Основы объектно-ориентированного моделирования

на создание моделей, близких к реальным явлениям. Требования к проектируемой

системе формируются на основе понятий (классов и объектов), составляющих словарь предметной области (термины предметной области, необходимые для рассматриваемой задачи)

объектной декомпозиции и объектного синтеза логической модели, физической модели, статической

модели и динамической модели проектируемой системы

Логическая модель: структуры классов и структуры объектов

Физическая модель: архитектура модулей и архитектура процессов

Модели объектно-ориентированного проектирования

представлении программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является

реализацией определенного класса, а классы образуют иерархию наследования

Figure
{
private:
Point _center;
public:
Figure();
void SetCenter(Point center);
virtual void Draw();

virtual void Hide();
Point GetCenter();
}

figure;
figure.SetCenter(point);
figure.Draw();
figure._center = point; // Ошибка, т.к. ограничение доступа

модули: класс, подсистема (логическая группировка)
Головная процедура
Раздел интерфейса
Раздел реализации
int g();
class X { public: int f() }
#include”x.h”

const int c=3; int g() { return c; }
int X::f() {
return c*f(); }

#include “x.h” void main() { int i=g();
X x; i = x.f(); }

x.h

x.cpp

main.cpp

main.exe

x.obj

Характеристики: связность модуля, сцепление модулей

Engine {}
class DieselEngine : public Engine {}

class Person {}

class MotorCar
{

double velocity;
Engine engine;
public:
void Drive() {}
}
class PassengerCar : public MotorCar
{
Person passengers[];
}
class Truck : public MotorCar
{
double weight;
double bodyCapacity;
}

объекта
Поведение объекта
class Stack {
private: int top;
int *s;
int size;
public:
void

Push(int i);
int Pop();
int IsEmpty();
int IsFull();
void Copy(Stack *other);
Stack(int sz);
~Stack();
}

агрегация) - отношение «часть-целое»
Композиция (агрегация по значению) – строгая форма

агрегации, агрегируемый объект принадлежит только одному агрегату. Связаны жизненные циклы.

Связь

Агрегация

свойства, поведение и семантику

один класс разделяет структуру и поведение другого класса
Ассоциация (association) –

описание связей между экземплярами классов
Реализация (implementation) – отношение между интерфейсом и классом, его реализующим
Зависимость (dependency) – отношение между классами, при котором изменения в одном классе приводят к изменениям в другом классе (наследование, ассоциация и реализация – частные случаи отношения зависимости, имеющие особое назначение и специальную нотацию)

Show() = 0;
virtual void Hide() {/*…*/ };
void

Move(int x, int y) {
Hide();
_x=x; _y=y;
Show();
}
};
class Circle: public Figure
{
// добавление поля
int _radius;
public:
// замещение метода (реализация)
virtual void Show() {/*…*/ };
};

class Face: public Circle
{
int _eyeColor;
public:
// замещение метода
void Show();
// переопределение метода
void Move(int x, int y) {/*…*/}
// добавление метода
virtual void CloseEyes();
};

Face
cPtr->Show(); // вызывается метод Face::Show()
cPtr->Move(10,20); // вызывается Figure::Move(),

так как невиртуальное
// замещение, а в нем методы Face::show() и
// Face::hide() в соответствии с фактическим
// классом объекта *cPtr.
// cPtr->closeEyes(); // ошибка компиляции
delete cPtr;

// ...

}

окружности*/ };
};
class Face : public Circle
{
virtual void Show()
{

/* рисование глаз */
Circle::Show();
/* рисование рта и ушей */
};
};

int main()
{
Face face;
face.Show(); // вызывается также
// Circle::Show()
}

В С++ уточнение реализовано для конструкторов и деструкторов

использоваться без нарушения семантики объявления X везде, где используется экземпляр

класса X.

Различие понятий класс и тип: класс описывает структуру объектов, тип описывает протокол объектов. Класс может соответствовать нескольким типам (реализовать различные интерфейсы). Различные классы могут иметь один и тот же тип (реализовать один и тот же интерфейс).

т.е. содержит абстрактные методы. Подкласс должен реализовать поведение (т.е. обеспечить

реализацию для абстрактных методов).
Порождение подкласса для специализации. Подкласс имеет такой же протокол, как и родительский класс, но специальным образом реализует некоторые методы.
Порождение класса для расширения. Подкласс добавляет к протоколу базового класса дополнительные методы.
Порождение класса для варьирования. Дочерний и родительский классы имеют одинаковые протоколы и могут занимать место в иерархии классов в произвольном порядке.
Порождение для конструирования. Подкласс использует структуру и поведение базового класса в своих методах, но при этом подкласс не является подтипом базового класса. Нарушается принцип подстановки.
Порождение классов для комбинирования. В классе комбинируются свойства двух и более классов (множественное наследование).
Порождение класса для обобщения. Подкласс является более общим, чем базовый класс. Целесообразно использовать только в особых случаях.
Порождение класса для ограничения. Подкласс ограничивает использование некоторых методов родительского класса. Нарушается принцип подстановки. Целесообразно использовать только в особых случаях.

но в реализации Stack использует Array::Merge()

top
В C++ закрытое наследование

class

Stack : private Array
{
public:
void Push(char value) { /* Set(top) */ }
int Pop() { /* Get(top) */}
void Resize(int newSize) { /* Merge(newArray) */ }
}

Job
{
public:
Company* company;
Person* person;
double

salary;
}

void remove(string& item) = 0;
virtual void insertAt(int index, string&

item) = 0;
}

class LinkedList : public IList
{
private:
Element* _head;
public:
void add(string& item) {… Element * p = new Element(item) … }
void remove(string& item) {… delete p; …}
void insertAt(int index, string& item) { … }
}

спецификация

реализация

class LinkedList : public IList
{
private:
Element* _head;
public:
void add(string& item) {… Element * p = new Element(item) … }
void remove(string& item) {… delete p; …}
void insertAt(int index, string& item) { … }
}

нового конкретного класса
– метод одного класса вызывает операцию другого

класса
<> – один класс создает экземпляр другого класса
<> или <> – разрешение одному классу использовать реализацию другого класса
<> - общее обозначение

T> class Array
{
public:
T operator[](int i) {…}
}

void main()
{
Array intArray;

Array floatArray;
// …
}

class Product
{
public:
Product() {}
}

class Factory
{
public:
Product Create()
{
return Product();
}
}

группам с установлением владельца, а также средства для предотвращения конфликтов

имен

namespace P1
{
class С1 {}

namespace P2
{
class C1 {}
}
}

int main()
{
P1::C1 x1;
P1::P2::C1 x2;
}

аспект системы.
Описание статической структуры (Static View)
Описание вариантов использования (Use Case

View)
Описание дискретных автоматов (State Machine View)
Описание активности (Activity View)
Описание взаимодействия (Interaction View)
Описание размещения (Deployment View)
Описание проектных решений (Design View)

Рисунки из Rumbaugh J., Jacobson I., Booch G. The Unified Modeling Language Reference Manual. – 2nd ed. Addison-Wesley. 2005

виде операций) и структурные свойства (в виде атрибутов). Классификаторами являются:

класс, интерфейс, компонент, вариант использования, подсистема, узел размещения и т.д.

Figure 9-2. Classifiers