Семантика класса

Чаще всего классы используют для моделирования абстракций, извлеченных из решаемой проблемы или технологии, применяемой для ее решения (см. главу 4). Следующим шагом после того, как вы идентифицировали эти абстракции, будет определение их семантики.

Язык UML предоставляет в ваше распоряжение широчайший спектр возможностей моделирования (см. главу 1), начиная от неформальных (обязанности) и заканчивая сугубо формальными (OCL - язык объектных ограничений). Имея такой богатый выбор, вы сами можете решить, какой уровень детализации необходим для выражения модели. Если создаваемая модель предназначена для общения с конечными пользователями или экспертами в предметной области, то лучше сделать ее менее формальной. Когда в вашу задачу входит двусторонняя поддержка проектирования, то есть переход от модели к коду и обратно, стоит прибегнуть к большей формализации. Если же вам требуется приводить математически строгие суждения о модели и доказывать ее корректность, формализуйте ее настолько, насколько это возможно.

Менее формальная модель - не обязательно менее аккуратная. Скорее, это значит, что она менее полна и детализирована. Вообще, целесообразно придерживаться середины между крайней степенью формализма и неформальным подходом. Необходимо включать достаточно деталей, чтобы можно было конструировать исполняемые артефакты, но в то же время скрывать некоторые элементы, чтобы не запутать читателя.

Для моделирования семантики класса можно воспользоваться любыми из перечисленных ниже возможностей (они расположены в порядке возрастания формализации):

1. Определите обязанности класса. Обязанностью называется контракт или обязательство, "подписываемое" типом или классом (см. главу 4), Изображается оно в виде присоединенного к классу примечания (со стереотипом responsibility) или дополнительного раздела в его пиктограмме.
2. Опишите семантику класса в целом с помощью структурированного текста, который изображается в виде примечания (со стереотипом semantics), присоединенного к классу.
3. Определите тело каждого метода (см. главу 3) с помощью структурированного текста или языка программирования и поместите определение примечание, присоединенное к операции отношением зависимости.
4. Специфицируйте пред- и постусловия каждой операции (см. главу 19), а так же инварианты класса в целом с помощью структурированного текста. Эти элементы изображаются в виде примечаний (со стереотипами precondition, postconditionи invariant), присоединенных к операции или классу отношениями зависимости.
5. Определите автомат класса. Автомат - это алгоритм поведения, описывающий последовательность состояний, через которые проходит объект на протяжении своего жизненного цикла, реагируя на различные события, а также сами реакции на эти события (см. главу 21).
6. Специфицируйте представляющие класс кооперации. Кооперацией называется совокупность ролей и других элементов, работающих совместно для обеспечения некоторого кооперативного поведения, более значимого, чем сумма всех его составляющих (см. главу 27). Поскольку у кооперации имеются структурная и динамическая составляющие, вы можете с их помощью специфицировать все аспекты семантики класса.
7. Определите пред- и постусловия каждой операции и инварианты класса в целом с помощью такого формализованного языка, как ОСL (язык ОСL обсуждается в книге "The Unified Modeling Language Reference Manual").

На практике для моделирования различных абстракций системы используется некоторая комбинация вышеописанных методов. (Для моделирования семантики операций можно применять также диаграммы деятельности, см. главу 19.)

Описывая семантику класса, помните, что ваша главная цель - определить, что и как делает класс. Семантика того, что делает класс, соответствует его открытому, внешнему представлению, а того, как он это делает, - закрытому, внутреннему. Часто используют комбинацию этих двух видов, акцентируя внимание на внешнем представлении для клиентов класса и на внутреннем - для тех, кто его реализует.

Советы

Моделируя классификаторы в языке UML, помните, что в вашем распоряжении имеется множество строительных блоков - интерфейсы, классы, компоненты и т.д. Из них вы должны выбрать тот, который наилучшим образом соответствует вашей абстракции. Хорошо структурированный классификатор обладает следующими свойствами:

• наделен как структурными, так и поведенческими аспектами;
• внутренне согласован и слабо связан с другими классификаторами;
• раскрывает только те особенности, которые необходимы для, использующих класс клиентов, и скрывает остальные;
• его семантика и назначение не допускают неоднозначного толкования;
• не настолько формализован, чтобы лишить всякой свободы тех, кто будет его реализовывать;
• специфицирован в достаточной степени, чтобы исключить неоднозначное толкование его назначения.

Изображая классификатор в UML, примите во внимание следующие рекомендации:

• показывайте только те его свойства, которые необходимы для понимания абстракции в контексте класса;
• используйте такие стереотипы, которые наилучшим образом отражают назначение классификатора.