UML Cours 1 : Diagrammes de classes : associations

QUI ?

Les diagrammes de cas d’utilisation modélisent à QUOI sert le système.

Le système est composé d’objets qui interagissent entre eux et avec les acteurs pour réaliser ces cas d’utilisation :

• Les diagrammes de classes permettent de spécifier QUI intervient à l’intérieur du système
• Il spécifie également quels liens peuvent entretenir les objets du système

Chaque nouveau diagramme répond à une question différente :

• Ils sont complémentaires et pas du tout interchangeable
• Ils doivent être cohérents les uns avec les autres
• C’est en répondant à toutes les questions qu’on définit complètement un système

Diagrammes d’objets

Les objets sont les éléments constitutifs du système, avec leurs données propres et des moyens de de traitement pour réaliser les services attendus.

Attention : non corformité avec la représentation des objets en UML de ce schéma issu d’un TD préliminaire.

Diagrammes de classes

Les classes sont des types d’objets.

Objets

Objets du monde réel :

• Le stylo que l’un tient en main.
• Le style qu’un autre a dans sa trousse.
• La facture papier que vous avez reçue à la livraison de votre dernière commande.

Objets informartiques

En informatique, les objets ne désignent pas de éléments matériels concrets.

Un objet est un conteneur, qui possède sa propre existence et incorpore des données et des mécanismes en rapport avec une chose tangible. C’est le concept central de la programmation et de la conception orientée objet.

Objets informatiques

• Une structure de données rassemblant les informations disponibles sur une personne (adresse=“Guildford”, nom=“Accroc”, prénom=“Arthur” etc).
• Une structure de données rassemblant les informations disponibles sur une autre personne (adresse=“Bételgeuse”, nom=“Escort”, prénom=“Ford” etc).
• Une représentation informatique du stylo tenu en main (avec son propre niveau d’usure, sa propre couleur etc).
• L’enregistrement dans une base de données de votre dernière commande (avec sa propre date, son propre montant, ses propres articles etc).

Objets en UML

• c1, c2 et c3 sont des commandes
• a et b sont des personnes
• c1, c2 et c3 ont un montant, une date etc…
• a et b ont un nom, un prénom et une adresse

Syntaxe du nom des objets : nom:Type

• Le nom peut-être omis, ou le type, mais pas les deux
• Les deux points restent dans tous les cas de figure, même sans rien devant ou derrière, la cas échéant

Classes

Une classe définit un type d’objet.

Une classe déclare donc des propriétés communes à un ensemble d’objets :

• Les attributs correspondant à des variables associées aux objets de la classe
• Les opérations correspondant à des opérations (fonctions) associées aux objets de la classe

Exemples de propriétés :

• Toutes les commandes ont une date (attribut).
• Toutes les personnes ont un nom (attribut).
• Toutes les personnes ont un numéro (attribut).
• Tous les articles peuvent être achetés (opération).

Représentation d’une classe en UML

Une classe est composée d’un nom, d’attributs et d’opérations.

• Le nom d’une classe commence par une majuscule
• Le nom d’une propriété commence par une minuscule
• Les types de base (int, long, float, double, boolean) sont en minuscules
• Il n’a pas d’espace dans les noms de classes ou de propriétés
• Pour les noms composés, on fait commencer chaque mot par une majuscule

Concepts et instance

Une instance est la concrétisation d’un concept abstrait.

Instanciation d’une classe :

• Une classe est un concept en celà qu’elle n’est que la spécification d’un type
• Un objet est une instance avec ses propres attributs et son propre état

Instanciation d’une association :

• Une association entre deux classes est un concept : elle décrit quels types d’objets et combien peuvent être associés à d’autres
• Un lien est une instance : c’est un lien concret entre deux objets particulier

Attributs d’une classe

Syntaxe (entre accolades, les mentions optionnelles) :

{-,#,+,~} nomAttribut : TypeAttribut {[multiplicité]} {=valeurInitiale}

• {-,#,+,~} : un symbole parmi les quatre pour définir la visibilité de l’attribut : privée, protégée, publique, paquetage
• la multiplicité définit le nombre de valeurs dans une collection (tableau, liste)

Exemples :

• - i : int pour un attribut privé
• + pp : PointPlan pour un attribut public
• tabI : int[*] pour un tableau d’entiers de taille quelconque et à la visibilité non définie
• tabPP : PointPlans[4] pour un tableau de 4 points exactement et à la visibilité non définie
• x : float = O.0 pour un nombre à virgule initialisé à 0 et à la visibilité non définie

Encapsulation

L’encapsulation est un principe de conception consistant à protéger le coeur d’un système des accès intempestifs venant de l’extérieur.

En UML, les modificateurs d’accès permettent de définir la visibilité des propriétés :

• Un attribut privé (-) limite la visibilité d’une propriété à la classe elle-même
• Un attribut public (+) ne limite pas la visibilité d’une propriété
• Un attribut protégé (#) limite la visibilité d’une propriété à la classe elle-même et à ses sous-classes (voir cours suivant)
• Le symbole (~) permet de limiter la visibilité d’une propriété au package de la classe (voir cours suivant)

Il n’y a pas de visibilité par défaut.

Opérations d’une classe

Syntaxe (entre accolades, les mentions optionnelles) :

{-,#,+,~} nomOpération ({LISTE_PARAMS}) {:valeurRetour}

avec pour LISTE_PARAMS, les paramètres séparés par des virgules. Chaque paramètre s’écrit :

nomParamètre : TypeParamètre

Exemples :

• + toString() : String pour une opération publique, sans paramètre et retournant une chaîne de caractères
• ~ setAbscisse(x:float) pour une opération visible dans le paquetage, et prenant une nombre à virgule en paramètre

Notation abrégée d’une classe

Si une classe est déjà définie, il est possible de la représenter simplement, sans ses propriétés.

Relations entre classes

• La relation d’héritage est une relation de généralisation/spécialisation permettant l’abstraction de concepts.

• Une association représente une relation possible entre les objets d’une classe.

• Une relation de composition décrit une relation de contenance et d’appartenance.

• Une dépendance est une relation unidirectionnelle exprimant une dépendance sémantique entre les éléments du modèle (flèche ouverte pointillée).

Association

Une association est une relation structurelle entre objets.

• Une association est souvent utilisée pour représenter les liens posibles entre objets de classes données
• Elle est représentée par un trait entre classes
• Elle est souvent dirigée par une flèche

La flèche indique ici que la relation est uni-directionnelle : les objets de classe Article connaissent ceux de la la classe Commentaire auxquels il sont liés, mais pas l’inverse.

Association bi-directionnelle

Certaines associations sont bi-directionnelles mais comme une telle association est plus complexe à implémenter, on prefère l’aviter autant que possible.

L’absence de flèche indique ici que l’on peut accéder aux catégories à partir des articles qui leur sont liés, et inversement.

Multiplicités

Les multiplicités permettent de contraindre le nombre d’objets intervenant dans les instanciations des associations. On en place de chaque côté des associations.

• Une multiplicité d’un côté spécifie combien d’objets de la classe du côté considéré sont associés à un objet donné de la classe de l’autre côté.

• Syntaxe : min..max, où min et max sont des nombres représentant respectivement les nombre minimaux et maximaux d’objets concernés par l’association.

Ici, le 1..5 s’interprète comme à un objet donné de la classe Article, on doit associer au minimum 1 objet de la classe Categorie et on peut en associer au maximum 5.

Ecriture des multiplicités

Certaines écritures possibles :

• * à la place de max signifie plusieurs sans préciser de nombre.
• n..n se note aussi n pour exatement n
• 0..* se note aussi *

Exemples :

• 1..* : au minimum 1 mais sans maximum
• 1..2 : entre un et deux (mais jamais 0, par exemple)
• * : autant qu’on le souhaite

Rôles

On peut donner à une classe un rôle dans uns association. C’est surtout utile quand plusieurs associations concernent les mêmes classes en qu’en conséquence, de mêmes objets peuvent être liés par des modalités différentes.

Ici, des adresses peuvent être liées aux clients :

• Les adressers jouent le rôle d’adresses de livraison ou d’adresses de facturation
• Rien n’empêche qu’une adresse soit à la fois une adresse de livraison et un adresse de facturation

Classe-association

Pour faire porter des informations par une association, on emploie une classe-association.

Graphiquement, on la relie à l’association avec des pointillés.

Relations est une partie de

Les objets correspondant aux attributs d’une classe font partie des objets de la classe en question :

• Les attributs définissent des parties de la classe
• Ils la composent

Expression des compositions avec des relations

Il est possible de représenter plus explicitement les relations de composition entre classes.

De manière équivalente à la définition d’attributs, on peut utiliser des compositions unidirectionnelles et

• Il ne faut pas représenter à la fois des attributs et des compositions pour la même relation
• Le nom de l’attribut devient le rôle de la classe composante
• La multiplicité de l’attribut devient le rôle de la classe composante (sans multiplicité explicte, 1)

Les compositions peuvent aussi être bi-directionnelles, mais il n’y a alors plus d’aquivalence avec les attributs : on retient la notion de partie.

Compositions et associations classiques

Il faut remplir deux critères pour décider d’une composition au lieu d’une association classique :

• La relation est de type du tout à sa partie
• L’existence des objets composants et composée est liée :
  • La destruction d’un objet composite (le tout) implique la destruction des objets composants (les parties)
  • La copie d’un objet composite (le tout) implique la copie des objets composants (les parties)
  • Plus généralement, les composants ne sont pas partagés par les composites

Traduction Java de la notion d’attribut

Un attribut est implémenté en Java par une variable d’instance de même nom.

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class Article {
    protected designation : String
    protected prix : float
    ...
    (opérations)
}

Une multiplicité maximale supérieure à 1 en UML donne lieu en Java à un tableau ou à une collection.

Modificateurs d’accès

Compositions unidirectionnelles

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class Article {
    ...
    Commentaire[] avis ;
    ...
}

Les compositions unidirectionnelles sont implémentées par des variables d’instance en Java

• Les éventuels rôles donnent lieu à des noms de variable
• Sans rôle explicite, la variable d’instance prend le nom de la classe, avec une minuscule
• Une multiplicité maximale supérieure à 1 donne lieu en Java à un tableau ou à une collection (ArrayList, par exemple)

Associations unidirectionnelles

Les associations sont représentées comme des compositions, c’est à dire avec des attributs.

Module d’UML