объектом:

1) модификатор (изменяет состояние объекта);

2) селектор (дает доступ к состоянию, но не изменяет его);

3) итератор (доступ к содержанию объекта по частям, в строго определенном порядке);

4) конструктор (создает объект и инициализирует его состояние);

5) деструктор (разрушает объект и освобождает занимаемую им память).

В чистых объектно-ориентированных языках программирования операции могут объявляться только как методы — элементы классов, экземплярами которых являются объекты. Гибридные языки (C++, Ada 95) позволяют писать операции как свободные подпрограммы (вне классов).

В общем случае все методы и свободные подпрограммы, ассоциированные с конкретным объектом, образуют его протокол. Таким образом, протокол определяет оболочку допустимого поведения объекта и поэтому заключает в себе цельное (ста­тическое и динамическое) представление объекта.

Большой протокол полезно разделять на логические группировки поведения. Эти группировки, разделяющие пространство поведения объекта, обозначают роли, которые может играть объект. С точки зрения внешней среды важное значение имеет такое понятие, как обязанности объекта.

Обязанности означают обязательства объекта обеспечить опреде­ленное поведение. Обязанностями объекта являются все виды обслуживания, ко­торые он предлагает клиентам. В мире объект играет определенные роли, выполняя свои обязанности.

В заключение отметим: наличие у объекта внутреннего состояния означает, что по­рядок выполнения им операций очень важен. Иначе говоря, объект может представ­ляться как независимый автомат. По аналогии с автоматами можно выделять ак­тивные и пассивные объекты.

Активный объект имеет собственный канал (поток) управления, пассивный — нет. Активный объект автономен, он может проявлять свое поведение без воздействия со стороны других объектов. Пассивный объект, наоборот, может изменять свое состояние только под воздействием других объектов.

Виды отношений между объектами

В поле зрения разработчика ПО находятся не объекты-одиночки, а взаимодействующие объекты, ведь именно взаимодействие объектов реализует поведение систе­мы. У Г. Буча есть отличная цитата из Галла: «Самолет — это набор элементов, каж­дый из которых по своей природе стремится упасть на землю, но ценой совместных непрерывных усилий преодолевает эту тенденцию». Отношения между парой объектов основываются на взаимной информации о разрешенных операциях и ожи­даемом поведении. Особо интересны два вида отношений между объектами: связи и агрегация.

Связи

Связь — это физическое или понятийное соединение между объектами. Объект сотрудничает с другими объектами через соединяющие их связи. Связь обознача­ет соединение, с помощью которого:

□ объект-клиент вызывает операции объекта-поставщика;

□ один объект перемещает данные к другому объекту.

Можно сказать, что связи являются рельсами между станциями-объектами, по которым ездят «трамвайчики сообщений».

Связи между объектами показаны с помощью соединительных линий. Связи представляют возможные пути для передачи сообщений. Сами сообщения показаны стрелками, отмечающими их направления, и помечены именами вызываемых операций.

Как участник связи объект может играть одну из трех ролей:

• актер — объект, который может воздействовать на другие объекты, но никогда не подвержен воздействию других объектов;

o сервер — объект, который никогда не воздействует на другие объекты, он только используется другими объектами;

o агент — объект, который может как воздействовать на другие объекты, так и использоваться ими. Агент создается для выполнения работы от имени актера или другого агента.

Видимость объектов

Различают четыре формы видимости между объектами.

1. Объект-поставщик (сервер) глобален для клиента.

2. Объект-поставщик (сервер) является параметром операции клиента,

3. Объект-поставщик (сервер) является частью объекта-клиента.

4. Объект-поставщик (сервер) является локально объявленным объектом в операции клиента.

На этапе анализа вопросы видимости обычно опускают. На этапах проектирования и реализации вопросы видимости по связям обязательно должны рассматри­ваться.

Агрегация

Связи обозначают равноправные (клиент-серверные) отношения между объектами. Агрегация обозначает отношения объектов в иерархии «целое/ часть». Агрегация обеспечивает возможность перемещения от целого (агрегата) к его частям (свойствам).

При выборе вида отношения должны учитываться следующие факторы:

□ связи обеспечивают низкое сцепление между объектами;

агрегация инкапсулирует части как секреты целого.