Klassendiagrammen zijn een soort UML (Unified Modeling Language) diagram dat in software-engineering wordt gebruikt om de structuur en relaties van klassen in een systeem visueel weer te geven. UML is een gestandaardiseerde modelleringstaal die helpt bij het ontwerpen en documenteren van softwaresystemen. Ze vormen een integraal onderdeel van het softwareontwikkelingsproces en helpen zowel in de ontwerp- als in de documentatiefase.

Belangrijke onderwerpen voor het klassendiagram

• Wat zijn klassendiagrammen?
• Wat is een klasse?
• UML-klassenotatie
• Relaties tussen klassen
• Doel van klassendiagrammen
• Voordelen van klassendiagrammen
• Hoe klassediagrammen te tekenen
• Gebruik cases van klassendiagrammen

Wat zijn klassendiagrammen?

Klassendiagrammen zijn een type UML-diagram (Unified Modeling Language) dat wordt gebruikt in software-engineering om de structuur en relaties van klassen binnen een systeem visueel weer te geven, dat wil zeggen gebruikt om objectgeoriënteerde systemen te construeren en te visualiseren.

In deze diagrammen worden klassen weergegeven als vakken, die elk drie compartimenten bevatten voor de klassenaam, attributen en methoden. Lijnen die klassen verbinden illustreren associaties en laten relaties zien zoals één-op-één of één-op-veel.

Klassendiagrammen bieden een overzicht op hoog niveau van het ontwerp van een systeem en helpen de structuur van de software te communiceren en te documenteren. Ze zijn een fundamenteel hulpmiddel bij objectgeoriënteerd ontwerp en spelen een cruciale rol in de levenscyclus van softwareontwikkeling.

Wat is een klasse?

Bij objectgeoriënteerd programmeren (OOP) is een klasse een blauwdruk of sjabloon voor het maken van objecten. Objecten zijn instanties van klassen, en elke klasse definieert een reeks attributen (gegevensleden) en methoden (functies of procedures) die de objecten die op basis van die klasse zijn gemaakt, zullen bezitten. De attributen vertegenwoordigen de kenmerken of eigenschappen van het object, terwijl de methoden het gedrag of de acties definiëren die het object kan uitvoeren.

UML-klassenotatie

Klassennotatie is een grafische weergave die wordt gebruikt om klassen en hun relaties weer te geven bij objectgeoriënteerde modellering.

hoe download je youtube-video's vlc

1. Naam van de klasse:
   • De naam van de klas wordt doorgaans in het bovenste compartiment van de klasdoos geschreven en is gecentreerd en vetgedrukt.
2. Kenmerken:
   • Attributen, ook wel eigenschappen of velden genoemd, vertegenwoordigen de gegevensleden van de klasse. Ze worden vermeld in het tweede compartiment van het klassenvak en bevatten vaak de zichtbaarheid (bijvoorbeeld openbaar, privé) en het gegevenstype van elk attribuut.
3. Methoden:
   • Methoden, ook wel functies of bewerkingen genoemd, vertegenwoordigen het gedrag of de functionaliteit van de klasse. Ze worden vermeld in het derde compartiment van het klassenvak en omvatten de zichtbaarheid (bijvoorbeeld openbaar, privé), het retourtype en de parameters van elke methode.
4. Zichtbaarheidsnotatie:
   • Zichtbaarheidsnotaties geven het toegangsniveau van attributen en methoden aan. Veel voorkomende zichtbaarheidsnotaties zijn onder meer:
     • +>voor publiek (zichtbaar voor alle klassen)
     • ->voor privé (alleen zichtbaar binnen de klas)
     • #>voor beschermd (zichtbaar voor subklassen)
     • ~>voor pakket- of standaardzichtbaarheid (zichtbaar voor klassen in hetzelfde pakket)

Parameter Directionaliteit

In klassendiagrammen verwijst parameterdirectionaliteit naar de indicatie van de informatiestroom tussen klassen via methodeparameters. Het helpt om te specificeren of een parameter een invoer, een uitvoer of beide is. Deze informatie is cruciaal om te begrijpen hoe gegevens tussen objecten worden doorgegeven tijdens methodeaanroepen.

Er worden drie belangrijke parameter-directionaliteitsnotaties gebruikt in klassendiagrammen:

• In (invoer):
  • Een invoerparameter is een parameter die wordt doorgegeven van het aanroepende object (client) naar het aangeroepen object (server) tijdens een methodeaanroep.
  • Het wordt weergegeven door een pijl die naar de ontvangende klasse wijst (de klasse die eigenaar is van de methode).
• Uit (uitvoer):
  • Een uitvoerparameter is een parameter die na de uitvoering van de methode wordt doorgegeven van het aangeroepen object (server) terug naar het aanroepende object (client).
  • Het wordt weergegeven door een pijl die wegwijst van de ontvangende klasse.
• InOut (invoer en uitvoer):
  • Een InOut-parameter dient zowel als invoer als uitvoer. Het draagt ​​informatie over van het oproepende object naar het opgeroepen object en omgekeerd.
  • Het wordt weergegeven door een pijl die naar en van de ontvangende klasse wijst.

Relaties tussen klassen

In klassendiagrammen beschrijven relaties tussen klassen hoe klassen binnen een systeem met elkaar zijn verbonden of met elkaar interacteren. Er zijn verschillende soorten relaties bij objectgeoriënteerde modellering, die elk een specifiek doel dienen. Hier volgen enkele veelvoorkomende typen relaties in klassendiagrammen:

1. Associatie

Een associatie vertegenwoordigt een bidirectionele relatie tussen twee klassen. Het geeft aan dat instanties van de ene klasse verbonden zijn met instanties van een andere klasse. Associaties worden doorgaans weergegeven als een ononderbroken lijn die de klassen verbindt, met optionele pijlen die de richting van de relatie aangeven.

Laten we associatie begrijpen aan de hand van een voorbeeld:

Laten we eens kijken naar een eenvoudig systeem voor het beheren van een bibliotheek. In dit systeem hebben we twee hoofdentiteiten:Book>EnLibrary>. ElkLibrary>bevat meerdereBooks>, en elkBook>behoort tot een specifiekLibrary>. Deze relatie tussenLibrary>EnBook>vertegenwoordigt een vereniging.

De klasse Library kan worden beschouwd als de bronklasse omdat deze een verwijzing bevat naar meerdere exemplaren van de klasse Book. De klasse Book wordt beschouwd als de doelklasse omdat deze tot een specifieke bibliotheek behoort.

metselaar formule

2. Gerichte associatie

Een gerichte associatie in een UML-klassediagram vertegenwoordigt een relatie tussen twee klassen waarbij de associatie een richting heeft, wat aangeeft dat de ene klasse op een specifieke manier met de andere is geassocieerd.

• Bij een gerichte associatie wordt een pijlpunt aan de associatielijn toegevoegd om de richting van de relatie aan te geven. De pijl wijst van de klasse die de associatie initieert naar de klasse die het doelwit is van of beïnvloed wordt door de associatie.
• Gerichte associaties worden gebruikt wanneer de associatie een specifieke stroom of directionaliteit heeft, zoals het aangeven welke klasse verantwoordelijk is voor het initiëren van de associatie of welke klasse afhankelijk is van een andere.

Beschouw een scenario waarin een Lerarenklasse is gekoppeld aan een Cursusklasse in een universitair systeem. De gerichte associatiepijl kan van de klasse Teacher naar de klasse Cursus wijzen, wat aangeeft dat een docent verbonden is aan een specifieke cursus of deze geeft.

• De bronklasse is de klasse Teacher. De lerarenklas initieert de vereniging door een specifieke cursus te geven.
• De doelklasse is de Course-klasse. De cursusklasse wordt beïnvloed door de associatie omdat deze door een specifieke leraar wordt gegeven.

3. Aggregatie

Aggregatie is een gespecialiseerde vorm van associatie die een geheel-deelrelatie vertegenwoordigt. Het duidt een sterkere relatie aan waarbij een klasse (het geheel) een andere klasse (het deel) bevat of daaruit bestaat. Aggregatie wordt weergegeven door een ruitvorm aan de zijkant van de hele klas. In dit soort relaties kan de onderliggende klasse onafhankelijk van de bovenliggende klasse bestaan.

Laten we aggregatie begrijpen aan de hand van een voorbeeld:

Het bedrijf kan als geheel worden beschouwd, terwijl de medewerkers de onderdelen zijn. Werknemers behoren tot het bedrijf en het bedrijf kan meerdere werknemers hebben. Als de onderneming echter ophoudt te bestaan, kunnen de medewerkers nog steeds zelfstandig voortbestaan.

4. Samenstelling

Samenstelling is een sterkere vorm van aggregatie, die wijst op een significantere eigendoms- of afhankelijkheidsrelatie. In compositie kan de deelklasse niet onafhankelijk van de hele klasse bestaan. De compositie wordt weergegeven door een gevulde ruitvorm aan de zijkant van de hele klas.

Laten we Compositie begrijpen aan de hand van een voorbeeld:

Stel je een digitale contactboekapplicatie voor. Het contactboek is het geheel en elk contactitem is een deel. Elke contactinvoer is volledig eigendom van en wordt beheerd door het contactenboek. Als het contactboek wordt verwijderd of vernietigd, worden ook alle bijbehorende contactitems verwijderd.

Dit illustreert de samenstelling omdat het bestaan ​​van de contactitems volledig afhankelijk is van de aanwezigheid van het contactenboek. Zonder het contactboek verliezen de afzonderlijke contactitems hun betekenis en kunnen ze niet op zichzelf bestaan.

5. Generalisatie (overerving)

Overerving vertegenwoordigt een is-een relatie tussen klassen, waarbij één klasse (de subklasse of het kind) de eigenschappen en het gedrag van een andere klasse (de superklasse of ouder) erft. Overerving wordt weergegeven door een ononderbroken lijn met een gesloten, holle pijlpunt die van de subklasse naar de superklasse wijst.

muisscroll werkt niet

In het voorbeeld van bankrekeningen kunnen we generalisatie gebruiken om verschillende soorten rekeningen weer te geven, zoals lopende rekeningen, spaarrekeningen en kredietrekeningen.

De klasse Bankrekening dient als de algemene representatie van alle soorten bankrekeningen, terwijl de subklassen (Lichtrekening, Spaarrekening, Kredietrekening) gespecialiseerde versies vertegenwoordigen die de functionaliteit van de basisklasse overnemen en uitbreiden.

6. Realisatie (Interface-implementatie)

Realisatie geeft aan dat een klasse de kenmerken van een interface implementeert. Het wordt vaak gebruikt in gevallen waarin een klasse de bewerkingen uitvoert die door een interface zijn gedefinieerd. De realisatie wordt weergegeven door een stippellijn met een open pijlpunt die van de implementerende klasse naar de interface wijst.

Laten we eens kijken naar het scenario waarin een persoon en een bedrijf beide een eigenaarsinterface realiseren.

stapel sorteren

• Eigenaarsinterface: Deze interface bevat nu methoden zoals verwerven (eigendom) en beschikken (eigendom) om acties weer te geven die verband houden met het verwerven en afstoten van onroerend goed.
• Persoonsklasse (realisatie): De klasse Person implementeert de Owner-interface en biedt concrete implementaties voor de methoden acquire(property) en Disposal(property). Zo kan iemand bijvoorbeeld de eigendom van een huis verwerven of een auto wegdoen.
• Bedrijfsklasse (realisatie): Op dezelfde manier implementeert de klasse Corporation ook de Owner-interface en biedt specifieke implementaties voor de methoden acquire(property) en Disposal(property). Een onderneming kan bijvoorbeeld eigendom verwerven van onroerend goed of bedrijfsvoertuigen afstoten.

Zowel de klassen Person als Corporation realiseren de Owner-interface, wat betekent dat ze concrete implementaties bieden voor de methoden acquire(property) en Dispos(property) die in de interface zijn gedefinieerd.

7. Afhankelijkheidsrelatie

Er bestaat een afhankelijkheid tussen twee klassen wanneer de ene klasse afhankelijk is van de andere, maar de relatie is niet zo sterk als associatie of overerving. Het vertegenwoordigt een meer losjes gekoppelde verbinding tussen klassen. Afhankelijkheden worden vaak weergegeven als een stippellijn.

Laten we een scenario bekijken waarin een persoon afhankelijk is van een boek.

• Persoonsklasse: Vertegenwoordigt een persoon die een boek leest. De klasse Person is afhankelijk van de klasse Book om toegang te krijgen tot de inhoud en deze te lezen.
• Boek klasse: Vertegenwoordigt een boek dat inhoud bevat die door een persoon moet worden gelezen. De klasse Book is onafhankelijk en kan bestaan ​​zonder de klasse Person.

De klasse Person is afhankelijk van de klasse Book, omdat deze toegang tot een boek nodig heeft om de inhoud ervan te kunnen lezen. De klasse Book is echter niet afhankelijk van de klasse Person; het kan onafhankelijk bestaan ​​en is voor zijn functionaliteit niet afhankelijk van de klasse Person.

8. Gebruik(afhankelijkheid)relatie

Een gebruiksafhankelijkheidsrelatie in een UML-klassediagram geeft aan dat een klasse (de klant) een andere klasse (de leverancier) gebruikt of ervan afhankelijk is om bepaalde taken uit te voeren of toegang te krijgen tot bepaalde functionaliteit. De clientklasse is afhankelijk van de diensten die door de leverancierklasse worden geleverd, maar bezit of creëert er geen instances van.

• Gebruiksafhankelijkheden vertegenwoordigen een vorm van afhankelijkheid waarbij de ene klasse afhankelijk is van een andere klasse om aan een specifieke behoefte of vereiste te voldoen.
• De klantenklasse vereist toegang tot specifieke functies of diensten die door de leveranciersklasse worden geleverd.
• In UML-klassediagrammen worden gebruiksafhankelijkheden doorgaans weergegeven door een gestippelde pijllijn die van de clientklasse naar de leveranciersklasse wijst.
• De pijl geeft de richting van de afhankelijkheid aan, waaruit blijkt dat de klantklasse afhankelijk is van de diensten die door de leveranciersklasse worden geleverd.

Overweeg een scenario waarin een autoklasse afhankelijk is van een FuelTank-klasse om het brandstofverbruik te beheersen.

• De klasse Auto heeft mogelijk toegang nodig tot methoden of attributen van de klasse FuelTank om het brandstofniveau te controleren, brandstof bij te vullen of het brandstofverbruik te monitoren.
• In dit geval is de klasse Auto afhankelijk van het gebruik van de klasse FuelTank, omdat deze zijn services gebruikt om bepaalde taken uit te voeren die verband houden met brandstofbeheer.

Doel van klassendiagrammen

Het belangrijkste doel van het gebruik van klassendiagrammen is:

• Dit is de enige UML die verschillende aspecten van het OOP-concept op passende wijze kan weergeven.
• Een goed ontwerp en analyse van applicaties kan sneller en efficiënter.
• Het is de basis voor de implementatie en het componentendiagram.
• Het omvat voorwaartse en omgekeerde engineering.

Voordelen van klassendiagrammen

• Klassenstructuur modelleren:
  • Klassendiagrammen helpen bij het modelleren van de structuur van een systeem door klassen en hun attributen, methoden en relaties weer te geven.
  • Dit geeft een duidelijk en overzichtelijk beeld van de architectuur van het systeem.
• Relaties begrijpen:
  • Klassendiagrammen geven relaties tussen klassen weer, zoals associaties, aggregaties, composities, overerving en afhankelijkheden.
  • Dit helpt belanghebbenden, waaronder ontwikkelaars, ontwerpers en bedrijfsanalisten, te begrijpen hoe verschillende componenten van het systeem met elkaar verbonden zijn.
• Communicatie:
  • Klassendiagrammen dienen als communicatiemiddel tussen teamleden en belanghebbenden. Ze bieden een visuele en gestandaardiseerde weergave die gemakkelijk kan worden begrepen door zowel een technisch als niet-technisch publiek.
• Blauwdruk voor implementatie:
  • Klassendiagrammen dienen als blauwdruk voor software-implementatie. Ze begeleiden ontwikkelaars bij het schrijven van code door de klassen, hun attributen, methoden en de relaties daartussen te illustreren.
  • Dit kan bijdragen aan de consistentie tussen het ontwerp en de daadwerkelijke implementatie.
• Codegeneratie:
  • Sommige softwareontwikkelingstools en -frameworks ondersteunen het genereren van code op basis van klassendiagrammen.
  • Ontwikkelaars kunnen een aanzienlijk deel van de code genereren op basis van de visuele weergave, waardoor de kans op handmatige fouten wordt verkleind en ontwikkelingstijd wordt bespaard.
• Abstracties en inkapseling identificeren:
  • Klassendiagrammen moedigen de identificatie van abstracties en de inkapseling van gegevens en gedrag binnen klassen aan.
  • Dit ondersteunt de principes van objectgeoriënteerd ontwerp, zoals modulariteit en het verbergen van informatie.

Hoe klassediagrammen te tekenen

Bij het tekenen van klassendiagrammen wordt de structuur van een systeem gevisualiseerd, inclusief klassen, hun attributen, methoden en relaties. Hier zijn de stappen om klassendiagrammen te tekenen:

1. Identificeer klassen:
   • Begin met het identificeren van de klassen in uw systeem. Een klasse vertegenwoordigt een blauwdruk voor objecten en moet gerelateerde attributen en methoden bevatten.
2. Lijst met attributen en methoden:
   • Noem voor elke klasse de attributen (eigenschappen, velden) en methoden (functies, bewerkingen). Neem informatie op zoals gegevenstypen en zichtbaarheid (openbaar, privé, beschermd).
3. Identificeer relaties:
   • Bepaal de relaties tussen klassen. Veel voorkomende relaties zijn onder meer associaties, aggregaties, composities, overerving en afhankelijkheden. Begrijp de aard en veelheid van deze relaties.
4. Klassenvakken maken:
   • Teken een rechthoek (klassenvak) voor elke geïdentificeerde klasse. Plaats de klasnaam in het bovenste compartiment van de doos. Verdeel de doos in compartimenten voor attributen en methoden.
5. Kenmerken en methoden toevoegen:
   • Vermeld in elk klassenvak de attributen en methoden in hun respectieve compartimenten. Gebruik zichtbaarheidsnotaties (+ voor openbaar, – voor privé, # voor beschermd, ~ voor pakket/standaard).
6. Relaties tekenen:
   • Teken lijnen om de relaties tussen klassen weer te geven. Gebruik pijlen om de richting van associaties of afhankelijkheden aan te geven. Voor verschillende relaties kunnen verschillende lijntypen of notaties worden gebruikt.
7. Labelrelaties:
   • Label de relaties indien nodig met veelheid en rolnamen. Multipliciteit geeft het aantal instanties aan dat betrokken is bij de relatie, en rolnamen verduidelijken de rol van elke klasse in de relatie.
8. Beoordelen en verfijnen:
   • Controleer uw klassendiagram om er zeker van te zijn dat het de structuur en relaties van het systeem nauwkeurig weergeeft. Verfijn het diagram indien nodig op basis van feedback en vereisten.
9. Gebruik hulpmiddelen voor digitaal tekenen:
   • Hoewel u klassendiagrammen op papier kunt tekenen, kan het gebruik van digitale hulpmiddelen meer flexibiliteit en aanpassingsgemak bieden. UML-modelleringstools, tekensoftware of zelfs gespecialiseerde diagramtools kunnen nuttig zijn.

Gebruik cases van klassendiagrammen

• Systeem ontwerp:
  • Tijdens de systeemontwerpfase worden klassendiagrammen gebruikt om de statische structuur van een softwaresysteem te modelleren. Ze helpen bij het visualiseren en organiseren van klassen, hun attributen, methoden en relaties, en bieden een blauwdruk voor systeemimplementatie.
• Communicatie en samenwerking:
  • Klassendiagrammen dienen als een visueel communicatiemiddel tussen belanghebbenden, waaronder ontwikkelaars, ontwerpers, projectmanagers en klanten. Ze faciliteren discussies over de structuur en het ontwerp van het systeem en bevorderen een gedeeld begrip onder de teamleden.
• Codegeneratie:
  • Sommige softwareontwikkelomgevingen en -tools ondersteunen het genereren van code op basis van klassendiagrammen. Ontwikkelaars kunnen codeskeletten genereren, waardoor handmatige codeerinspanningen worden verminderd en consistentie tussen ontwerp en implementatie wordt gewaarborgd.
• Testen en testplanning:
  • Testers gebruiken klassendiagrammen om de relaties tussen klassen te begrijpen en dienovereenkomstig testgevallen te plannen. De visuele weergave van klassenstructuren helpt bij het identificeren van gebieden die grondig moeten worden getest.
• Reverse engineering:
  • Klassendiagrammen kunnen worden gebruikt voor reverse engineering, waarbij ontwikkelaars bestaande code analyseren om visuele representaties van de softwarestructuur te creëren. Dit is vooral handig als de documentatie schaars of verouderd is.