UML 클래스 다이어그램 표기법 (UML Class Diagram)

Objectives

• 자주 사용되는 UML 클래스도를 그릴 수 있다.

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소개

• 클래스도 (Class Diagram)

– 클래스, 인터페이스 및 이들의 연관관계를 표현한 도식

– 정적 객체 모델링에 사용

• 이 장의 내용

– 모델링 관점을 떠나 클래스도 표기법 자체만을 다룸

– 참고자료로만 활용

• 중요한 것

– 도식을 그리는 기법보다 “객체지향 핵심원칙은 무엇인가”가 더 중요

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1. UML적용하기: 클래스 다이어그램의 일반적 표기법

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java . awt :: Font or

java . awt . Font

plain : Int = 0 { readOnly } bold : Int = 1 { readOnly } name : String style : Int = 0 ...

getFont ( name : String ) : Font getName () : String ...

«interface» Runnable

run ()

- ellipsis “…” means there may be elements , but not shown - a blank compartment officially means “unknown” but as a convention will be used to mean “no members”

SubclassFoo

...

run () ...

SuperclassFoo or

SuperClassFoo { abstract }

- classOrStaticAttribute : Int + publicAttribute : String - privateAttribute assumedPrivateAttribute isInitializedAttribute : Bool = true aCollection : VeggieBurger [ * ] attributeMayLegallyBeNull : String [ 0 .. 1 ] finalConstantAttribute : Int = 5 { readOnly } / derivedAttribute

+ classOrStaticMethod() + publicMethod() assumedPublicMethod() - privateMethod() # protectedMethod() ~ packageVisibleMethod() «constructor» SuperclassFoo (Long ) methodWithParms(param1:String, param2:Float) methodReturnsSomething(): VeggieBurger methodThrowsException () { exception IOException } abstractMethod () abstractMethod 2 () { abstract } // alternate finalMethod () { leaf } // no override in subclass synchronizedMethod () { guarded }

3 common compartments

1 . classifier name

2 . attributes

3 . operations

interface implementation and subclassing

Fruit

...

...

PurchaseOrder

...

...

1

association with multiplicities

dependency

officially in UML , the top format is used to distinguish the package name from the class name

unofficially , the second alternative is common

order

an interface shown with a keyword

2. 정의: 설계 클래스도

• 설계 클래스도 (DCD: Design Class Diagram)

– 소프트웨어 객체의 정적 모델

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Register

...

endSale () enterItem (...) makePayment (...)

Sale

time isComplete : Boolean / total

makeLineItem (...)

Register

...

Sale

time isComplete : Boolean / total

Captures

1

1 1

Domain Model

conceptual perspective

Design Model

DCD ; software perspective

currentSale

3. 정의: 분류자

• 분류자 (classifier)의 정의

– 행위적이고 구조적인 특색을 표현하는 모델의 요소

– 예) 클래스, 인터페이스, 유스케이스, 액터 등을 지칭

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4.속성의 표기 1: 속성 텍스트 및 연관관계 선

• 분류자의 속성(structural property)의 연관관계 표기

– currentSale:Sale 과 같은 속성 텍스트 (property text) 표기법

• 가시성 속성이름 : 타입 다중성 = 초기값{프로퍼티-문자열}

• 보통 가시성은 private 임.

– 연관관계 선 표기법

– 두 가지 혼합

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Register

...

...

Sale

...

...

1

Register

currentSale : Sale

...

Sale

...

...

Register 가 Sale 객체의 참조를 갖고 있음ㅇ르 표시하기 위해 속성텍스트로 표현

Register 객체가 단 하나의 Sale 객체와 연관되었음을 강조

Register 가 Sale객체를 참조하고 있음을 시각적으로 강조하고 있음 currentSale

Register

currentSale : Sale

...

Sale

...

...

1

중복적으로 연관관계를 나타내고 있음.

currentSale

4. 속성의 표기 2: 속성 텍스트 및 연관관계 선

the association name, common when drawing a domain model, is often excluded (though still legal) when using class diagrams for a software perspective in a DCD

Register

id: Int

...

Sale

time: DateTime

...

1

currentSale

Register

id : Int

Sale

time : DateTimeCaptures-current-sale1 1UP Domain Model

conceptual perspective

UP Design ModelDCD

software perspective

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• 도메인 모델의 연관 vs. DCD 모델의 연관관계 표시

• 지침

– 출발지로부터 목적지로의 화살표

– 화살표 끝점에 표기된 다중성

– 끝점에 표기된 역할 이름 (rolename) : 참조한 변수의 이름이 됨

4. 속성의 표기 3: 데이터타입

Register

id: Int

...

Sale

time: DateTime

...

1applying the guideline to show attributes as attribute text versus as association lines

Store

address: Addressphone: PhoneNumber

...

1Register has THREE attributes:1. id2. currentSale3. location

currentSale

location

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• 데이터 타입 (Data Type)

– 중요하지 않은 클래스들

– 예) Boolean, Date, Number, Character, String, Time, Address, Color, Geometrics(Point, Rectangle), Phone Number, SSN, UPC, ZIP, 나열형 등

– 데이터 타입 객체들은 속성에 표현하고, 중요한 클래스에 대한 참조 속성들은 연관으로 표기한다.

public class Register { private int id; private Store location; private Sale currentSale; … }

4. 속성의 표기 3: 연관관계의 끝점 표기법

• 다중성

• 역할명

• {ordered} {ordered, List} 같은 프로퍼티 문자열

notice that an association end can optionally also have a property string such as {ordered, List}

Sale

time: DateTime

...

SalesLineItem

...

...

1..*lineItems

{ordered, List}

Sale

time: DateTimelineItems : SalesLineItem [1..*] orlineItems : SalesLineItem [1..*] {ordered}

...

SalesLineItem

...

...

Two ways to show a collection attribute

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public class Sale { private DateTime time; private List<SalesLineItem> lineItems = new ArrayList<SalesLineItem>; … }

5. 노트: 메모, 주석, 제약사항, 메소드 몸체

• 노트 기호

– 어디에든 붙일 수 있음

– 설명하고자 하는 대상과 노트기호와는 점선으로 연결

• 노트의 사용

– 주석, 메모

– UML 제약사항 : 항상 {} 로 묶어서 나타낸다.

– 메소드 몸체 = UML 오퍼레이션의 구현을 표기

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Register

...

endSale () enterItem ( id , qty ) makeNewSale () makePayment ( cashTendered )

«method» // pseudo - code or a specific language is OK public void enterItem ( id , qty ) { ProductDescription desc = catalog . getProductDescription ( id ) ; sale . makeLineItem ( desc , qty ) ; }

6. 오퍼레이션과 메소드 1

• 연산 – 클래스 박스 안의 세 번째 구획

– 오퍼레이션의 시그너쳐만을 표기

– 시그너쳐 표기법 • 가시성 이름(매개변수목록} : 반환타입 {프로퍼티문자열}

– 지침 • 가시성은 기본적으로 public 으로 가정

• 프로퍼티문자열은 예외처리나 추상함수여부를 표현

• 예1) +getPlayer(name: String) : Player {exception IOException} – Java 구현 public Player getPlayer(String name) throws IOException

• 예2) +getPlayer(name: String) : Player {abstract} – C++ 구현 public: virtual Player getPlayer(String name)

• 메소드 – 연산을 구현한 것

– 표기법 • 인터랙션 다이어그램에서 메시지의 세부 내용을 기술

• 클래스도에서 UML 노트를 사용하여 기술

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6. 오퍼레이션과 메소드 2

• DCD에서 연산에 대한 논의점

– Create 연산

• C++, Java 에서의 new 연산자 호출하는 것으로 구현됨

• 파라미터 타입에 맞는 생성자가 수행됨

– 속성에 접근하는 연산들 (setter, getter 연산들)

• DCD에는 가급적 나타내지 않음

• N 개의 속성이 있으면 2N개의 접근 연산이 필요

• 불필요하게 클래스도가 복잡해지므로 생략

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7. UML 키워드 (Keyword)

• UML 키워드란?

– 모델 요소들을 범주로 나누기 위해 UML에서 미리 정해놓은 용어

– «»를 사용

키워드 의미 사용 예

<<actor>> 액터이다. 분류자의 이름 위에

<<interface>> 인터페이스이다. 클래스 이름 위에

{abstract} 추상화된 요소이며 인스턴스를 만들 수 없다.

클래스 이름 위 또는 연산 이름 끝에 표기

{ordered} 순서 있는 객체의 집합 연관관계 끝점에 표기

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8. 스테레오타입, 프로파일, 태그

• UML 프로파일

– 특정 도메인이나 플랫폼에 자주 사용되는 스테레오타입, 태그, 제약사항을 정의해 놓은 집합 • 예) 프로젝트 관리용, 데이터 모델링 용 프로파일

• 스테레오 타입

– <<>>로 표기하는 것은 키워드와 같다.

– 도메인에서 자주 사용되는 용어로 미리 정해져 있거나 사용자가 정의

– UML 확장 메커니즘의 하나

• 태그

– 스테레오 타입의 {속성-값} 의 쌍을 태그라고 함

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«stereotype» Authorship

author : String status : String

UML extension relationship to a basic UML metamodel term – Element

«authorship» author = “craig” status = “tested”

«metaclass» Element

...

«authorship» Square

...

스테레오타입의 사용

a tool will probably allow a popup to fill in the tag values , once an element has been stereotyped with «authorship»

스테레오타입의 정의

9. UML 프로퍼티 및 프로퍼티 문자열

• Property? – “한 요소의 특징을 표시하는 명명된 값이다.”

– 예) 연산의 가시성 프로퍼티 : UML에서 미리 정해진 특징

– 문자열 표기법

• {name1=value,name2=value2}

– {abstract,visibility=public}

• {abstract} == {abstract=true}

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10. 일반화, 추상 클래스, 추상 오퍼레이션

• 일반화

– Superclass 에서 서브클래스로 이어지는 실선 및 빈 화살촉으로 표현

– 도메인 모델: 부분집합

– DCD : 상속을 의미

– 최종 클래스 및 최종 연산은 {leaf} 태그 사용

– 추상클래스는 {abstract} 또는 이탤릭체

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Polygon

Rectangle

Polygon {abstract}

Rectangle

11. 의존관계

• 의존관계

– 어떤 도식에서도 사용가능

– 클래스도, 패키지도에서 주로 사용

– 의존관계의 정의

• 클라이언트 요소(클래스, 패키지, UC)가 서비스를 제공하는 공급자 요소의 정보를 가지고 있어, 공급자 요소의 변화가 클라이언트에도 영향을 주는 관계로 정의함.

• 의존관계 선은 클라이언트에서 공급자에게로 점선 화살표로 연결함.

• 의존관계는 결합도(coupling)의 한 형태로 인식할 수 있음

– 의존관계의 일반적 형태:클라이언트 A는 공급자 B에 의존한다.

• A가 공급자 B 타입의 속성을 가졌을 때

• A가 공급자 B로 메시지를 보낼 때 (연관)

• A의 함수가 공급자 타입의 매개변수를 받을 때

• 공급자 B가 A의 슈퍼클래스일 때 (상속/일반화 관계)

– 특수한 형태의 의존관계는 해당 표기법을 사용

• 상속, 복합연관, 집합연관

– 지침

• 클래스도에서는 객체들간의 전역변수, 매개변수, 지역변수, 정적 메소드의 의존관계를 표시할 때에 사용

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의존관계의 예

SalesLineItem

...

...

ProductDescription

...

...

1..*lineItems

Sale

...

updatePriceFor( ProductDescription )...

the Sale has parameter visibility to a ProductDescription, and thus some kind of dependency

System

...

runFinalization()...

Foo

...

doX()...

the doX method invokes the runFinalization static method, and thus has a dependency on the System class

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public class Sale { public void updatePriceFor(ProductDescription desc) { Money basePrice = desc.getPrice(); // … } private SalesLineItem lineitems; // … }

public class Foo { public void doX() { System.runFinalization(); // … } // … }

파라미터 의존 정적 메소드 호출

의존관계 레이블

• 의존관계의 특성을 표시하고 싶을 때

– 스테레오타입으로 표현

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«call» Window

a dependency on calling on operations of the operations of a Clock

Clock

getTime () ...

«create» A

a dependency that A objects create B objects

B

...

12. 인터페이스

• UML에서의 인터페이스의 구현 – 인터페이스 실현 (interface realization) 관계 – 빈 촉을 가진 점선

• 인터페이스의 표기법

– 소켓, 원으로 표현

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«interface» Timer

getTime ()

Clock 1

...

getTime () ... lollipop notation indicates Clock 3 implements

and provides the Timer interface to clients

Timer is a provided interface

Timer

Clock 3

...

getTime () ...

Window 2

Window 3

dependency line notation

Window 2 has a dependency on the Timer interface when it collaborates with a Clock 2 object

socket line notation

Window 3 has a dependency on the Timer interface when it collaborates with a Clock 3 object

Window 1 Timer

socket line notation

Window 1 uses the Timer interface

it has a required interface

Clock 2

...

getTime () ...

Clock 1 implements and provides the Timer interface

Timer

13. 집합(aggregation) 연관과 복합(composition) 연관

• 집합연관 (aggregation)

– 약한 전체 부분관계

– 부분은 자체적으로 존재할 수 있고,없어질 수도 있다.

– 끝이 비어 있는 다이어몬드를 가진 선으로 표기

• 복합연관 (composition)

– 강한 전체 부분관계

– 부분만으로는 존재할 수 없고 항상 전체와 동시에 존재

– 다음을 암시 • Square와 같은 부분 객체는 항상 Board 같은 복합 객체에만 속한다.

• 부분 객체는 항상 복합객체에 종속된다.

• 복합 객체가 부분 객체의 생성 및 삭제를 책임진다. 즉, 복합객체가 사라지면 부분 객체도 소멸된다.

– 끝이 채워진 다이어몬드를 가진 선으로 표기

Finger0..7

Hand

composition

1

Square40

Board1

SalesLineItem1..*Sale1

composition means -a part instance (Square) can only be part of one composite (Board) at a time

-the composite has sole responsibility for management of its parts, especially creation and deletion

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14. 제약사항

• UML 제약사항 (constraints)

– UML 요소에 대한 제한 및 조건을 표시하기 위함

– 중괄호 {} 안에 제약조건 표시

• 표기법 3가지

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Stack

size : Integer { size > = 0 }

push ( element ) pop () : Object

three ways to show UML constraints

{ post condition : new size = old size + 1 }

{ post condition : new size = old size – 1 }

15. 한정적 연관관계

• 한정적 연관관계 (qualified association)

– 큰 집합에서 하나의 객체를 선택하여 관계를 한정할 때 쓰이며, 선택된 객체를 한정자(qualifier)라고 한다.

– 대개의 경우 다중성이 감소함: 큰 집합에서 하나를 선택하기 때문

ProductCatalog

ProductDescriptionitemID Contains

ProductCatalog

ProductDescription

Contains

1..*

multiplicity reduced to 1

(a)

(b)

qualifier

1

11

24

16. 연관관계 클래스

• 연관관계 클래스 (association class)

– 두 클래스 사이의 연관관계를 속성으로 가진 클래스를 지칭

– 예) Employment 는 Company 객체와 Person 객체를 이어주고, salary 및 startDate 를 추가 속성으로 가짐

• 구현

– 연관관계 클래스와 연관된 클래스들 간의 두 개의 연관으로 분리 후 구현

salarystartDate

Employment

EmploysCompany Person**

a person may have employment with several companies

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17. Singleton 클래스

• 디자인 패턴 중 Singleton 패턴에서 나오는 클래스

– 한 클래스의 인스턴스가 시스템을 통틀어 하나만 존재할 때

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1 ServicesFactory

instance : ServicesFactory

accountingAdapter : IAccountingAdapter inventoryAdapter : IInventoryAdapter taxCalculatorAdapter : ITaxCalculatorAdapter

getInstance () : ServicesFactory

getAccountingAdapter () : IAccountingAdapter getInventoryAdapter () : IInventoryAdapter getTaxCalculatorAdapter () : ITaxCalculatorAdapter ...

UML notation : in a class box , an underlined attribute or method indicates a static ( class level ) member , rather than an instance member

UML notation : this ' 1 ' can optionally be used to indicate that only one instance will be created ( a singleton )

18. 템플릿 클래스 및 인터페이스

• 템클릿 클래스 (template class)

– C++, Java 의 템플릿 또는 매개변수화된 타입 등으로 불림

• 리스트 또는 맵 등의 collection 클래스들의 구현 방법 – 예) Square 요소를 갖는 ArrayList ArrayList<Square>

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public class Board { private List<Square> squares = new ArrayList<Square> //… }

«interface»

List

clear () ...

K parameterized or template interfaces and classes

K is a template parameter

anonymous class with template binding complete

Board

squares : List < K Square >

or squares : List < Square > ...

ArrayList < T Square >

clear () ...

the attribute type may be expressed in official UML , with the template binding syntax requiring an arrow or in another language , such as Java

ArrayList

elements : T [*] ...

clear () ...

T

for example , the elements attribute is an array of type T , parameterized and bound before actual use .

there is a chance the UML 2 “arrow” symbol will eventually be replaced with something else e . g . , ‘ = ’

19. 사용자 정의 구획

• 사용자 정의 구획

– 이름, 속성, 연산 등 UML에서 정의한 구획 외에 사용자가 정의한 구획을 클래스 박스 안에 추가할 수 있음

– 예) 책임 구획, 예외처리 구획을 추가하여 사용

DataAccessObject

id : Int...

doX()...

exceptions thrownDatabaseExceptionIOException

responsibilitiesserialize and write objectsread and deserialize objects...

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20. 액티브 클래스

• 액티브 객체

– 객체 자신의 쓰레드(thread)를 실행하고 제어

• 액티브 클래스

– 액티브 객체의 클래스

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«interface» Runnable

run ()

Clock

...

run () ...

active class

21. 인터랙션 다이어그램 vs. 클래스 다이어그램

• 어떤 관계인가?

– 클래스 및 클래스의 메소드는 동적 모델링을 하는 창의적인 설계 과정으로부터 정제되어 드러난다.

• 순서 – 동적 모델링 정적 모델링

– 병렬적 Agile 방법론에서는 상호 보완하면서 모델링

• 예) 10분 동적 모델링 후 10분 정적 모델링, 이를 반복

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: Register : Sale

makePayment ( cashTendered )

makePayment ( cashTendered )

Register

...

makePayment ( … ) ...

Sale

...

makePayment ( … ) ...

1

currentSale

messages in interaction diagrams indicate operations in the class diagrams classes

identified in the interaction diagrams are declared in the class diagrams