Mer$om$objektorientering$og$UML

Transkript

1 INF1030:&25.&april&2019 Mer$om$objektorientering$og$UML Yngve&Lindsjørn IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 1

2 Gjennomgang&i&dagens&forelesning! Tabeller&(arrays)&vs.&objekter! Objektorientert design " Objektdesign&og&ansvarstilordning " Bruk&av&UML&! Fokus&på&klassediagrammer! Designmodeller! Designmønstre&( Design&Patterns )! Eksempler&på&diagrammer! Eksempel&på&kode&(pseudo&kode)&fra&sekvensdiagram IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 2

3 Tabell&(array)&6 Personer Fødselsnr Navn Adresse Født Per+Hansen Eikeveien 4,+1358+Stabekk Line+Nilsen Svanesvingen 2,+0987+Oslo Tore+Nordmann Ekornbakken+9,+0876+Oslo Siv++Svendsen Trollveien 5,+1400+Ski To+dimensjonal+tabell+med+personer+representert+som+rader+og+egenskapene+ (attributtene)+til+personene+representert+som+kolonner IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 3

4 Excel&regneark& personer&med&alder&som& funksjon Merk:&Alder&er&definert&som&en&funksjon&av& dagens&år & (minus)& året&til&personens&fødeselsdato.&år()&og&idag()&er&funksjoner& (metoder)&som&finnes&i&excel&fra&før.&år&(date)&returnerer&et& årstall,&mens&idag()&returnerer&dagens&dato. IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 4

5 Personer&som&objekter& definerer&class&person Person PersonID Navn Adresse Født Alder&() Navn&på&klassen Attributter&som& beskriver&objekt Funksjoner/metoder& (operations&i&uml) Class%Person%med%egenskaper%og%metoder IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 5

6 Class&Person&med&datatyper&og&Alder&som& funksjon/metode Person Navn&på&klassen Private&personID :int Private&navn:&string Private&adresse:&string Private&født:&date Attributter&som& beskriver&personer public Alder(date):&int {&//&returnerer&alder&fra&fødselsdato Alder&=&year(today())& year(født)n&&} Funksjoner/metoder Class%Person%med%egenskaper%og%funksjoner%(metoder) Merk:%Alder%kunne%også%vært%et%attributt%i%klassen%Person% men%her%er%alder%definert%som%en% funksjon%av%fødselsdato%(attributtet%født). year(date)%og%today()%er%ferdig%definerte%funksjoner.%en%funksjon%er%en%metode%som%returnerer%en% verdi%(for%eksempel%et%tall%(int),%eller%en%referanse%til%et%objekt%eller%til%en%liste%av%objekter)% IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 6

7 Assosiasjon&mellom&personer&og&kontoer&6 Tabell& (array)&6 Person&har&0&eller&flere&kontoer Fødselsnr Kontonr To.dimensjonal.tabell.med.Personens.ID.i.første.kolonne.og.kontonummer.i. andre.kolonne.. IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 7

8 Assosiasjon&mellom&objekter Person Konto PersonID:&int Navn:&string Adresse:&string Født:&date Alder&(date):&int 1 0..* Kontonr:&int HentKontonr ():&int En#person#har#0#eller#mange#kontoer IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 8

9 Klassediagram& Person&tar&kurs Mange&til&mange assosiasjon(relasjon):2en&person& kan&ta&mange&kurs&(0..*&betyr&fra&0&til&mange),&og&et& kurs&kan&ha&mange&personer&(fra&0&til&mange) IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 9

10 Klassediagram&6 Student&tar&kurs&6 Generalisering Alle&attributter&og&metoder&i&person&blir&arvet&i&Student IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 10

11 Klassediagram&6 Student&tar&kurs& med& foreleser(e) Alle&attributter&og&metoder&i&Person&blir&arvet&i&Student& og&foreleser IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 11

12 Klassediagram&6 Kurs&inngår&i&Emne Emne&er&for&eksempel&Inf1050&og&Kurs&er&for&eksempel&INF1050V2015 IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 12

13 Student&tar&kurs& med&obligatoriske&oppgaver Alle&kurs&har&minst&en&obligatorisk&oppgave.&Merk&at&her&er&oblig knyttet&til&kurs&og&ikke&emne&slik&at&oblig vil&kunne&endres&neste&gang& kurset&går. IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 13

14 Identifisere&klasser! Å&identifisere&klassene&er&ofte&den&vanskeligste&delen&av& objektorientert&design! Det&finnes&ingen& magisk&formel &for&å&identifisere klasser i&et&system.& Avhenger&av&kompetanse,&erfaring&og& domenekunnskap&(kunnskap&om&systemet&og& omgivelser)&til&utvikleren&eller&systemdesigneren! Dette&er&en&iterativ prosess.&umulig&å&få&det&riktig&første& gang IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 14

15 En&tilnærming&for&å&identifisere&klasser! Bruk&en&grammatisk&tilnærming&basert&på&en&naturlig& språkbeskrivelse&av&systemet& objekter&og&attributter& er&subjekter,&operasjoner&(metoder)&er&verb! Bruk&gjenkjennelige&ting&(entiteter)&i& applikasjonsdomenet& som&emne&og&kurs,&roller&som& Student&og&Foreleser! Bruk&en&scenario6basert analyse&og&identifiser& objektene,&attributtene&og&metodene&i&hver&scenario IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 15

16 Overføring&av&faglig&grunndata& fra&e6resept6arkitektur&versjon&7.2.1& Faglige&grunndata&til&bruk&i&e6resept& skal&leveres&av&legemiddelverket& gjennom&deres&fest&tjeneste.& Grunndata&levert&fra&FEST&skal&kunne& kombineres&med&annen&grunndata&i& mottakersystemene..&. FEST=&forskrivnings6 og&ekspedisjonsstøtte VRS=Vareregisteret HELFO=Helseøkonomiforvaltningen Informasjon&om&Legemidler&skal& baseres&på&informasjon&fra&athene&og& kombineres&med&informasjon&fra&vrs.& Informasjon&om&Legemidler&skal& omfatte&alle&legemidler&som&har&fått& utdelt&varenummer&i&vrs&og&finnes& tilgjengelig&i&apotek.&legemiddelverket& skal&levere&interaksjonsdata&i&fest.&.& Informasjon&om&handelsvarer&blir& hentet&fra&to&kilder,&vrs&skal&levere& alle&handelsvarer&som&er&relevant&for& multidosepakking&og&helfo&skal& levere&oversikt&over&pris&og&produkter& som&er&refusjonsberettiget&på& blåresept&(alle&handelsvarer).& IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 16

17 Spesifikasjon&av&grensesnitt/interface! Grensesnitt/Interface&bør&spesifiseres&slik&at&objektene& og&andre&komponenter&kan&designes&i&parallell.&! Ikke&design&representasjonen&av&data& kun& navn &og& metoder&(uten&innhold).&innholdet&defineres&i&objektene& som& implementerer& grensesnittet.&! Objekter&kan&ha&flere&grensesnitt&med&ulike& perspektiver&av&metodene&som&er&spesifisert.&! Klassediagrammer&blir&brukt&i&UML&for&spesifikasjon&av& grensesnitt. IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 17

18 Eksempel&(brukt&i&IN1010) Ulike&klasser&samme&grensesnitt&(Interface) IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 18

19 Finne&ansvarsområder&til&klasser! Hvert funksjonelle krav må tilordnes en eller flere klasser! Hvis en klasse har for mange ansvarsområder, vurder å splitte den i ulike klasser.! Hvis en klasse ikke har noe ansvar, så er den antageligvis overflødig! Når et ansvar ikke kan tilordnes til en eksisterende klasse, opprett en ny klasse.! For å finne ansvarsområder! Analyser use casene! Se etter beskrivelse av handlinger (verb og substantiv) IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 19

20 Objektdesign:&Ansvarstilordning! Ansvar&er&knyttet&til&objektet&i&form&av&dets&oppførsel&! Handling: Opprette&objekt,&beregne,&initiere&handlinger&i& andre&objekter,&kontrollere&og&koordinere&handlinger&i&andre& objekter.! Kunnskap: Vite&om&private&data,&relaterte&objekter,&ting&som& det&kan&utlede&eller&beregne! Ansvar&er&ikke&det&samme&som&metoder,&men&metoder&implementeres& for&å&oppfylle&ansvaret! Kategorier&av&ansvar:! Sette (set) og hente (get) verdier av attributter! Opprette og initialisere nye instanser (objekter)! Hente fra og lagre til fil (ofte database)! Slette instanser! Legge til og slette linker for assosiasjoner (relasjoner)! Kopiere,&konvertere og endre! Beregne numeriske resultater! Navigere og søke! IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 20

21 Kjennetegn&på& god &design! En&god&utforming&gjør&den&jobben&den&er&ment&å&gjøre! En&god&utforming&er&enkel&og&elegant Eleganse&innebærer&å&finne&akkurat&riktig& abstraksjonsnivå! En&god&utforming&er&gjenbrukbar,&utvidbar&og&enkel&å& forstå! Et&godt&objekt&har&et&lite&og&veldefinert&ansvarsområde! Et&godt&objekt&skjuler&implementasjonsdetaljer fra&andre& objekter&&! Grady Booch IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 21

22 Modularisering! Høy&kohesjon! Et&objekt&skal&bare&ha&ansvar&for&relaterte&ting! Lav&kobling! Et&objekt&skal&samarbeide&med&et&begrenset antall andre&objekter IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 22

23 Høy&kohesjon! Kohesjon&er&et&mål&på&hva&slags&ansvar&et& objekt&har&og&hvor&fokusert&ansvaret&er! Et&objekt&som&har&moderat&ansvar&og&utfører&et& begrenset&antall&oppgaver&innenfor&ett& funksjonelt&område&har&høy&kohesjon! Objekter&med&lav&kohesjon&har&ansvar&for& mange&oppgaver&innen&ulike&funksjonelle& områder IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 23

24 Lav&kobling! Kobling&er&et&mål&på&hvor&sterkt&et&objekt&er& knyttet&til&andre&objekter! Et&objekt&med&sterk&kobling&er&avhengig&av& mange&andre&objekter,&noe&som&kan&gjøre& endring&vanskelig IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 24

25 Designmodellen! Lag&design6klassediagram parallelt&med& sekvensdiagrammer! Lag&noen&sekvensdiagrammer,&oppdater& klassediagrammet,&utvid&sekvensdiagrammet& etc.! Designklassene&er&systemklasser,&ikke&bare& konseptuelle&klasser&som&i&domenemodellen IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 25

26 Analyse6 vs.&designmodell!analysemodellen utelater mange klasser som er nødvendige i et komplett system " Er typisk en domenemodell " Kan inneholde mindre enn halvparten av klassene i systemet. " Uavhengig av spesielle! brukergrensesnittsklasser! arkitekturklasser (f.eks. design&patterns&klasser)!den komplette designmodellen inneholder " Domenemodellen " Brukergrensesnittsklasser " Arkitekturklasser (f.eks.&slik at&klasser kan kommunisere) " Utility klasser (f.eks. håndtering av mengder og strenger) IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 26

27 Designmønstre& Design&patterns! Et&designmønster&er&en&måte&å&gjenbruke&abstrakt& kunnskap&om&et&problem&og&løsningen&på&problemet! Et&mønster&er&en&beskrivelse&av&et&problem&og& essensen&av&løsningen! Bør&være&tilstrekkelig&abstrakt&til&å&kunne&bli&gjenbrukt&i& ulike&situasjoner! I&beskrivelser&av&mønstre&brukes&som&regel& objektorienterte&teknikker&som&arv&og&polymorfisme ( Virtual methods ) IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 27

28 Mer&om&Mønstre&( patterns )! Mønstre&er&navngitte&retningslinjer&for&hvordan&ansvar&skal&fordeles&i& ulike&situasjoner.! Mønstre&brukes&bl.a.&i&prosessen&med&å&forfine&sekvensdiagrammer! GRASP& Patterns of General&Principles in&assigning Responsibilites &=&&Mønster&for&problem/løsning! Sentrale&prinsipper&er&! Ekspertprinsippet:& " La&det&objektet&som&har&kunnskapen&(dataene)&også&behandle&den! Kontrollobjektprinsippet:&! To&typer&kontrollere: " Fasadekontroller:&En&kontrollklasse&har&ansvar&for&alt&(brukes&i&et&lite&system) " Use&case&kontroller:&Styrer&ett&use&case&(brukes&i&større&systemer.&Ett& kontrollobjekt&for&hvert&use&case).&&! Skaperprinsippet:&! Legg&ansvar&for&å&opprette&et&nytt&objekt&i&klassen&som&må&vite&om&det&nye& objektet IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 28

29 Ekspertprinsippet:&& (Information Expert)! Problem:&Hva&er&det&generelle&prinsipp&for&å&tilordne&ansvar&til& objekter?! Løsning:&La&det&objektet&som&har&kunnskapen&(dataene)&også& behandle&den! Hvordan:&! Begynn&med&å&formulere&ansvarsområdet:! Eks:&Student6kurs: Hvilket(objekt(har(ansvar(for(å(vite om(hvilke(emner(som(kreves( for(å(ta(et(gitt(emne? Hvilket(objekt(har(ansvar(for(å(gi(en(liste(over(alle(studentene( på(et(kurs? IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 29

30 Skaperprinsippet&(Creator)! Problem:&Hvem&er&ansvarlig&for&å&opprette&nye& objekter?! Løsning:&La&det&objektet&som&må&vite&om&de& nye&objektene,&lage&dem! Hvordan:&Gi&klasse&B&ansvaret&for&å&opprette&et& objekt&av&klasse&a&dersom&ett&av&følgende&er& sant:! B&inneholder&A6objekter! B&registrerer&A6objekter! B&bruker&A6objekter! B&har&data&som&sendes&til&A6objektet&når&det&opprettes IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 30

31 Kontrollobjektprinsippet&(Controller)! Hvilken&klasse&skal&behandle&en& hendelse/melding?! Kontrolleren&ligger&gjerne&på&klienten! Kontrolleren&har&bare&metoder,&få&eller&ingen& attributter! Kontrolleren&gjør&ikke&jobben&selv,&men&mottar&og& fordeler&oppgaver& er&en&slags&administrator! Delegerer&oppgaver&og&styrer&use&case! Er&et&bindeledd&mellom&brukergrensesnittet&og& applikasjonslaget&(modellen) IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 31

32 UML&6 diagrammer Kilde:' IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 32

33 Use&Case& Pante&flasker <<extend>> Få+kvittering Kunde (f rom+use+case+v iew) Pante+flasker (from+use+case+view) <<extend>> Bli+med+i+Røde+kors+lotteri! Use&Case&diagrammer&brukes&til&å&beskrive& interaksjonen&mellom&brukere&og&systemer.. IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 33

34 Use&Case& Pante&flasker <<extend>> Få+kvittering Kunde (f rom+use+case+v iew) Pante+flasker (from+use+case+view) <<extend>> Bli+med+i+Røde+kors+lotteri IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 34

35 Tekstlig&beskrivelse&for& Pante&flasker & Navn:&Pante&flasker Aktør:&Kunde Prebetingelse: Panteautomat&er&klar&til&å&ta&imot&pant& Postbetingelse:&Kunde&får&ut&kvittering&eller&lodd&i&røde&kors&trekning& Hovedflyt:& 1. Kunde&setter&inn&en&flaske&(eller&et&panteobjekt)& 2. Panteautomaten&skanner&koden&til&flasken&(panteobjektet)&som&ble&puttet&inn& 3. Objektet&er&godkjent,&pantebeløpet&blir&lagt&til&det&totale&beløpet& 4. Kunde&trykker&på&kvittering& 5. Panteautomat&skriver&ut&kvittering Alternative&flyt& 3.1&Objekt&ikke&godkjent& 3.2&Start&fra&1& 4.1.A1&Kunde&trykker&på& Røde&kors&lotteri & 4.2.A1&Kunde&skriver&ut&Røde&kors&lodd& 4.1.A2&&Kunde&setter&inn&ny&flaske&(panteobjekt) 4.2.A2&Start&fra&1 IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 35

38 Klassediagram& pante&flasker IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 38

39 Klassediagram& pante&flasker IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 39

40 Sekvensdiagram& pante&flasker!:!kunde PS!:! Pantesystem PA!:! PanteAutomat Loop PantFlaske() [for&hver&flaske] ScannFlaske() Alt Melding!(ta!ut!flaske) [ikke&godkjent] pantebeløp AdderBeløp(pantebeløp) [godkjent] Alt [trykket&kvittering create K!:!Kvittering [trykket&lodd] SkrivUtKvittering(K) create L!:! RødekorsLodd Kommentar:&Kunne&sendt& med&&info&til&create Kvittering&og&Lodd&(beløp&og& loddnr,&+&annen&info) SkrivUtLodd(L) IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 40

41 Aktivitetsdiagram& pante&flasker Godkjent Sett&inn&flaske (panteobjekt) Nei Ikke godkjent,&ta&ut Ja Ja Legg&til pantebeløp Fortsette Nei Trykket kvittering Trykket lodd Skriv ut kvittering Kvittering eller lodd Skriv ut lodd IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 41

42 Sekvensdiagram&6 Reserver&bil IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 42

43 Pseudo6kode& Reserver&bil class Reservasjonssystem { // Disse objektene kjenner vi til fra før. Bilregister br; Kunderegister kr; Kundebehandler kb; //kb er her et objekt av klassen Kundebehandler ikke med i sekvensdiagrammet ArrayList <Bil> ledigebiler; Bil bil; String kundenr; Kunde k; Kontrakt kt; // metode som legger til en kontrakt i en liste AddKontrakt(kt) { } // kundebehandler velger tidsintervall (hentedato og returdato). reserverbil (hdato, rdato) { // Systemet returnerer en liste over tilgjengelige biler innenfor de spesifiserte datoene. ledigebiler = bilregister.finnledigebiler(hentedato, returdato); // Kundebehandler velger én av bilene. bil = kb.velgbil(ledigebiler); IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 43

44 Pseudo6kode& Reserver&bil&forts. } } // Systemet ber om kundenr... kundenr = kb.oppgikundenummer(); if (kundenr) { // og finner kunden i systemet. k = kr.finnkunde(kundenummer); // Alternativ flyt: Kunden finnes ikke. } else { // Systemet oppretter ny kunde og fortsetter til neste steg kundeinformasjon = kr.skrivkundeinformasjon(); k = new Kunde(); k.setkundeinfo(kundeinfo) kr.registrerkunde(k); } // Vi lager en ny kontrakt. // Bil blir reservert i metoden nykontrakt. kt = new Kontrakt(); kt.setkontrakt(k,bil,hdato,rdato); AddKontrakt(kt); // Systemet bekrefter at bilen er reservert for den gitte perioden. kb.visbekreftelse(kt); IN1030& >&Systemutvikling6>objektorientert modellering 44