Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI) - pjwstk

MAS – dr. Inż. Mariusz TrzaskaWykład 11Realizacja pozostałych, wybranych konstrukcjiUML w obiektowych językach programowania

Zagadnieniao Omówienie różnych rodzajów ograniczeńwystępujących w UMLo Implementacja ograniczeń w obiektowych językachprogramowania:Dotyczące atrybutówSubsetOrderedBagHistoryXorDowolneo PodsumowanieModelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 2

Praca domowao Modyfikacja klasy ObjectPlusPlusułatwiająca realizację dziedziczeniadynamicznego.Prezentacje studentów…Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 3

o Dodatkowe problemyPraca domowa (2)Ze „starego” obiektu powinniśmy skopiować tylkopowiązania należące do „nadklasy” (np. A). Niekopiujemy powiązań należących do jego asocjacji(np. B, C).Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 4

Praca domowa (3)o Dodatkowe problemy – c. d.Aby poprawnie uaktualnić powiązania pokazujące na„nowy” obiekt, potrzebujemy informacje o wzajemnychpowiązaniach ról.• Która nazwaRoli odpowiada odwrotnaNazwaRoli,• Teoretycznie możemy zastąpić wszystkie wystąpienia (wewszystkich rolach) obiektDocelowy pokazujące na „stary”obiekt, ale część z tych uaktualnień jest niepotrzebna, ponieważczęść z powiązań „przepada” (patrz poprzedni slajd).:A :BModelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 5

Powrót do aktualnego wykładuModelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 6

Ograniczenia w UMLo Jeden z mechanizmów rozszerzalności UML.o Umożliwiają doprecyzowanie modelu.o Wykorzystanie:OCLWyrażenia matematyczne (arytmetyka, logika)Teksto Istnieje pewna predefiniowana grupaograniczeńo Notacja: {treść ograniczenia}Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 7

Rodzaje ograniczeńo Dynamiczne. . Przy sprawdzaniu warunku,istotny jest poprzedni stan elementu, któregoograniczenie dotyczy.o Statyczne. . Przy sprawdzaniu warunku,poprzedni stan elementu, któregoograniczenie dotyczy, nie ma znaczenia.Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 8

o PrzykładyRodzaje ograniczeń (2)Ograniczenia dynamiczne• Pensja nie może zmaleć,• Wzrost pensji nie może być większy niż 10%.Ograniczenia statyczne• Pensja > 2000• Pensja < 5000Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 9

o {Subset}Predefiniowane ograniczeniaNakładane na dwie asocjacje (agregacje).Aby można było utworzyć powiązanie w ramachasocjacji B („kieruje”), musi już istnieć powiązaniew ramach asocjacji A („należy do”).Obydwie asocjacje powinny być pomiędzy tymisamymi klasami.Obydwa powiązaniapowinny być pomiędzytymi samymi obiektami.Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 10

Predefiniowane ograniczenia (2)o {Ordered}Może dotyczyć:• Asocjacji.Oznacza,żepowiązaniasąprzechowywane (oraz otrzymywane i przetwarzane) wpewnej ustalonej kolejności.• Klasy. Obiekty w ekstensji są przechowywane (orazotrzymywane i przetwarzane) w pewnejustalonejkolejności.Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 11

o {Bag}Predefiniowane ograniczenia (3)Umożliwiaelementów.przechowywanieduplikatówW przypadku asocjacji, oznacza, że może istniećwiele powiązań pomiędzy tymi samymi obiektami.Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 12

Predefiniowane ograniczenia (4)o {History}Podobny do ograniczenia {bag}.Umożliwia utworzenie wielu powiązań pomiędzytymi samymi obiektami.Podkreśla aspekt czasowy opisywanej asocjacji.Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 13

o {XOR}Predefiniowane ograniczenia (5)Dotyczy co najmniej dwóch asocjacji.Zapewnia,żebędzieistniałotylkojednopowiązanie w ramach asocjacji, które ogranicza.Jeżeli osoba pracuje w instytucji rządowej to nie możewspółpracować z firmą.Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 14

Ograniczenia UML, a języki programowaniao W popularnych językach programowania:Java C#C++ograniczenia nie występują bezpośrednio.o Możemy je uwzględnić:ręcznie implementując odpowiednie metody.korzystając z dedykowanej biblioteki (np. dla OCL).o Stopień skomplikowania takich implementacji zależyod rodzaju ograniczeń.Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 15

Implementacja ograniczeń dotyczących atrybutówo Podstawowe założeniaAtrybuty w klasie są ukryte (najlepiej jakoprivate),Wszelka aktywność związana z atrybutamiodbywa się przez dedykowane metody• get…• set…Powyższa reguła obowiązuje również wewnątrzklasy w której są atrybuty (chociaż tego nie da siękontrolować).Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 16

Implementacja ograniczeń dotyczących atrybutów (2)o Współczesne środowiska programistyczne(IDE) wspierają proces tworzenia metodsłużących do operacjina „ukrytych”atrybutach.W Eclipse jest do tegodedykowana opcja:Source GenerateGetters and Setters.Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 17

Implementacja ograniczeń dotyczących atrybutów (3)o Pensja nie może zmaleć,public class Pracownik {private float pensja;public void setPensja(float pensja) throws Exception {// Sprawdzenie ograniczeniaif(pensja < this.pensja) {throw new Exception("Pensja nie moze zmalec!");}}}this.pensja = pensja;o Wzrost pensji nie może być większy niż 10%.public void setPensja(float pensja) throws Exception {// Sprawdzenie ograniczeniaif(this.pensja * 1.1f < pensja) {throw new Exception("Wzrost pensji nie moze byc wiekszy niz 10%!");}}this.pensja = pensja;Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 18

Implementacja ograniczeń dotyczących atrybutów (4)o Pensja > 2000public class Pracownik {private float pensja;public void setPensja(float pensja) throws Exception {// Sprawdzenie ograniczeniaif(pensja < minimalnaPensja) {throw new Exception("Pensja musi wynosic co najmniej " +minimalnaPensja);}}this.pensja = pensja;}final static float minimalnaPensja = 2000;final static float maksymalnaPensja = 5000;o Pensja < 5000Analogicznie jak powyżej.Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 19

Implementacja ograniczenia {subset}o Powiązania w ramach asocjacji opisanej przez role„składa się”, , „należy do” dodajemy „normalnie”.o Przed dodaniem powiązania w ramach asocjacjiopisanej przez role „kierowana przez”, , „kieruje” kieruje”,sprawdzamy czy istnieje powiązanie dododawanego obiektu w ramach „nadrzędnej”asocjacji.*asocjacji.składa się * należy doPracownikkierowana przezkierujeGrupa{subset}**Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 20

Implementacja ograniczenia {subset} (2)o Zmodyfikujemy klasę ObjectPlusPlusoDodamy metodę, która sprawdzi czy istnieje powiązanie do podanegoobiektu w ramach danej roli.o Utworzymy nową klasę ObjectPlus4dziedziczącą z ObjectPlusPlusenkapsulującą funkcjonalność związaną z realizacjąograniczeń.Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 21

Implementacja ograniczenia {subset} (3)o Metoda w ObjectPlusPlus, , którasprawdza czy istnieje powiązanie dopodanego obiektu w ramach danej roli.public boolean czyIstniejePowiazanie(String nazwaRoli, ObjectPlusPlus obiektDocelowy)throws Exception {HashMap powiazaniaObiektu;}if(!powiazania.containsKey(nazwaRoli)) {// Brak powiazan dla tej rolithrow new Exception("Brak powiazan dla roli: " + nazwaRoli);}powiazaniaObiektu = powiazania.get(nazwaRoli);if(powiazaniaObiektu.containsValue(obiektDocelowy)) {// Obiekt docelowy istniejereturn true;}// brak obiektureturn false;Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 22

Implementacja ograniczenia {subset} (4)o Metoda w ObjectPlus4, , która dodaje nowepowiązanie uwzględniając ograniczenie{subsetsubset}public class ObjectPlus4 extends ObjectPlusPlus {public ObjectPlus4() {super();}public void dodajPowiazanie_subset(String nazwaRoli, String odwrotnaNazwaRoli,String nazwaRolinadrzednej, ObjectPlusPlus obiektDocelowy) throws Exception {if(czyIstniejePowiazanie(nazwaRoliNadrzednej, obiektDocelowy)) {// Istnieje powiazanie do dodawanego obiektu w ramach roli nadrzednej// Mozemy utworzyc nowe powiazaniedodajPowiazanie(nazwaRoli, odwrotnaNazwaRoli, obiektDocelowy);}else {// Brak powiazania do dodawanego obiektu w ramach roli nadrzednej ==>wyjatekthrow new Exception("Brak powiazania do dodawanego obiektu '"+ obiektDocelowy + "'w ramach roli nadrzednej '" +nazwaRoliNadrzednej + "'!");}}}Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 23

Implementacja ograniczenia {subset} (5)o Przykład użycia – wersja automatycznaPracownik p = new Pracownik("Jan", "Kowalski");Grupa g = new Grupa("Grupa nr 1");try {// Dodaj "zwykle" powiazaniep.dodajPowiazanie(Pracownik.rolaNalezyDo, Grupa.rolaSkladaSie, g);p.dodajPowiazanie_subset(Pracownik.rolaKieruje, Grupa.rolaKierowanaPrzez,Pracownik.rolaNalezyDo, g);// Wyswietl informacje o wszystkich powiazaniach tego obiektup.wyswietlPowiazania(System.out);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}Pracownik powiazania w roli kieruje:Grupa: Grupa nr 1Pracownik powiazania w roli nalezy do:Grupa: Grupa nr 1Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 24

Implementacja ograniczenia {subset} (5)o Przykład użycia - ręcznePracownik p = new Pracownik("Jan", "Kowalski");Grupa g = new Grupa("Grupa nr 1");try {// Dodaj "zwykle" powiazaniep.dodajPowiazanie(Pracownik.rolaNalezyDo, Grupa.rolaSkladaSie, g);// Sprawdz czy istnieje "nadrzedne" powiazanieif(p.czyIstniejePowiazanie(Pracownik.rolaNalezyDo, g)) {// Powiazanie nadrzedne istnieje => mozna dodac nowe powiazaniep.dodajPowiazanie(Pracownik.rolaKieruje, Grupa.rolaKierowanaPrzez, g);}else {// Brak powiazania nadrzednegoSystem.out.println("Brak powiazania nadrzednego w roli: " +Pracownik.rolaNalezyDo);}// Wyswietl informacje o wszystkich powiazaniach tego obiektup.wyswietlPowiazania(System.out);} catch (Exception e) {// Blade.printStackTrace();}Pracownik powiazania w roli kieruje:Grupa: Grupa nr 1Pracownik powiazania w roli nalezy do:Grupa: Grupa nr 1Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 25

Implementacja ograniczenia {ordered}o Dla asocjacjiMusimy użyć kontenera gwarantującego kolejnośćprzechowywanych elementów. W przypadku:• kolejności dodawania - np. List• Indywidualnie zdefiniowanej kolejności, np. TreeSet razem zodpowiednim komparatorem (Comparator).o Dla ekstensjiAnalogicznie jak dla asocjacji.o Klasa ObjectPlusPlus domyślnie używaklasy Vector dla ekstensji (kolejnośćgwarantowana) oraz HashMap dla powiązań.Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 26

Implementacja ograniczenia {bag}ooW przypadku asocjacji, musimy użyć konteneraumożliwiającego przechowywanie duplikatów elementów.Duplikaty chcemy przechowywać najczęściej gdy korzystamyz atrybutu asocjacji podającego dodatkowe informacje o„duplikacie”.oA w takiej sytuacji i tak wprowadzamy klasę pośredniczącą,więc problem „duplikatów” znika.Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 27

Implementacja ograniczenia {bag} (2)o Gdyby jednak ktoś chciał trzymać duplikaty totrzeba wybrać kontener, który na to pozwala,np. Vector.o Klasa ObjectPlusPlus domyślnie używaklasy HashMap dla powiązań, która pilnujeunikalności kluczy. Można dodawaćduplikowane wartości, ale z unikalnymikluczami.Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 28

Implementacja ograniczenia {history}o Czy użycie ograniczenia {history}oznacza jakieś szczególne konsekwencje (wporównaniu z {bag})?o Wydaje się, że nie.o Wniosek: Implementacja ograniczenia{history} jest analogiczna doimplementacji ograniczenia {bag}.Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 29

Implementacja ograniczenia {XOR}o Musimy zadbać aby w zdefiniowanej grupieasocjacji(ról)występowałotylkojednopowiązanie.o Wykorzystamy odpowiednio zmodyfikowanąklasę ObjectPlus4.Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 30

Implementacja ograniczenia {XOR} (2)public class ObjectPlus4 extends ObjectPlusPlus {private List roleXOR = new LinkedList();// [...]public void dodajRoleXOR(String nazwaRoliXor) {roleXOR.add(nazwaRoliXor);}public void dodajPowiazanie_xor(String nazwaRoli, String odwrotnaNazwaRoli,ObjectPlusPlus obiektDocelowy) throws Exception {if(roleXOR.contains(nazwaRoli)) {// Aktualnie dodawana rola jest objeta ograniczeniem XOR// Sprawdz czy jest juz jakies powiazanie w ramach rol objetych ograniczeniemif(czyIstniejePowiazanie()) {throw new Exception("Istnieja juz powiazanie w ramach rol objetychograniczeniem {XOR}!");}// Nie ma powiazan, wiec ponizej dodajemy powiazanie korzystajac z "normalnej"metody z nadklasy}// Dodaj powiazaniesuper.dodajPowiazanie(nazwaRoli, odwrotnaNazwaRoli, obiektDocelowy);}// [...]Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 31

Implementacja ograniczenia {XOR} (3)public class ObjectPlus4 extends ObjectPlusPlus {// [...]private boolean czyIstniejePowiazanie() {for(String rola : roleXOR) {if(this.czySaPowiazania(rola)) {return true;}}}}return false;o Ewentualnie do zrobienia:Uwzględnienie ograniczenia {xor} w przypadkudodawania powiązań z „drugiej strony”Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 32

Implementacja dowolnych ograniczeńo W przypadku dowolnych, innych ograniczeń,np. pisanych „zwykłym tekstem”Niestety trzeba zrozumieć „co autor miał namyśli”,Zaimplementować to wykorzystując odpowiedniemetody.Czasami, może być wymagana zmiana podejściado tworzenia programu, np. zastosowanieortodoksyjnej hermetyzacji.Brak gotowych rozwiązań.Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 33

o WpopularnychPodsumowaniejęzykachprogramowaniaograniczenia nie występują bezpośrednio.o Pewne ich rodzaje można implementowaćkorzystając z gotowych rozwiązań, np.Dotyczące atrybutów,Predefiniowane: {subset}, {xor}.o W ogólnym przypadku (ograniczenia pisanezwykłym tekstem) konieczna jest ich ręcznaimplementacja.Modelowanie Systemów Informacyjnych (MSI), wykład 11 34