Introdução ao diagrama de classes

O diagrama estático que representa a visão estática de um aplicativo é conhecido como Diagrama de Classes. Além de visualizar e documentar os vários aspectos de um sistema, o diagrama de classes também constrói o código executável em um aplicativo.

Os atributos, operações e restrições do sistema de uma classe são descritos pelo diagrama de classes. Devido à sua capacidade de ser mapeado diretamente com linguagens orientadas a objetos, é usado para modelar esses sistemas. Também conhecido como diagrama estrutural, é uma coleção de restrições, associações, colaborações e assim por diante.

Definição

Um diagrama de classes pode ser definido como parte da UML, que fornece uma visão geral de um sistema com relação a atributos, classes e também descreve o relacionamento entre eles. Ele atua como um recurso de desenvolvimento do sistema e cria um diagrama funcional do sistema.

Para ajudar os desenvolvedores a entender a arquitetura do sistema, um diagrama de classes é projetado. É sinônimo de um fluxograma representado em caixas retangulares. Existem três partes principais para isso - o nome da classe, os atributos e, finalmente, os métodos da classe.

Relacionamentos

Em um diagrama de classes, é necessário que exista um relacionamento entre as classes. A semelhança de vários relacionamentos geralmente dificulta a compreensão. Abaixo estão os relacionamentos que existem em um diagrama de classes.

1. Associação

Entre duas outras classes em um relacionamento de associação, uma classe de associação faz parte dela. Informações adicionais sobre o relacionamento podem ser obtidas anexando o relacionamento de associação à classe de associação. Várias operações, atributos etc. estão presentes na classe de associação. O diagrama abaixo mostra uma associação de banco e conta.

2. Multiplicidade

O número de elementos ou cardinalidade pode ser definido pela multiplicidade. É um dos relacionamentos mais incompreendidos que descreve o número de instâncias permitidas para um elemento específico, fornecendo um intervalo inteiro não negativo inclusivo. Possui limites inferior e superior. Por exemplo, um banco teria muitas contas registradas. Assim, próximo à classe da conta, um sinal de estrela está presente.

3. Associação Dirigida

Este é um relacionamento unidirecional em um diagrama de classes que garante o fluxo de controle de um para outro classificador. A navegabilidade é especificada por uma das extremidades da associação. O relacionamento entre dois classificadores pode ser descrito nomeando qualquer associação. A direção da navegação é indicada por uma seta. O exemplo abaixo mostra uma relação de ponta de seta entre o contêiner e o contido.

4. Associação Reflexiva

A associação de uma classe a si mesma é conhecida como associação reflexiva, que pode ser dividida em associações do tipo simétrico e assimétrico. Na associação reflexiva simétrica, a semântica de cada extremidade da associação não tem diferença lógica, enquanto que na associação reflexiva assimétrica a classe associada é a mesma, mas há uma diferença semântica entre os fins da associação.

5. Agregação

Nesse tipo de relacionamento, um objeto mais complexo é criado pela montagem de diferentes objetos juntos. A interação dentro do diferente grupo de objetos é definida por Agregação. A integridade dos objetos é protegida e a resposta dos objetos montados é decidida pelo objeto de controle. Em agregação, as classes nutrem o relacionamento 'tem um'.

6. Composição

É uma forma de agregação que representa todo o relacionamento da peça. Aqui, a vida útil do classificador de peças depende de toda a vida útil do classificador. Em uma classe, um forte ciclo de vida é representado pelo relacionamento de composição. Geralmente, há um fluxo de dados em uma direção aqui. Geralmente é indicado por uma linha sólida.

7. Generalização

Nesse tipo de relacionamento, o modelo filho é baseado no modelo pai. O relacionamento é usado para descrever vários diagramas de casos de uso e garante que a classe filho receba as propriedades presentes no pai. O modelo filho pode reutilizar os atributos do modelo pai com a ajuda do relacionamento de generalização. Portanto, os atributos distintos precisam ser definidos apenas no filho; o restante herdaria do pai. Pode haver pai solteiro, filhos múltiplos ou pais múltiplos, características de filhos solteiros nesse relacionamento. Não há nomes nos relacionamentos de generalização. Também é conhecido como o relacionamento 'é um'.

8. Realização

O comportamento de um elemento do modelo é realizado pelo comportamento especificado de outro elemento do modelo. Esse tipo de relacionamento não tem nomes.

Por que devemos usar o diagrama de classes?

A estrutura de um sistema é definida por um diagrama de classes, mostrando seus atributos, relacionamentos entre objetos e assim por diante. É a espinha dorsal da modelagem orientada a objetos e também pode ser usada para modelagem de dados. Os diagramas de classes ajudam a fazer pré-planos que facilitam o processo de programação. Além disso, você sempre pode fazer alterações no diagrama de classes, pois é meio irritante codificar diferentes funcionalidades após fatos. É um plano de design com base no qual um sistema é construído. É fácil de entender sem muito conhecimento técnico necessário.

O diagrama de classes fornece uma visão estática do aplicativo, e sua capacidade de mapeamento com linguagem orientada a objetos o torna pronto para ser usado na construção. Ao contrário do diagrama de sequência, diagrama de atividades, etc., o diagrama de classes é o diagrama UML mais popular. Abaixo está o objetivo de um diagrama de classes.

  • A visão estática de um aplicativo é projetada e analisada.
  • As responsabilidades de um sistema são descritas por ele.
  • Os componentes e a base do diagrama de implantação são o diagrama de classes.
  • A engenharia direta e reversa é influenciada pelo diagrama de classes.

Tipos de diagrama de classes

O diagrama de classes pode ser dividido em três componentes -

A seção superior, que consiste no nome da classe e é um componente obrigatório. A seção do meio descreve as qualidades da classe e é usada ao descrever a instância específica de uma classe. A seção inferior descreve a interação da classe com os dados.

Além disso, uma UML é dividida em Diagrama estrutural e comportamental, com o diagrama de classes no diagrama estrutural.

Vantagens do diagrama de classes

Um diagrama de classes pode ser implementado em diferentes fases de um projeto e é o coração da UML. Uma representação da realidade é criada pelo diagrama de classes, aparecendo no modelo de domínio durante a análise. A modelagem de software é feita durante a fase de design, enquanto o código é gerado durante a fase de implementação. A base dos produtos de software são os diagramas de classes que são parte essencial de qualquer projeto.

Um senso de orientação é dado pelos diagramas de classe. A estrutura do sistema é analisada em detalhes pelo diagrama de classes, e também a sinergia entre os diferentes elementos é visualizada por eles, juntamente com suas propriedades. É rápido, fácil de ler e pode ser criado facilmente se o software certo estiver em vigor. Qualquer sistema que precise ser criado, os diagramas de classes formam a base para isso.

Benefícios

  • Qualquer modelo de dados simples ou complexo pode ser ilustrado usando o diagrama de classes para obter o máximo de informações.
  • Os esquemas de um aplicativo podem ser entendidos com a ajuda dele.
  • Qualquer necessidade do sistema pode ser visualizada e transmitida pela empresa para que ações específicas sejam tomadas.
  • Qualquer requisito para implementar um código específico pode ser destacado através de gráficos e programado para a estrutura descrita.
  • Uma descrição independente da implementação pode ser fornecida e transmitida aos componentes.

Desvantagens do diagrama de classes

Embora o Diagrama de Classes seja a primeira coisa a ser considerada em um ambiente de produção para criar um sistema sem falhas, certamente também possui sua parte justa de contras.

  • Os diagramas de classes geralmente levam mais tempo para gerenciar e manter, o que às vezes é irritante para um desenvolvedor. Requer tempo para a sincronização com o código do software, para configurar e manter. Muitas vezes, desenvolvedores ou pequenas empresas acham difícil sincronizar o código, pois isso exige uma quantidade adicional de trabalho.
  • A falta de clareza na compreensão do beneficiário do diagrama também é uma desvantagem. Como os desenvolvedores de software trabalham com código, às vezes os diagramas de classe não são tão úteis. No entanto, os gerentes de projeto podem se beneficiar dos diagramas, pois fornecem uma visão geral do fluxo de trabalho de uma ferramenta específica. Por isso, geralmente existe um argumento para não perder tempo nos diagramas de classe e se concentrar no uso de quadro branco ou papel para desenhar o diagrama.
  • Um diagrama supercomplicado ou esmagador não ajuda os desenvolvedores de software em seu trabalho. Pode haver situações em que os desenvolvedores estão frustrados devido à estrutura dos diagramas de classes. Mapear todos os cenários pode tornar o diagrama confuso e difícil de trabalhar. O uso de informações de alto nível poderia, de alguma forma, ajudar a combater esses problemas.
  • Colocar ênfase excessiva no design pode causar um obstáculo aos desenvolvedores e empresas. As partes interessadas podem facilmente analisar os problemas após examinar o diagrama de classes, e colocar muito esforço nos recursos do software pode levar a uma perda de foco. As pessoas precisam se concentrar no trabalho real, em vez de gastar tempo olhando o diagrama e resolvendo problemas.

Como você pode ver, apesar da importância do Diagrama de Classes no ciclo de vida de desenvolvimento de software, certamente não é sem falhas e pode dificultar a vida dos desenvolvedores e das empresas, se não forem usados ​​com sabedoria.

Exemplo de diagrama de classes

Sem o barulho de restrições técnicas, é fácil criar um diagrama. Para usar um caixa eletrônico, é necessário apenas que um cliente pressione alguns botões para receber seu dinheiro. Apesar da facilidade com que o dinheiro sai, o sistema de back-end possui várias camadas de segurança que precisavam ser passadas para a prevenção de fraudes, lavagem de dinheiro e assim por diante.

Como visto aqui, existem várias entidades que seguem as propriedades de diferentes relacionamentos, conforme descrito anteriormente. Esses relacionamentos descrevem a estrutura na qual um sistema ATM é construído e as camadas de segurança que ele precisa passar para garantir transparência e integridade na transação.

Existem três perspectivas nas quais o diagrama de classes pode ser dividido -

  1. Primeiro é a perspectiva conceitual que os objetos do mundo real são descritos com a ajuda de diagramas conceituais. O domínio em estudo é representado pelo diagrama. É independente do idioma e está relacionado à classe.
  2. Os componentes de software são descritos pela perspectiva Especificações com interfaces e especificações. No caso da implementação específica, no entanto, nenhum compromisso é assumido.
  3. Uma implementação de linguagem específica pode ser feita com os diagramas de classe de perspectiva Implementação.

Trabalhando com diagrama de classes

Para o desenvolvimento de software, o diagrama UML mais importante é o diagrama de classes. Para desenhar um diagrama de classes representando vários aspectos de um aplicativo, poucas das propriedades que precisam ser consideradas são:

  • Um nome significativo deve ser dado a um diagrama de classes que descreva o aspecto real de um sistema.
  • É necessário que se compreenda previamente a relação entre cada elemento.
  • Para desenvolver um produto melhor, a responsabilidade entre as classes precisa ser reconhecida.
  • Para evitar complicar o diagrama, as propriedades específicas de uma classe devem ser especificadas.
  • A documentação é uma boa prática em qualquer projeto de desenvolvimento de software. Assim, a definição de qualquer aspecto em um diagrama precisa de documentação ou notas adequadas para que outros possam compreender. Uma equipe de desenvolvimento de software no final deve entender o que está configurado no diagrama.
  • É necessário desenhar em um quadro branco ou papel comum antes da criação da versão final. No entanto, é necessário garantir que apenas o diagrama que está pronto seja enviado, o que pode incluir várias retrabalhos.

Como essa tecnologia o ajudará no crescimento da carreira?

Se você está no setor de software, é imperativo que você precise definir a estrutura do seu problema com antecedência para criar um bom produto. Um diagrama de classes ajuda a entender os diferentes aspectos de um ciclo de vida do projeto e a entender o relacionamento entre os elementos no código.

Conclusão

Para projetar e visualizar os artefatos do sistema de software, o idioma padrão usado é a UML. O relacionamento entre os diferentes objetos é descrito pelo diagrama de classes que garante o design e a análise de um aplicativo e o visualiza em sua forma estática. Sendo o diagrama UML mais importante, o diagrama de classes consiste em classes, atributos e relacionamentos, que são seus elementos essenciais. Para ter uma idéia da estrutura do aplicativo, é usado o diagrama de classes que ajuda a reduzir o tempo de manutenção.

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Categoria:

Desenvolvimento de software