Ein Klassendiagramm ist eine statische Ansicht in der UML-Modellierung, die verwendet wird, um Klassen, Schnittstellen, Zusammenarbeit und ihre Beziehungen zu beschreiben. Es dient dazu, die statische Struktur dieser Konzepte im System darzustellen und wird häufig in der Systemanalyse und Designphase der Softwaretechnik eingesetzt.
Das Klassendiagramm ist ein wesentlicher Bestandteil der objektorientierten Modellierung und bildet die Grundlage für andere UML-Diagramme. Auf Basis des Klassendiagramms können Zustandsdiagramme, Kollaborationsdiagramme, Komponentendiagramme und Konfigurationsdiagramme erstellt werden.
Ein Klassendiagramm ist hauptsächlich ein statisches Modell, das die Klassen, Schnittstellen und deren statische Struktur und Beziehungen im System darstellt. Nachdem der Software-Designer das Klassendiagramm entworfen hat, können Programmierer den im Klassendiagramm enthaltenen Inhalt im Code umsetzen.
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Das Klassendiagramm besteht hauptsächlich aus Klassen, Schnittstellen und verschiedenen Beziehungen. Die Beziehungen umfassen hauptsächlich Generalisierungsbeziehungen, Abhängigkeitsbeziehungen, Assoziationsbeziehungen und Implementierungsbeziehungen.
Eine Klasse besteht in der Regel aus einem Namen, Attributen und Operationen. Darüber hinaus umfasst die Klassenstruktur auch Informationen wie Verantwortlichkeiten, Einschränkungen und Anmerkungen der Klasse.
Eine Klasse wird im Klassendiagramm durch ein Rechteck dargestellt, das in drei Schichten unterteilt ist: Die erste Schicht ist der Name der Klasse, die zweite Schicht sind die Attribute der Klasse und die dritte Schicht sind die Operationen der Klasse.
Der Name einer Klasse sollte ein Substantiv sein und der Klassenname sollte das Konzept im Problemfeld genau und klar widerspiegeln. Gemäß den UML-Konventionen sollte der erste Buchstabe jedes Wortes im Klassennamen großgeschrieben werden, und konkrete Klassen werden durch Normalschrift dargestellt, während abstrakte Klassen durch Kursivschrift dargestellt werden.
Eine Schnittstelle wird im Klassendiagramm ebenfalls durch ein Rechteck dargestellt, jedoch anders als die Darstellung einer Klasse. Die erste Schicht der Schnittstelle im Klassendiagramm wird durch das Stereotyp <<interface>> dargestellt, darunter befindet sich der Schnittstellenname, und die zweite Schicht sind die Schnittstellenmethoden.
Zwischen Klassen und Klassen, Klassen und Schnittstellen sowie Schnittstellen und Schnittstellen bestehen bestimmte Beziehungen, die im UML-Klassendiagramm in der Regel durch Linien dargestellt werden, die auf ihre Beziehungen hinweisen. Es gibt insgesamt sechs Beziehungstypen: Implementierungsbeziehung, Generalisierungsbeziehung, Assoziationsbeziehung, Abhängigkeitsbeziehung, Aggregationsbeziehung und Kompositionsbeziehung.
1. Das durch das Klassendiagramm erstellte Modell beschreibt allgemeine Situationen, während das durch das Objektdiagramm erstellte Modell eine bestimmte Situation beschreibt.
2. Ein Klassendiagramm kann die Objektstruktur des Systems vollständig beschreiben, ein Objektdiagramm jedoch nicht.
3. Eine Klasse im Klassendiagramm kann mehreren Objekten im Objektdiagramm entsprechen.
Eine Klasse besteht normalerweise aus einem Namen, Attributen und Operationen, dargestellt durch ein Rechteck, das in drei Ebenen unterteilt ist: Die erste Ebene ist der Name der Klasse, die zweite Ebene sind die Attribute der Klasse und die dritte Ebene sind die Operationen der Klasse.
In der Praxis gibt es jedoch drei Darstellungsformen: „Name der Klasse“, „Name der Klasse“ + „Attribute der Klasse“ und „Name der Klasse“ + „Operationen der Klasse“.
Der Name einer Klasse sollte ein Substantiv sein, wobei der erste Buchstabe jedes Wortes großgeschrieben wird. Normale Schrift wird für instanziierbare Klassen verwendet, und Kursivschrift wird für abstrakte Klassen verwendet.
Die Syntax zur Definition von Attributen einer Klasse lautet: [Sichtbarkeit] Attributname [:Datentyp] [=Initialwert] [{Attributzeichenkette}]
Inhalt in [] ist optional.
Eine Einschränkung einer Klasse spezifiziert eine oder mehrere Regeln, die die Klasse erfüllen muss. In UML wird eine Einschränkung durch Textinformationen in geschweiften Klammern dargestellt.
Realisierungsbeziehung: Dargestellt durch ein hohles Dreieck + gestrichelte Linie, die von der Implementierungsklasse zur Schnittstellenklasse zeigt.
Generalisierungsbeziehung: Dargestellt durch ein hohles Dreieck + durchgezogene Linie, die von der Unterklasse zur Oberklasse zeigt.
Assoziationsbeziehung: Dargestellt durch eine durchgezogene Linie mit Pfeil, die von der referenzierenden Klasse zur referenzierten Klasse zeigt.
Aggregationsbeziehung: Dargestellt durch eine hohle Raute + durchgezogene Linie, die von der Teilklasse zur Gesamtheit zeigt.
Kompositionsbeziehung: Dargestellt durch eine gefüllte Raute + durchgezogene Linie, die von der Teilklasse zur Gesamtheit zeigt.
Abhängigkeitsbeziehung: Dargestellt durch eine gestrichelte Linie mit Pfeil, die von der referenzierenden Klasse zur abhängigen Klasse zeigt.
Ein Klassendiagramm ist nicht völlig unabhängig. Es sollte aus dem Anwendungsfalldiagramm abgeleitete Entitäts-, Kontroll- und Grenzklassen enthalten und semantische Kohärenz mit Anwendungsfalldiagrammen, Aktivitätsdiagrammen, Sequenzdiagrammen usw. wahren.
Eine Klasse sollte eine einzige Verantwortung haben. Große Klassen können aufgeteilt werden, um die Verantwortlichkeiten sinnvoll auf mehrere Klassen zu verteilen, um hohe Kopplung zu vermeiden, Grenzen klar zu definieren und den Prinzipien des objektorientierten Designs zu entsprechen.
