Un diagrama de clases sirve para
visualizar las relaciones entre las clases que involucran el sistema, las
cuales pueden ser asociativas, de herencia, de uso y de contenimiento.
Un diagrama de clases está compuesto
por los siguientes elementos:
- Clase: atributos, métodos y
visibilidad.
- Relaciones: Herencia, Composición,
Agregación, Asociación y Uso.
Elementos
- Clase
Es la unidad básica
que encapsula toda la información de un Objeto (un objeto es una instancia de
una clase). A través de ella podemos modelar el entorno en estudio (una Casa,
un Auto, una Cuenta Corriente, etc.).
En UML, una clase es
representada por un rectángulo que posee tres divisiones:
En donde:
- Superior: Contiene el nombre de la
Clase
- Intermedio: Contiene los atributos (o
variables de instancia) que caracterizan a la Clase (pueden ser private,
protected o public).
- Inferior: Contiene los métodos u
operaciones, los cuales son la forma como interactúa el objeto con su
entorno (dependiendo de la visibilidad: private, protected o public).
Ejemplo:
Una Cuenta Corriente
que posee como característica:
- Balance
Puede realizar las
operaciones de:
- Depositar
- Girar
- y
Balance
El diseño asociado
es:
Atributos y Métodos:
- Atributos:
Los atributos o
características de una Clase pueden ser de tres tipos, los que definen el grado
de comunicación y visibilidad de ellos con el entorno, estos son:
- public Indica que el atributo
será visible tanto dentro como fuera de la clase, es decir, es
accesible desde todos lados.
- private Indica que el atributo
sólo será accesible desde dentro de la clase (sólo sus métodos lo pueden
accesar).
- protected Indica que el atributo no
será accesible desde fuera de la clase, pero si podrá ser accesado por
métodos de la clase además de las subclases que se deriven (ver
herencia).
- Métodos:
Los métodos u
operaciones de una clase son la forma en como ésta interactúa con su entorno,
éstos pueden tener las características:
- public Indica que el método será
visible tanto dentro como fuera de la clase, es decir, es accesible
desde todos lados.
- private Indica que el método sólo
será accesible desde dentro de la clase (sólo otros métodos de la clase
lo pueden accesar).
- protected Indica que el método no
será accesible desde fuera de la clase, pero si podrá ser accesado por
métodos de la clase además de métodos de las subclases que se deriven
(ver herencia).
- Relaciones
entre Clases:
Ahora ya definido el
concepto de Clase, es necesario explicar como se pueden interrelacionar dos o
más clases (cada uno con características y objetivos diferentes).
Antes es necesario
explicar el concepto de cardinalidad de relaciones: En UML, la cardinalidad de
las relaciones indica el grado y nivel de dependencia, se anotan en cada
extremo de la relación y éstas pueden ser:
- uno
o muchos:
1..* (1..n)
- 0 o
muchos:
0..* (0..n)
- número
fijo: m
(m denota el número).
iv.
Herencia (Especialización/Generalización):
Indica que una
subclase hereda los métodos y atributos especificados por una Super Clase, por
ende la Subclase además de poseer sus propios métodos y atributos, poseerá las
características y atributos visibles de la Super Clase (public y protected),
ejemplo:
En la figura se
especifica que Auto y Camión heredan de Vehículo, es decir, Auto posee las
Características de Vehículo (Precio, VelMax, etc) además posee algo particular
que es Descapotable, en cambio Camión también hereda las características de
Vehiculo (Precio, VelMax, etc) pero posee como particularidad propia Acoplado,
Tara y Carga.
Cabe destacar que
fuera de este entorno, lo único "visible" es el método
Caracteristicas aplicable a instancias de Vehículo, Auto y Camión, pues tiene
definición publica, en cambio atributos como Descapotable no son visibles por
ser privados.
v.
Agregación:
Para modelar objetos
complejos, n bastan los tipos de datos básicos que proveen los lenguajes:
enteros, reales y secuencias de caracteres. Cuando se requiere componer objetos
que son instancias de clases definidas por el desarrollador de la aplicación,
tenemos dos posibilidades:
- Por Valor: Es un tipo de relación estática, en donde
el tiempo de vida del objeto incluido esta condicionado por el tiempo de
vida del que lo incluye. Este tipo de relación es comunmente llamada Composición (el
Objeto base se contruye a partir del objeto incluido, es decir, es
"parte/todo").
- Por Referencia: Es un tipo de relación
dinámica, en donde el tiempo de vida del objeto incluido es
independiente del que lo incluye. Este tipo de relación es comunmente
llamada Agregación (el objeto base utiliza al incluido
para su funcionamiento).
Un Ejemplo es el
siguiente:
En donde se destaca
que:
- Un Almacén posee Clientes y Cuentas (los rombos van en el objeto que posee
las referencias).
- Cuando
se destruye el Objeto Almacén también son destruidos los objetos Cuenta
asociados, en cambio no son afectados los objetos Cliente asociados.
- La
composición (por Valor) se destaca por un rombo relleno.
- La
agregación (por Referencia) se destaca por un rombo transparente.
La flecha en este
tipo de relación indica la navegabilidad del objeto refereniado. Cuando no
existe este tipo de particularidad la flecha se elimina.
vi.
Asociación:
La relación entre
clases conocida como Asociación, permite asociar objetos que colaboran entre
si. Cabe destacar que no es una relación fuerte, es decir, el tiempo de vida de
un objeto no depende del otro.
Ejemplo:
Un cliente puede
tener asociadas muchas Ordenes de Compra, en cambio una orden de compra solo
puede tener asociado un cliente.
vii.
Dependencia o Instanciación (uso):
Representa un tipo de
relación muy particular, en la que una clase es instanciada (su instanciación
es dependiente de otro objeto/clase). Se denota por una flecha punteada.
El uso más particular
de este tipo de relación es para denotar la dependencia que tiene una clase de
otra, como por ejemplo una aplicación grafica que instancia una ventana (la
creación del Objeto Ventana esta condicionado a la instanciación proveniente
desde el objeto Aplicacion):
Cabe destacar que el
objeto creado (en este caso la Ventana gráfica) no se almacena dentro del
objeto que lo crea (en este caso la Aplicación).
- Casos
Particulares:
- Clase
Abstracta:
Una clase abstracta
se denota con el nombre de la clase y de los métodos con letra
"itálica". Esto indica que la clase definida no puede ser instanciada
pues posee métodos abstractos (aún no han sido definidos, es decir, sin
implementación). La única forma de utilizarla es definiendo subclases, que
implementan los métodos abstractos definidos.
- Clase
parametrizada:
Una clase
parametrizada se denota con un subcuadro en el extremo superior de la clase, en
donde se especifican los parámetros que deben ser pasados a la clase para que
esta pueda ser instanciada. El ejemplo más típico es el caso de un Diccionario
en donde una llave o palabra tiene asociado un significado, pero en este caso
las llaves y elementos pueden ser genéricos. La genericidad puede venir dada de
un Template (como en el caso de C++) o bien de alguna estructura predefinida
(especialización a través de clases).
En el ejemplo no se
especificaron los atributos del Diccionario, pues ellos dependerán
exclusivamente de la implementación que se le quiera dar.
Ejemplo:
Supongamos que tenemos tenemos un el
caso del Diccionario implementado mediante un árbol binario, en donde cada nodo
posee:
- key:
Variable por la cual se realiza la búsqueda, puede ser generica.
- item:
Contenido a almacenar en el diccionario asociado a "key", cuyo
tipo también puede ser genérico.
Para este caso particular hemos
definido un Diccionario para almacenar String y Personas, las cuales pueden
funcionar como llaves o como item, solo se mostrarán las relaciones para la
implementación del Diccionario:
