OCL - Object Constraint Language

Extratos do livro: Object Constraint Languagede Wermer&Kleppe

Modelagem de SI 1

2013/2

Prof. Eber

Object Constraint Language (OCL)

• “Add-on” da Unified Modeling Language (UML)

• Toda expressão OCL usa tipos definidos em um diagrama de classes da UML.

– uso da OCL implica na aceitação de alguns padrões da UML.

• A constraint is a restriction on one or more values of (partof) an object-oriented model or system.

• Versão corrente: OCL 2.0 – formalmente definida em Object Constraint Language Specification (

www.omg.org) .

Modelos e restrições

ClassesAtributosOperaçõesPapéis

context Flightinv: passengers->size() <= plane.numberOfSeats

Modelos e Restrições• R1-Uma pessoa (person)

somente pode obter uma hipoteca (mortgage) contra uma casa (house) de sua propriedade.

• R2-A data de inicio de uma hipoteca deve ser anterior a sua data final.

• R3-Um número de seguro social deve ser atribuído a apenas uma pessoa.

• R4-Uma nova hipoteca deve ser concedida somente a pessoas com rendimento suficiente para paga-la.

• R5-Uma nova hipoteca deve ser concedida somente se o valor da revenda da casa for suficiente para cobrir a hipoteca.

Modelos e Restrições

• R1-Uma pessoa (person) somente pode obter uma hipoteca (mortgage) contra uma casa (house) de sua propriedade.

• context Mortgage

inv: borrower = security.owner

Modelos e Restrições

• R2-A data de inicio de uma hipoteca deve ser anterior a sua data final.

• context Mortgage

inv: startDate < endDate

Modelos e Restrições

• R3-Um número de seguro social deve ser atribuído a apenas uma pessoa.

context Personinv: Person.allInstances() -> isUnique (socSecNr)

Modelos e Restrições

• R4-Uma nova hipoteca deve ser concedida somente a pessoas com rendimento suficiente para paga-la.

context Person::getMortgage(sum : Money, security : House) pre: self.mortgages->collect(monthlyPayment)->sum()

<= self.salary * 0.30

Modelos e Restrições

• R5-Uma nova hipoteca deve ser concedida somente se o valor da revenda da casa for suficiente para cobrir a hipoteca.

context Person::getMortgage(sum : Money, security : House) pre: security.value >= security.mortgages->collect(principal)->sum()

The Royal&Loyal Company

The Royal&Loyal Company

Royal&Loyal (1)

• Modelo conceitual de uma empresa fictícia chamada Royal and Loyal (R&L).

• R&L opera programas de fidelidade para empresas que oferecem bônus a seus clientes.

• Os bônus tomam a forma de pontos ou milhas, mas outros tipos de bonificações são possíveis tais como: tarifas reduzidas, melhor carro, melhor serviço de viagem etc.

• Qualquer coisa que uma empresa deseje oferecer pode se tornar um serviço oferecido num programa de fidelidade.

Royal&Loyal (2)• A classe central do modelo é LoyaltyProgram. Um sistema que administre

somente um único programa de fidelidade conterá uma única instancia desta classe. R&L terá muitas.

• A empresa que oferece a seus clientes a adesão a um programa de fidelidade é chamada programPartner. Mais de uma empresa pode participar de um mesmo programa.

• • Objetos da classe Customer representam as pessoas que entraram em um

loyaltyProgram. customers que participam do programa podem se beneficiar dos serviços providos por qualquer uma das empresas participantes.

• Todo customer de um programPartner pode entrar num programa de fidelidade preenchendo um formulário e obtendo um customerCard. Cada customerCard é atribuído a somente uma pessoa.

Royal&Loyal (3)• Uso do customercard não é verificado de forma que ele pode ser

usado por toda uma família.

• A maioria dos programas de fidelidade permite que clientes acumulem points. Cada programPartner decide quando e quantos points de bônus são ganhos (earned) em cada compra (transaction).

• Earned points podem ser usados para “comprar'' serviços (services) específicos de um dos programPartners.

• Para contabilizar os pontos ganhos por cada customer, toda associação a um programa deve ser associada a uma loyaltyAccount.

The Royal&Loyal Company

Valores iniciais e Regras de derivação

• context LoyaltyAccount::points init: 0

• context CustomerCard::valid init: true

• context CustomerCard::printedName derive: owner.title.concat(‘ ‘).concat(owner.name)

• Estas construções NÃO fazem parte do OCL-USE.• Como vc. faria esta especificação no USE?

The Royal&Loyal Company

Consultas (queries)• operação getServices da classe LoyaltyProgram: retorna

todos os serviços oferecidos por todos os partners no programa

• context LoyaltyProgram• operations• getServices(): Set(Service) =• partners->collect(deliveredServices)->asSet()

• OBS.:• Partners.deliveredServices é um bag• Operador ->asSet: converte bag para set• “parodiando” em SQL:

• getServices() select distinct (deliveredServices) from partners

Consulta parametrizada

context LoyaltyProgramoperationsgetServices(pp: ProgramPartner) : Set(Service)=if partners->includes(pp) then pp.deliveredServices else Set{}endif.

operação getServices da classe LoyaltyProgram: retorna os serviços oferecidos por um partner no programa

Atributos derivados

• atributo derivado turnover de LoyaltyAccount: soma dos atributos amount das transações da conta.

• USE não tem esta construção• Deve ser especificado no USE como uma

função;

context LoyaltyAccount def: turnover : Real = transactions.amount->sum()

USE:context LoyaltyAccount operations

turnover():Real=transactions->collect(amount)->sum()

Invariantes

• Invariante é uma restrição que deve ser avaliada como verdadeira durante toda a vida do objeto.

• Invariantes representam regras aplicáveis a objetos do

mundo real.

• Algumas regras de negócio podem ser expressas como invariantes.

Exemplos de invariantes

(A) Sobre valores de atributos

context Customerinv ofAge: age >= 18

(B) Sobre tipos não-primitivos

context CustomerCardinv checkDates: validFrom.isBefore(goodThru)

Notas(i) validFrom e goodThru são do tipo Date (fora da OCL)(ii) isBefore é um método do tipo Date

(A) Sobre classes associadas

context CustomerCardinv ofAge: owner.age >= 18

Invariantes com referência a classes associativas (1)context LoyaltyProgram inv knownServiceLevel:levels->includesAll(Membership.currentLevel)

Notas

(i)Usa a classe Membership para estabelecer que o nível de serviço de cada associação deve ser um serviço conhecido do programa de fidelidade para a qual o invariante se aplica.

Invariantes com referência a classes associativas (1)

context LoyaltyProgram inv knownServiceLevel:levels->includesAll(Membership.currentLevel)

o nível de serviço de cada membership deve ser conhecido do respectivo programa de fidelidade

Invariantes com referência a classes associativas (2)

context Membership

inv correctCard: participants->collect(cards)->includes(self.card)

o cartão da membership é um dos cartões

do respectivo customer

Operações em Coleções (collections)

• associações cujas cardinalidades sejam maiores do que 1 relacionam um objeto a uma coleção de objetos.

• sempre que a navegação resultar numa coleção de objetos, pode-se usar uma operação de coleção. Para indicar o uso de uma operação de coleção usa-se uma seta (->) entre o nome do papel e a operação.

Tipos de Coleção

• Set (não há repetição, nem ordem de elementos).

• Bag (pode haver repetição, mas não existe ordem dos elementos).

• Sequence (pode haver repetição, elementos em sequência – bag ordenado).

• OrderedSet (não há repetição, elementos em sequência – set ordenado).

Sets, Bags, OrderedSets e Sequences

context ProgramPartner inv nrOfParticipants: numberOfCustomers =

programs->collect(participants)->size()

context ProgramPartner

inv nrOfParticipants: numberOfCustomers =

Programs->collect(participants)->asSet()->size()

Notas:(i)-Bag: elementos podem aparecer mais de uma vez(ii)-Ordered set (conjunto ordenado)(iii)-Sequence= ordered bag (bag ordenado)

Sets, Bags, OrderedSets e Sequences

context ProgramPartner

inv nrOfParticipants: numberOfCustomers = programs.participants->size()

context ProgramPartner

inv nrOfParticipants: numberOfCustomers = programs.participants->asSet()->size()

Operações em ColeçõesOperation Description

count( object ) The number of occurrences of the object in the collection

excludes( object ) True if the object is not an element of the collection

excludesAll( collection) True if all elements of the parameter collection are not present in the current collection

includes( object ) True if the object is an element of the collection

includesAll( collection) True if all elements of the parameter collection are present in the current collection

isEmpty() True if the collection contains no elements

notEmpty() True if the collection contains one or more elements

size() The number of elements in the collection

sum() The addition of all elements in the collection. The elements must be of a type supporting addition.

Iteradores

Iteradores mais utilizados:

Select (<bool expr>): <collection>

Forall (<bool expr>): true

Collect (<expr>):<collection

Operações que são aplicáveis a todos os membros de uma collection

select

context Customer

inv sizesAgree:

programs->size() /* number of programs for customer*/ =

cards->select( valid = true )->size() /* number of valid cards*/

Notas(i)-select recebe uma expressão OCL como parâmetro. (ii)-retorna um subconjunto da coleção ao qual é aplicado contendo somente elementos para os quais a expressão é verdadeira.

Para todo customer: número de seus cartões válidos deve ser igual ao número de programas dos quais participa

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forall

Notas:

(i)-forAll recebe uma expressão OCL como parâmetro.

(ii)-retorna verdadeiro se a expressão for avaliada como verdadeira para todos elementos da coleção

context LoyaltyProgram inv noAccounts: Partners->collect(deliveredServices)-> forAll( pointsEarned = 0 and pointsBurned = 0 )

implies Membership.account->isEmpty()

se nenhum dos serviços oferecidos por um programa credita ou debita pontosem LoyaltyAccount, então as respectivas instâncias são inúteis e não devem estar presentes

collect

Notas:(i)-forma uma nova collection contendo os valores da expressão aplicada a

cada um dos objetos da coleção. (ii)-Normalmente usado de forma abreviada pelo operador dot(.)

No contexto LoyaltyProgram

partners->collect( numberOfCustomers) ) )

pode ser escrito de forma abreviada como:

partners.numberOfCustomers

Pré e pós condições de operaçõescontext LoyaltyAccount::isEmpty(): Boolean pre : -- none post: result = (points = 0)

context Service::upgradePointsEarned(amount: Integer) Pre: -- amount>0post: pointsEarned = pointsEarned@pre() + amount

Notas:(i)-Pré e pós condições: especificam o efeito de uma operação sem especificar o algoritmo.(ii)-Aplicável também a: métodos de classe, atividades e estados.(iii)-Operador @pre<attr>, representa o valor do atributo <attr> antes da operação.Só pode ser usado em nas cláusulas post.

Referências

[1] Warmer, J., Kleppe, A.: The Object Constraint Language. Precise Modeling with UML. Addison-Wesley, 1999

[2] Warmer, J., Kleppe, A.: The Object Constraint Language Second Edition.

Getting Your Models Ready For MDA. Addison-Wesley, 2003

[3] OMG UML specification, www.omg.org

Exercícios1-Invariantes: cliente pode participar no máximo em N programas

2-O número máximo de pontos cedidos por um partner em um programa de fidelidade deve ser menor que 10.000

2-Consultas

2.1-quantidade de pontos ganhos por um cliente em todos os programas onde ele participa

2.2-idem ao 2.1 para quantidade de pontos consumidos

2.3-total de vendas de um partner em todos os programas onde participa

2.4-cliente com o maior número de pontos ganhos em um dado programa de fidelidade

2.5- número total de cartões emitidos por um programa de fidelidade