Для перемещения атрибутов и операций в программе Rational Rose:
1. В окне браузера щелкните по значку «+» слева от имени подкласса, чтобы раскрыть список его свойств.
2. Выберите атрибут или операцию, которую нужно переместить.
3. Перетащите с помощью мыши атрибут или операцию на суперкласс.
4. Удалите данный атрибут или операцию из других подклассов.
5. Таким же образом переместите другие необходимые атрибуты из подклассов в суперкласс.
Иерархия наследования после переноса атрибутов показана на рис. 8.4.
Рис. 8.4. Атрибуты и операции, перемещенные в суперкласс
Одиночное и множественное наследованиеПри одиночном наследовании класс содержит единственный набор потомков, то есть одну цепочку суперклассов (например, легковая машина — это автомобиль, а автомобиль — средство передвижения). Множественное наследование включает более одной цепочки суперклассов (машина-амфибия — это автомобиль, автомобиль — средство передвижения, в то же время машина-амфибия — это лодка, а лодка — средство передвижения). При множественном наследовании возникает ряд проблем, в частности конфликт имен и несколько копий унаследованных свойств. Способ решения таких проблем выбирается в зависимости от языка программирования: виртуальные базовые классы в С++ или отсутствие поддержки множественного наследования в PowerBuilder. Множественное наследование может стать причиной запутанного и трудно сопровождаемого кода — чем больше суперклассов, тем труднее определить, что откуда взялось и что произойдет при внесении изменений. Вывод: используйте множественное наследование только при необходимости и с большой осторожностью.
Наследование и агрегацияНаследование часто используется не по назначению. Существует мнение, что «чем больше я буду его использовать, тем лучше станет мой код». Это заблуждение. В действительности неправильное применение наследования может привести к проблемам. Например, студент может учиться очно или заочно. Создадим суперкласс студент (Student) и два подкласса — студент очного отделения (FulltimeStudent) и студент заочного отделения (ParttimeStudent). Во время работы такой структуры наверняка возникнут определенные проблемы. Что случится, если:
□ студент очного отделения решит перейти на заочное? Это значит, что объекту придется сменить класс;
□ будет добавлена еще одна размерность (например, студент, получающий стипендию и не получающий стипендию)? Здесь понадобятся новые подклассы для представления информации о стипендии, а также множественное наследование для поддержки всех комбинаций (студент очного отделения, получающий стипендию, студент заочного отделения, получающий стипендию и т. д.).
Наследование должно служить для отделения общности от специфики. Агрегация — для отражения комбинированных отношений. Часто оба типа отношений используются вместе. Класс студент имеет классификацию (агрегацию), которая, в свою очередь, делится на классы студент-очник и студент-заочник (наследование) — см. рис 8.5.
Рис. 8.5. Наследование в сравнении с агрегацией
РезюмеНаследование позволяет создавать иерархию классов, когда общая структура и поведение разделяются между ними. Термин «суперкласс» характеризует класс, содержащий общую информацию. Классы-потомки называются подклассами. Подкласс наследует все атрибуты, операции и отношения, определенные во всех его суперклассах.
Есть два способа определения наследования в любой системе: обобщение и специализация. Обобщение обеспечивает возможность создания суперклассов, объединяющих общие для нескольких классов структуру и поведение. Специализация позволяет создавать подклассы, которые уточняют или дополняют структуру и поведение, определенные в суперклассе.
Глава 9. Анализ поведения объекта
Моделирование динамического поведенияПрецеденты и сценарии применяются для описания поведения системы, то есть взаимодействия объектов в ней. Иногда требуется рассмотреть поведение внутри самого объекта. Диаграмма состояний (statechart diagram) показывает положение одиночного объекта, события или сообщения, которые вызывают переход из одного состояния в другое, и действия, являющиеся результатом смены состояния.
Диаграмму состояний не нужно создавать для каждого класса в системе, только для классов с «особенным» динамическим поведением. Для определения динамических объектов в системе, то есть объектов, отсылающих и получающих большое количество сообщений, могут использоваться диаграммы взаимодействий. Диаграмма состояний также полезна для изучения поведения класса-агрегата и управляющего класса.
Следует внимательно подойти к вопросам анализа и сосредоточиться на том, что представляет собой проблема, а не на том, как она будет решаться. Для создания диаграммы состояний в программе Rational Rose:
1. Щелкните правой кнопкой мыши по классу в списке браузера.
2. В появившемся контекстно-зависимом меню выберите команду New => Statechart Diagram (Создать => Диаграмма состояний). В список браузера будет добавлена диаграмма New Diagram.
3. Введите ее название.
4. Чтобы открыть диаграмму, щелкните по значку «+» слева от имени подкласса в окне браузера, потом по значку «+» слева от пункта State/Activity Model (Модель состояний и действий), а затем дважды по диаграмме состояний.
Диаграмма состояний в списке браузера для класса учебный курс (Course Offering) показана на рис. 9.1.
Рис. 9.1. Диаграмма состояний в браузере
СостоянияСостояние (state) — это некое положение в жизни объекта, при котором он удовлетворяет определенному условию, выполняет некоторое действие или ожидает события. Состояние объекта можно описать с помощью значений одного или нескольких атрибутов класса. Например, объект учебный курс может быть открыт (доступен для записи студентов) или закрыт (максимальное число студентов уже записано на курс). Состояние зависит от числа студентов, прикрепленных к объекту учебный курс. Кроме этого, оно может определяться наличием связи с другим объектом. Актер преподаватель может читать лекции или находиться в отпуске. Это зависит от наличия связи с объектом учебный курс. При анализе состояния объекта можно проверить мощность, выбранную для отношения с другим объектом. То есть, если нахождение в определенном состоянии зависит от наличия связи с другим объектом, значит, мощность отношения, относящаяся к связанному классу, должна включать нулевое значение (другими словами, отношение необязательно). Таким образом, состояния объекта определяются при изучении атрибутов и связен, указанных для него.
В языке UML состояние изображается в виде прямоугольника с закругленными углами — см. рис. 9.2.
Диаграмма состояний включает все сообщения, которые объект получает и отправляет. Сценарий — это одиночный проход по диаграмме состояний. Интервал между двумя сообщениями, отправляемыми объектом, обычно представляет состояние. Таким образом, для определения состояний
объекта нужно изучить диаграмму последовательности действий (взгляните на интервалы между линиями сообщений, получаемых объектом). Если для каждой функции в системе регистрации учебных курсов были созданы диаграммы последовательности действий, то с помощью них можно обнаружить, что объекты класса учебный курс (CourseOffering) могут находиться в одном из следующих состояний: инициализация (создан до регистрации, но студенты не прикреплены), открыт (доступен для записи студентов), закрыт (на курс записано максимальное число студентов), отменен (больше не читается).
Последовательность создания состояний в программе Rational Rose:
1. Щелкните по кнопке State (Состояние) на панели инструментов.
2. Щелкните по диаграмме, чтобы поместить на нее новое состояние.
3. Введите его название.
Состояния класса учебный курс показаны на рис. 9.3.
Рис. 9.3. Состояния
Переходы между состояниямиПереходы между состояниями (state transitions) представляют собой смену исходного состояния последующим (которое может быть тем же, что и исходное). Переход может сопровождаться определенным действием.
Есть два способа выхода из состояния — автоматический и неавтоматический. Автоматическая смена состояния происходит, когда действие исходного состояния будет завершено — с переходом не связано каких-либо событий. Неавтоматический переход между состояниями вызывается определенным событием (от другого объекта или из внешней среды). Считается, что оба типа переходов выполняются за нулевое время и не могут быть прерваны. Переход между состояниями изображается в виде стрелки, направленной от исходного состояния к последующему.
