Diagrama de clases y objetos
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El documento aborda los diagramas UML, centrándose en diagramas estructurales, clases, atributos, operaciones y relaciones como asociaciones, agregación y composición. Se discuten conceptos clave como multiplicidad, encapsulación, herencia y polimorfismo, explicando su importancia en el modelado de sistemas. Además, incluye ejemplos prácticos que ilustran cómo se aplican estos conceptos en el desarrollo de software.
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Multiplicidad
La multiplicidad de un atributo indica cuántos valores puede contener un
atributo
La multiplicidad se muestra como un intervalo entre corchetes en la forma
[mínimo ... máximo]
El valor del mínimo debe ser menor o igual al valor del máximo
Si no hay límite superior para el intervalo, se expresa con un asterisco∗
Combinar las propiedades {no único} y {único}, que definen si se permiten o no
duplicados, y {ordenado} y {no ordenado}, que fuerzan o cancelan un orden
fijo de los valores de atributo](https://image.slidesharecdn.com/diagramadeclases-210519171006/85/Diagrama-de-clases-y-objetos-8-320.jpg)
Diagrama de clases y objetos
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- 2. Diagramas UML René Guamán-Quinche Facultad de la Energía, las Industrias y los Recursos Naturales No Renovables Carrera de Ingeniería en Sistemas/Computación Mayo, 2020 Loja, Ecuador
- 3. 3 1. Diagramas Estructurales Diagrama de Clases Clases Atributos Multiplicidad Operaciones Modificadores de acceso Asociaciones Agregación Composición Generalización Herencia mútliple Polimorfismo Ejemplos Diagrama de Objetos Agenda
- 4. 4 Diagrama de Clases Describe la definición de cada uno de los posibles objetos pertenecientes al sistema Usamos el diagrama de clases para modelar la estructura estática de un sistema Muestra las clases del sistema, sus atributos, operaciones (o métodos), y las relaciones entre los objetos Diagrama cercano a la implementación, construido y refinado a través del desarrollo Desarrollado por analistas, diseñadores y desarrolladores Utilidad Organizar el sistema, describiendo sus diferentes entidades, así como sus características y relaciones entre ellas Permite ver los esquemas lógicos de las estructuras de datos
- 5. 5 Clases Cada clase se representa por un rectángulo con tres compartimentos Nombre de la clase Atributos de la clase Operaciones de la clase
- 6. 6 Clases
- 7. 7 Atributos Un atributo tiene al menos un nombre El tipo de atributo se puede especificar después del nombre usando: Tipo Los posibles tipos de atributos incluyen tipos de datos primitivos, como enteros y cadenas, tipos de datos compuestos, por ejemplo, una fecha, una enumeración o clases definidas por el usuario
- 8. 8 Multiplicidad La multiplicidad de un atributo indica cuántos valores puede contener un atributo La multiplicidad se muestra como un intervalo entre corchetes en la forma [mínimo ... máximo] El valor del mínimo debe ser menor o igual al valor del máximo Si no hay límite superior para el intervalo, se expresa con un asterisco∗ Combinar las propiedades {no único} y {único}, que definen si se permiten o no duplicados, y {ordenado} y {no ordenado}, que fuerzan o cancelan un orden fijo de los valores de atributo
- 10. 10 Operaciones Se caracterizan por su nombre, sus parámetros y el tipo de valor de retorno Cuando se llama a una operación en un programa, se ejecuta el comportamiento asignado a esta operación El diagrama de clases no es adecuado para describir el comportamiento de los objetos en detalle, ya que solo modela las firmas de las operaciones que proporcionan los objetos; no modela cómo se implementan realmente estas operaciones
- 11. 11 Operaciones En un diagrama de clases, el nombre de la operación va seguido de una lista de parámetros entre paréntesis Un parámetro se representa de manera similar a un atributo. La única información obligatoria es el nombre del parámetro El valor de retorno opcional de una operación se especifica con el tipo de valor de retorno
- 12. 12 Modificadores de acceso PREGUNTA: ¿Qué es la encapsulación? Ocultamiento de los datos de un objeto de tal forma que solo sean accesibles mediante operaciones definidas por el propio objeto La encapsulación presenta una serie de ventajas Se protegen los datos privados del objeto de lecturas y escrituras no permitidas Permite una mejor estructuración y manipulación de los datos Los atributos de un objeto no deberían ser manipulables directamente por el resto de los objetos. En caso de querer hacerlos manipulables, se debe implementar los procedimientos Set y Get
- 13. 13 Modificadores de acceso Encapsulación En UML, los niveles de encapsulación vienen heredados de C++ - Privado: Atributo o proceso totalmente invisible # Protegido: Visibles para las clases amigas (friends) o para clases derivadas de la original + Públicos: Visibles a otras clases
- 14. 14 Asociaciones La asociación expresa una conexión entre elementos, esto es, que existe algún tipo de relación entre ambos Se representa mediante una línea que une ambas clases. Se puede indicar el tipo de asociación y el sentido de la misma Se indica la multiplicidad de cada clase, que representa con cuantos objetos de la clase unida por la asociación se puede relacionar un objeto determinado 1 0..1 M..N * 0..* 1..* La multiplicidad >= 1 establece una restricción de existencia
- 15. 15 Asociaciones Asociación con restricciones. Indica que sólo se realiza la asociación si se cumple una determinada condición Asociación excluyente. Indica que 2 posibles asociaciones no se pueden realizar a la vez
- 16. 16 Asociaciones Navegación de las asociaciones: Aunque las asociaciones suelen ser bidireccionales (se pueden recorrer en ambos sentidos), en ocasiones es deseable hacerlas unidireccionales (restringir su navegación en un único sentido). Gráficamente, cuando la asociación es unidireccional, la línea termina en una punta de flecha que indica el sentido de la asociación:
- 17. 17 Asociaciones Clase de asociación. Si desea asignar atributos u operaciones a la relación entre una o más clases en lugar de a una clase en sí, puede hacerlo utilizando una clase de asociación Una clase de asociación está representada por una clase y una asociación que están conectadas por una línea discontinua La asociación puede ser binaria o n-aria
- 18. 18 Asociaciones En la figura a, un estudiante solo se le puede otorgar una reunión de examen para discutir el resultado del examen escrito del estudiante una vez En la figura b, muestra un modelo más amigable para los estudiantes. Allí, el uso de {non-unique} permite que un estudiante tenga más de una reunión de examen
- 19. 19 Asociaciones
- 20. 20 Agregación Agregación Una clase puede ser puede estar relacionada por un conjunto de clases que la representen y, sin las cuales, no tenga sentido. A esta relación se le llama Agregación o Composición débil, y se representa mediante un rombo blanco
- 21. 21 Agregación Agregación - ejemplo Un ordenador posee, como mínimo, los siguientes elementos: 1 Torre 1 Teclado 1 Monitor 1 Ratón Una torre se compone por: 1 o varias unidades de disco duro Varios módulos de memoria RAM 1 unidad óptica 1 tarjeta gráfica
- 23. 23 Composición Composición La Composición o Composición fuerte es una relación entre clases similar a la agregación, pero en la que las clases que componen a la principal no tienen sentido sin dicha clase principal Se representa mediante un rectángulo de color negro
- 25. 25 Generalización Generalización Consiste en factorizar las propiedades comunes de un conjunto de clases en una clase más general. Herencia Las subclases heredan propiedades de sus clases padre, esto es, los atributos, operaciones y asociaciones de la clase padre están disponible en sus clases hijas Existen 2 conceptos complementarios: Generalización y Especialización En la fase de análisis nos movemos desde la generalización hacia la especialización
- 26. 26 Generalización Generalización La generalización se expresa mediante una flecha hueca
- 27. 27 Generalización Generalización Representar mediante un diagrama de clases la clasificación de los seres vivos: Los animales se deben organizar por su alimentación, esto es: Carnívoros, Herbívoros y Omnívoros Las plantas se deben clasificar por su tipo: Árboles, Arbustos y Hierbas Para los animales, se ponen 3 ejemplos: Conejo, León y Vaca
- 29. 29 Generalización Generalización y conjuntos Se puede equiparar el concepto de clase al de conjunto, de forma que ambos sirven para clasificar distintos elementos Generalización y especialización expresan relaciones entre conjuntos
- 30. 30 Generalización a) Diagrama sin generalización b) Diagrama con generalización
- 31. 31 Herencia múltiple Se produce cuando una subclase tiene más de una superclase No se suele recomendar, ya que puede dar conflictos de nombre y procedencia Algunos lenguajes de programación como Java o Ada95 no permiten herencia múltiple
- 32. 32 Polimorfismo Principio de Sustitución El principio de sustitución (Liskow 1987) dice: Debe ser posible utilizar cualquier objeto instancia de una subclase en el lugar de cualquier objeto instancia de su superclase sin que la semántica del programa escrito en los términos de la superclase se vea afectado. Este principio debe seguirse siempre que se utilice el Polimorfismo
- 33. 33 Polimorfismo Polimorfimo El término polimorfismo se encuentra ligado al concepto de herencia e indica que una característica de una clase padre puede tomar diferentes formas dependiendo de la clase hija que la ejecute Permite que, ante un mismo estímulo, se desencadene una respuesta distinta dependiendo de la clase que la ejecute Este concepto permite dotar de flexibilidad al conjunto de clases implementado, siendo uno de los mecanismos mas potentes que posee el uso de herencia
- 34. 34 Polimorfismo Qué comen los animales?
- 35. 35 Ejemplo El dueño de un hotel te pide a desarrollar un programa para consultar sobre las habitaciones disponibles y reservar habitaciones de su hotel El hotel posee tres tipos de habitaciones: simple, doble y matrimonial, y dos tipos de clientes: habituales y esporádicos. Una reserva almacena datos del cliente, de la habitación reservada, la fecha de comienzo y el número de días que será ocupada la habitación El recepcionista del hotel debe poder hacer la siguientes operaciones: Obtener un listado de las habitaciones disponible de acuerdo a su tipo Preguntar por el precio de una habitación de acuerdo a su tipo Preguntar por el descuento ofrecido a los clientes habituales Preguntar por el precio total para un cliente dado, especificando su numero de DNI, tipo de habitación y número de noches. Dibujar en pantalla la foto de un habitación de acuerdo a su tipo Reservar una habitación especificando el número de la habitación, DNI y nombre del cliente. Eliminar una reserva especificando el número de la habitación El administrador puede usar el programa para: Cambiar el precio de una habitación de acuerdo a su tipo Cambiar el valor del descuento ofrecido a los clientes habituales Calcular las ganancias que tendrán en un mes especificado (considere que todoslos meses tienen treinta días). El hotel posee información sobre que clientes son habituales. El diseño a desarrollar debe facilitar la extensibilidad de nuevos tipos de habitación o clientes y a su vez permitir agregar nuevas consultas
- 36. 36 Ejemplo
- 37. 37 Diagrama de Objetos Un sistema contiene numerosos individuos diferentes, no solo personas, sino también animales, plantas, objetos inanimados, artefactos, etc.que pueden identificarse de manera única Muestra una vista completa o parcial de los objetos de un sistema en un instante de ejecución determinado Comparte la misma notación que los diagramas de clases. El nombre del objeto se representa subrayado, a diferencia del nombre de las clases Utilidad. Ilustrar las estructuras de datos/objetos del sistema Especificar detalles del modelo Obtener una “foto” del sistema en un determinado punto
- 40. 40 Cŕeditos • Transparencias basadas por: • Christopher Exposito Izquierdo & AiRam Exposito Marquez & otros • Libro: Martina Seidl · Marion Scholz, Christian Huemer · Gerti Kappel, UML @ Classroom, An Introduction to Object-Oriented Modeling
- 41. Networking académico: Correo electrónico: rguaman@unl.edu.ec Twitter: @rene5254 SlideShare: https://es.slideshare.net/rene5254 41 Gracias