Bài giảng Lập trình hướng đối tượng - Bài 12: Biểu đồ lớp

12/27/17

Mục đích

n Mô tả khung nhìn tĩnh của hệ thống và cách

Bộ môn Công nghệ Phần mềm

Viện CNTT & TT

đưa nó vào trong một mô hình.

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

n Minh họa cách đọc và hiểu một biểu đồ lớp.

n Mô hình hóa mối liên kết (association) và kết

tập (aggregation) và chỉ ra cách mô hình chú

ng vào biểu đồ lớp.

LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG

Bài 12. Biểu đồ lớp

n Mô hình tổng quát hóa (generalization) trên

một biểu đồ lớp.

2

Nội dung

1. Biểu đồ lớp (Class diagram)

2. Liên kết (Association)

1. Biểu đồ lớp (Class diagram)

2. Liên kết (Association)

3. Kết tập (Aggregation)

4. Tổng quát hóa (Generalization)

3

4

1

12/27/17

1.1. Lớp (Class)

Biểu diễn thuộc tính

n Sử dụng hình chữ nhật gồm 3 thành phần

n Chỉ ra tên, kiểu và giá trị mặc định nếu có

n

attributeName : Type = Default

n

Tên lớp

Các thuộc tính

Các phương thức

n Tuân theo quy ước đặt tên của ngôn ngữ cài

Class_Name

attribute1

attribute2

attribute3

đặt và của dự án.

n Kiểu (type) nên là kiểu dữ liệu cơ bản trong

ngôn ngữ thực thi

method1()

method2()

method3()

n

Kiểu dữ liệu có sẵn, kiểu dữ liệu người dùng định

nghĩa, hoặc lớp tự định nghĩa.

5

6

Mô tả phương thức

Phạm vi truy cập (Visibility)

n Tên phương thức:

n Phạm vi truy cập được sử dụng để thực hiện

khả năng đóng gói

n

Mô tả kết quả

n

Sử dụng góc nhìn của đối tượng khách (client – đ

ối tượng gọi)

private

n

Nhất quán giữa các lớp

n Chữ ký của phương thức:

operationName([direction] parameter:class,...):returnType

public

protected

n

Direction: in (mặc định), out hoặc inout

7

8

2

12/27/17

Phạm vi truy cập được biểu diễn như thế

nào?

Phạm vi (Scope)

n Các ký hiệu sau được sử dụng:

n Xác định số lượng thể hiện của thuộc

n

+ Public access

tính/thao tác:

# Protected access

n

Instance: Một thể hiện cho mỗi thể hiện của mỗi lớp

-

Private access

n

Classifier: Một thể hiện cho tất cả các thể hiện của lớp

Class1

n Phạm vi Classifier được ký hiệu bằng cách

- privateAttribute

+ publicAttribute

# protectedAttribute

gạch dưới tên thuộc tính/thao tác.

- privateOperation ()

+ publicOPeration ()

# protecteOperation ()

Class1

- classifierScopeAttr

- instanceScopeAttr

+ classifierScopeOp ()

+ instanceScopeOp ()

9

10

Ví dụ: Scope

1.2. Biểu đồ lớp là gì?

n Biểu đồ lớp chỉ ra sự tồn tại của các lớp và m

ối quan hệ giữa chúng trong bản thiết kế

logic của một hệ thống

Student

n

Chỉ ra cấu trúc tĩnh của mô hình như lớp, cấu trúc bên

- name

- address

trong của chúng và mối quan hệ với các lớp khác.

- studentID

- nextAvailID : int

n

Chỉ ra tất cả hoặc một phần cấu trúc lớp của một hệ thố

ng.

Không đưa ra các thông tin tạm thời.

+ addSchedule ([in] theSchedule : Schedule, [in] forSemester : Semester)

+ getSchedule ([in] forSemester : Semester) : Schedule

+ hasPrerequisites ([in] forCourseOffering : CourseOffering) : boolean

# passed ([in] theCourseOffering : CourseOffering) : boolean

+ getNextAvailID () : int

n

Khung nhìn tĩnh của một hệ thống chủ yếu h

ỗ trợ các yêu cầu chức năng của hệ thống

.

11

12

3

12/27/17

Biểu đồ lớp (Class Diagram – CD)

Khi nào sử dụng biểu đồ lớp?

n Từ vựng của hệ thống (Vocabulary)

n Khung nhìn tĩnh của hệ thống

n

Khi trừu tượng hóa một phần hoặc bên ngoài hoặc biên c

ủa hệ thống.

CloseRegistrationForm

Schedule

CloseRegistrationController

- semester

n

Chỉ ra kết quả trừu tượng hóa và trách nhiệm của chúng

+ open()

+ is registration open?()

+ close registration()

+ commit()

n Cộng tác (Collaboration)

+ select alternate()

+ remove offering()

+ level()

n

Nhóm các lớp và các thành phần khác làm việc cùng

nhau để thực hiện một công việc nào đó.

Professor

- name

- employeeID : UniqueId

- hireDate

- status

- discipline

+ cancel()

+ get cost()

+ delete()

Student

n Lược đồ CSDL logic (Logical database

+ submit()

+ save()

+ any conflicts?()

+ create with offerings()

+ update with new selections()

+ get tuition()

schema)

+ add schedule()

+ get schedule()

+ delete schedule()

+ has pre-requisites()

- maxLoad

n

Tương tự như bản thiết kế khái niệm cho CSDL

+ submitFinalGrade()

+ acceptCourseOffering()

+ setMaxLoad()

+ takeSabbatical()

+ teachClass()

n

Chứa các đối tượng cần lưu trữ lâu dài tức là cần lưu

trong CSDL

13

14

Ví dụ Biểu đồ lớp

Gói (package)

n Một cơ chế chung để tổ chức các phần tử th

ành nhóm.

n Có cách nào tốt hơn để tổ chức biểu đồ lớp?

LoginForm

RegistrationController

n Một phần tử trong mô hình có thể chứa các

phần tử khác.

RegisterForCoursesForm

CloseRegistrationForm

Student

Schedule

CloseRegistrationController

University

Artifacts

Professor

Course

CourseOffering

CourseCatalogSystem

BillingSystem

15

16

4

12/27/17

Ví dụ: Registration Package

Nội dung

1. Biểu đồ lớp (Class diagram)

2. Liên kết (Association)

3. Kết tập (Aggregation)

Registration

CloseRegistrationController

CloseRegistrationForm

4. Tổng quát hóa (Generalization)

RegisterForCoursesForm

RegistrationController

17

18

Liên kết (association) là gì?

Bội số quan hệ (Multiplicity)

n Mối liên hệ ngữ nghĩa giữa hai hay nhiều lớp

n Bội số quan hệ là số lượng thể hiện của một l

chỉ ra sự liên kết giữa các thể hiện của chúng

ớp liên quan tới MỘT thể hiện của lớp khác.

n Mối quan hệ về mặt cấu trúc chỉ ra các đối tư

ợng của lớp này có kết nối với các đối tượng

của lớp khác.

n Với mỗi liên kết, có hai bội số quan hệ cho

hai đầu của liên kết.

n

Với mỗi đối tượng của Professor, có nhiều Course

Offerings có thể được dạy.

n

Với mỗi đối tượng của Course Offering, có thể có

1 hoặc 0 Professor giảng dạy.

Student

Schedule

Course

instructor

Professor

CourseOffering

0..1

0..*

19

20

5

12/27/17

Biểu diễn bội số quan hệ

Ví dụ về bội số quan hệ

Unspecified

1

Exactly One

1

RegisterForCoursesForm

RegistrationController

1

Zero or More

0..*

0..1

Zero or More

*

1..*

One or More

0..1

0..*

0..1

Zero or One (optional value)

1

Student

Schedule

CourseOffering

2..4

Specified Range

0..*

0..4

Multiple, Disjoint Ranges

2, 4..6

21

22

Nội dung

Kết tập (aggregation) là gì?

n Là một dạng đặc biệt của liên kết mô hình hó

a mối quan hệ toàn thể-bộ phận (whole-part)

giữa đối tượng toàn thể và các bộ phận của

nó.

1. Biểu đồ lớp (Class diagram)

2. Liên kết (Association)

3. Kết tập (Aggregation)

4. Tổng quát hóa (Generalization)

n

Kết tập là mối quan hệ “là một phần” (“is a part-

of”).

n Bội số quan hệ được biểu diễn giống như các

liên kết khác

1

Whole

Part

0..1

23

24

6

12/27/17

Ví dụ về kết tập

Cấu thành (Composition) là gì?

n Một dạng của kết tập với quyền sở hữu mạnh

và các vòng đời trùng khớp giữa hai lớp

1

n

Whole sở hữu Part, tạo và hủy Part.

RegisterForCoursesForm

RegistrationController

0..1

1

n

Part bị bỏ đi khi Whole bị bỏ, Part không thể tồn tại nếu

Whole không tồn tại.

Part

Whole

0..1

1

0..*

Student

Schedule

CourseOffering

0..*

0..4

25

Composition

26

Ví dụ – Association

Association, Aggregation and Composition

public class StudentRegistrar {

n Mối quan hệ giữa các lớp

public StudentRegistrar (){

(relationship)

(new RecordManager()).initialize();

n

Liên kết (Association)

}

n

Sử dụng (use-a)

n

Kết tập (Aggregation)

n

Strong association

has-a/is-a-part

n Một lớp sử dụng lớp khác

n

n Lời gọi phương thức của đối tượng thuộc lớp này trong lớp

n

Hợp thành (Composition)

kia

n

Strong aggregation

Share life-time

n

n Thường được cài đặt bằng tham chiếu (nhưng không bắt bu

ộc).

27

28

7

12/27/17

Nội dung

Ví dụ – Aggregration vs. Composition

n University chứa (own) nhiều Department

n Mỗi Department có 1 số các Professor

1. Biểu đồ lớp (Class diagram)

2. Liên kết (Association)

3. Kết tập (Aggregation)

4. Tổng quát hóa

n Nếu hủy University:

n

Các phòng ban cũng không còn tồn tại

Nhưng các Professor trong các Department vẫn còn tồn tại

(Generalization)

n

n Dấu hiệu khác:

n

1 professor có thể làm trong nhiều Department

n

1 Department chỉ thuộc về 1 University

29

30

Lớp trừu tượng và lớp cụ thể

(Abstract and Concrete Class)

Tổng quát hóa (Generalization)

n

Lớp trừu tượng không thể có đối tượng

n Mối quan hệ giữa các lớp trong đó một lớp

n

Chứa phương thức trừu tượng

chia sẻ cấu trúc và/hoặc hành vi với một hoặ

c nhiều lớp khác

n

Chữ nghiêng

n

Lớp cụ thể có thể có đối tượng

n Xác định sự phân cấp về mức độ trừu tượng

hóa trong đó lớp con kế thừa từ một hoặc

nhiều lớp cha

Discriminator

Abstract class

Animal

Abstract operation

+ communicate ()

Communication

There are no direct instances of Animal

n

Đơn kế thừa (Single inheritance)

Đa kế thừa (Multiple inheritance)

n

Lion

Tiger

+ communicate ()

n Là mối liên hệ “là một loại” (“is a kind of”)

+ communicate ()

All objects are either lions or tigers

31

32

8

12/27/17

Ví dụ về Đơn kế thừa

Ví dụ về Đa kế thừa

n Một lớp kế thừa từ MỘT lớp khác

n Một lớp có thể kế thừa từ nhiều lớp khác

Ancestor

Account

FlyingThing

Animal

- balance

- name

Multiple Inheritance

Superclass

(parent)

- number

+ withdraw()

+ createStatement()

Generalization

Relationship

Airplane

Helicopter

Bird

Wolf

Horse

Sử dụng đa kế thừa chỉ khi cần thiết và luôn luôn phải c

ẩn thận!

Subclasses

(children)

Savings

Checking

33

34

Descendents

Đa hình (Polymorphism) là gì?

Tổng quát hóa: Thực thi đa hình

Animal

n Khả năng che giấu các thực thi khác nhau dư

+ communicate ()

ới một giao diện duy nhất.

Lion

Tiger

+ communicate ()

Manufacturer B

Manufacturer C

Manufacturer A

Without Polymorphism

With Polymorphism

Animal communicate

if animal = “Lion” then

Lion communicate

else if animal = “Tiger” then

Tiger communicate

end

OO Principle:

Encapsulation

Remote Control

35

36

9

12/27/17

Bài tập

n A class diagram containing the following classes: Personal

Planner Profile, Personal Planner Controller, Customer

Profile, and Buyer Record.

n Given:

A set of classes and their relationships

n Draw:

A class diagram

n

n Associations drawn using the following information:

n

Each Personal Planner Profile object can be associated with up

to one Personal Planner Controller object.

n

Each Personal Planner Controller object must be related to one

Personal Planner Profile.

A Personal Planner Controller object can be associated with up

to one Buyer Record and Customer Profile object.

An instance of the Buyer Record class can be related to zero or

one Personal Planner Controller.

Zero or one Personal Planner Controller objects are associated

with each Customer Profile instance.

37

38

10

Bài giảng Lập trình hướng đối tượng - Bài 12: Biểu đồ lớp - Nguyễn Thị Thu Trang