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Prof. Robinson Vida Noronha
Tema: Relacionamento entre Classes
RELACIONAMENTOS ENTRE CLASSES
- Introdução........................................................................................................... Conteúdo
- Tipos de Relacionamentos .................................................................................
- O Relacionamento de Dependência ( “ precisa de ” ).......................................
- O Relacionamento de Generalização ( “ é um tipo de ” ) ..................................
- O Relacionamento de Associação......................................................................
- Multiplicidade. ..............................................................................................
- Quadro 4 a) – Código C++ e Java do Exemplo da Figura 8 a) ..................
- Quadro 4 b) – Código C++ e Java do Exemplo da Figura 8 b)..................
- Relações Unidirecionais de Associação........................................................
- Quadro 5 – Código C++ e Java do Exemplo da Figura 9 .........................
- Composição ( “...pertence exclusivamente a ...” ) .............................
- Quadro 6 – Códigos C++ e Java do Exemplo da Figura 10.......................
- Propriedades Da Relação .................................................................................
- Dicas .................................................................................................................
- Resumo.............................................................................................................
- Exercício:..........................................................................................................
- Referência Bilbiográfica Utilizada...................................................................
Prof. Robinson Vida Noronha Tema: Relacionamento entre Classes
RELACIONAMENTOS ENTRE CLASSES
Introdução
Classes são representações de elementos, conceitos, idéias, grupo de objetos ou qualquer outra entidade conhecida. Para o engenheiro, Classes são peças de um quebra-cabeça, ou engrenagens. Essas peças devem ser “juntadas” ou “associadas” de tal forma a solucionar uma questão ou problema. Outra forma de visualizar Classes é imaginar que elas definem um vocabulário básico. Esses elementos do vocabulário, por sua vez, necessitam ser estruturados ou relacionados de tal forma a representar uma ou mais idéias. Podendo as Classes serem consideradas engrenagens ou peças de um quebra-cabeça, uma questão surge naturalmente: Como essas peças poderiam ser relacionadas? Este material procura descrever, de maneira reduzida, como as classes podem ser relacionadas. O que é apresentado não é um conjunto de regras que busque delimitar a criatividade do engenheiro, mas sim, orientações ou recomendações. Nesse contexto, analisam-se relacionamentos entre duas classes. Apesar dessa limitação, os conceitos apresentados neste material podem ser aplicados para definir relacionamentos entre três ou mais classes. Este material utiliza a linguagem UML e códigos C++ e Java para representar os relacionamentos entre as classes. Os exemplo foram produzidos na ferramenta ArgoUML. De maneira geral, espera-se desenvolver no aluno a habilidade de ser capaz de traduzir uma representação gráfica de um modelo para uma linguagem de programação.
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Figura 1- Representação de Dependência
Figura 2-Relação de Generalização
Figura 3-Relação de Associação
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O Relacionamento de Dependência ( “ precisa de ” )
Duas classes possuem um relacionamento de Dependência quando uma alteração em uma dessas classes poder afetar a outra classe. O inverso não é verdade. Nesse contexto, diz-se que uma classe utiliza a outra como argumento em sua assinatura. Representa-se uma relação de Dependência apontando de uma classe que possui um método ou operação para a classe que é utlizada como um parâmetro para essa operação. Por exemplo, na Figura 4, as classes DVD-PLAYER e DVD-MIDIA apresentam um relacionamento de dependência. A assinatura do método play da classe DVD-PLAYER recebe como parâmetro um objeto ou instância da classe DVD-MIDIA. Nesse exemplo da Figura 4, esse objeto é rotulado por “filme”. O sentido da seta indica quem depende de quem.
Figura 4-Exemplo de Dependência No quadro a seguir, as duas classes e seu relacionamento representadas na Figura 4 são codificadas ou traduzidas para as linguagens C++ (arquivos “.cpp” e “.h”) e Java (arquivo “.java”). Esse código gerado é representado nos arquivos .h e .cpp dessas duas classes.
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A relação de Generalização é identificada por meio do texto “ é um “. Na Figura 5, a seguir, simplifica-se um modelo genérico de generalização. Nesse exemplo, a seta terminadora aponta sempre para a classe mais genérica.
Figura 5 -Relacionamento de Generalização
O Quadro 2 apresenta os arquivos gerados para as classes C1 e C2 da Figura 5. Destaca-se que no código de definição da classe C2, informa-se de maneira explicita qual é a classe Pai. Na linguagem C++ isso é feito por meio do caracter “ : ”, da forma de acesso ( public nesse caso) e do nome da classe genérica. Por outro lado, na linguagem Java, utiliza-se apenas a palavra reservada “ extends ” seguida do nome da classe genérica ou classe-pai.
Quadro 2 – Código C++ e Java do Exemplo da Figura 6 C1 C
.h #ifndef C1_h
#define C1_h
class C1 {};
#endif // C1_h
#ifndef C2_h #define C2_h
#include "C1.h"
class C2 : public C1 {};
#endif // C2_h
.cpp #include "C1.h"^ #include "C2.h"
.java public class C1 { }^ public class C2^ extends C1^ {^ }
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Como outro exemplo de generalização, a Figura 6 a seguir, três classes são representadas: Pessoa, Engenheiro e Musico. Nessa representação, a generalização permite dizer “Engenheiro é um(a) Pessoa” e “Musico é um(a) Pessoa”. Ou seja, os objetos do mundo real representados pela classe Engenheiro e pela classe Pessoa, possuem algumas características comuns ( atributos e método ). Essas características comuns são os atributos e métodos da classe Pessoa.
Figura 5-Exemplo de Generalização
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A Figura 7b) representa que “Musico toca_em Orquestra”. Nesse contexto, deseja-se destacar que a classe Orquestra é “mais importante ou maior” que a classe Músico. Os Quadros 3a) e 3b), apresentam respectivamente os códigos Java e C++ dessas classes representadas respectivamente nas Figuras 7a) e 7b).
a) Plana Bidirecional b) Agregação Bidirecional Figura 6-Exemplo de Associação
Quadro 3a) – Códigos C++ e Java do Exemplo da Figura 7a) Saxofonista Baterista
.h #ifndef Saxofonista_h
#define Saxofonista_h
class Baterista;
class Saxofonista {
public: *Baterista toca_com; }; #endif // Saxofonista_h
#ifndef Baterista_h #define Baterista_h
class Saxofonista;
class Baterista {
public: *Saxofonista toca_com; }; #endif // Baterista_h
.cpp #include "Saxofonista.h"^ #include "Baterista.h"
.java import java.util.Vector;
public class Saxofonista { public Vector toca_com; }
import java.util.Vector;
public class Baterista { public Vector toca_com; }
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Quadro 3b) – Códigos C++ e Java do Exemplo da Figura 7b) Musico Orquestra
.h #ifndef Musico_h
#define Musico_h
class Orquestra;
class Musico {
public:
*Orquestra toca_em; };
#endif // Musico_h
#ifndef Orquestra_h #define Orquestra_h
class Musico;
class Orquestra {
public:
Musico toca_em;* };
#endif // Orquestra_h
.cpp #include "Musico.h"^ #include "Orquestra.h"
.java import java.util.Vector;
public class Musico { public Vector toca_em; }
import java.util.Vector;
public class Orquestra { public Vector toca_em; }
Nos quadros 3 a) e b), pode-se observar a referência cruzada entre as duas classes da relação. A classe Baterista possui uma referência para a classe Saxofonista e vice e versa no Quadro 3a). A classe Musico possui uma referencia para a classe Orquestra e vice e versa. Por padrão, a relação de Associação é bidirecional. Apesar disso, pode-se também definir relações de Associação unidirecional. O que significa ser bidirecional? No exemplo apresentado na Figura 3a), significa que a classe Saxofonista tem registrado com quem o saxofonista toca e
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Caso seja necessário especificar uma quantidade mínima diferente de um, é só informar. Por exemplo, pode-se especificar que a relação deve ser delimitada entre 4 e 8 integrantes. Nesse caso, ao invés de registrar “1..*”, seria “4..8”.
Quadro 4 a) – Código C++ e Java do Exemplo da Figura 8 a) Saxofonista Baterista
.h #ifndef Saxofonista_h
#define Saxofonista_h
class Baterista;
class Saxofonista {
public:
*Baterista toca_com; };
#endif // Saxofonista_h
#ifndef Baterista_h #define Baterista_h
#include
class Saxofonista;
class Baterista {
public:
std::vector< Saxofonista > toca_com;* };
#endif // Baterista_h
.cpp #include "Saxofonista.h"^ #include "Baterista.h"
.java public class Saxofonista
{ public Baterista toca_com; }
import java.util.Vector;
public class Baterista { public Vector toca_com; }
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Quadro 4 b) – Código C++ e Java do Exemplo da Figura 8 b) Musico Orquestra
.h #ifndef Musico_h
#define Musico_h
class Orquestra;
class Musico {
public:
*Orquestra toca_em; };
#endif // Musico_h
#ifndef Orquestra_h #define Orquestra_h #include
class Musico;
class Orquestra {
public:
std::vector< Musico > toca_em;* };
#endif // Orquestra_h
.cpp #include "Musico.h"^ #include "Orquestra.h"
.java
public class Musico { public Orquestra toca_em; }
import java.util.Vector;
public class Orquestra { public Vector toca_em; }
Relações Unidirecionais de Associação
As relações de Associação apresentadas até o presente momento são bidirecionais. Ou seja, todas as classes que participam da relação tem a consciência disso. Em algumas situações, pode-se desejar que uma das classes que participa da relação não tenha consciência disso. Nesses casos, têm-se uma relação Unidirecional.
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Composição ( “...pertence exclusivamente a ...” )
A Agregação Simples possui uma variante, a Composição. Essa variação adiciona um grau de importância semântica à relação. Ela define a relação de posse ou possessão. Isso significa que um objeto da classe pertence apenas e exclusivamente ao objeto da outra classe. Como a classe mais importante (ou todo) é responsável pela disposição das partes. Isso significa que ela precisa gerenciar a criação e destruição das partes que a compõe. Por exemplo, na Figura 10, a seguir, representa-se a classe TabuleiroDeXadrez que deve conter instâncias da classe Casa. A classe Casas, que pode ter o atributo cor como sendo “preta” ou “branca”, compõe um Tabuleiro de Xadrez. Mais especificamente, um tabuleiro de Xadrez é formado, composto por 32 casas pretas e 32 casas brancas.
Figura 9-Exemplo de Relacionamento de Composição No Quadro 6, os respectivos códigos das classes da Figura 10 são apresentados. Destaca-se nesse relacionamento, a inexistência de ponteiro na classe TabuleiroDeXadrez. Como os elementos da classe Casa compõe apenas a classe TabuleiroDeXadrez e existem apenas com essa principal finalidade, não há a necessidade de ponteiro. A classe TabeuleiroDeXadrez deverá instanciar os 64 elementos dessa classe.
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Quadro 6 – Códigos C++ e Java do Exemplo da Figura 10 TabuleiroDeXadrez Casa
.h #ifndef TabuleiroDeXadrez_h
#define TabuleiroDeXadrez_h
#include "Casa.h"
class TabuleiroDeXadrez {
public:
Casa contem[64]; };
#endif // TabuleiroDeXadrez_h
#ifndef Casas_h #define Casas_h
class TabuleiroDeXadrez;
class Casa {
public:
*TabuleiroDeXadrez contem; };
#endif // Casa_h
.cpp #include "TabuleiroDeXadrez.h"^ #include "Curso.h"
.java public class TabuleiroDeXadrez
{ Casas contem = new Casa[64]; }
public class Casa { TabuleiroDeXadrez contem; }
De maneira similar aos outros relacionamentos, a Composição também pode ser unidirecional. Nesse caso, a classe que desconhece a relação nãofaz referência à ela em seu código.
Propriedades Da Relação
Em algumas situações, a relação entre duas classes possui propriedades. Por exemplo, a relação entre a classe Paciente e AgendaDoMédico é a Consulta. Essa classe só existe para representar as propriedades da relação entre as duas classes Paciente e AgendoDoMedico. Nesses casos, representa-se em UML as três classes, conforme exemplifica a Figura 11 a seguir.
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PropriedadesDaRelacao #ifndef PropriedadesDaRelacao_h
#define PropriedadesDaRelacao_h
#include "C1.h" #include "C2.h"
class PropriedadesDaRelacao { public: C1 myC1; C2 myC2; };
#endif // PropriedadesDaRelacao_h
C2 #ifndef C2_h
#define C2_h
class PropriedadesDaRelacao;
class C2 { public: PropriedadesDaRelacao *PropriedadesDaRelacaoAssoc; };
#endif // C2_h
Dicas
Ao modelar relações em UML:
- Utilize Dependências apenas quando o relacionamento modelado não for estrutural.
- Utilize Generalização apenas quando voce conseguir ter um “ é um tipo de “ entre as classes representadas.
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- Cuidado com a generalização cíclica. Generalização cíclica é quando um ciclo fechado é definido entre classes que se relacionam pela Generalização.
- Utilize Associação primeiramente quando houver uma relação estrutural entre os objetos.
Resumo.
Programar de maneira orientada a objetos, consiste, entre outras coisas, definir classes e seus relacionamentos. Classes se relacionam com outras Classes com a finalidade de representar objetos e sistemas do mundo real. Em resumo, os relacionamentos apresentados neste material são:
Relacionamento Símbolo Significado Dependência A classe C1 depende da classe C2 para executar alguma tarefa. Pode-se dizer que: “C1 precisa de C2”. Generalização ou Herança
A classe C1 é dita filha da classe C2. A classe C1 possui toda a estrutura da classe C2. Pode-se dizer: “ C1 é um tipo de C2 “. Associação Plana As classes C1 e C2 são igualmente importantes e são associadas de maneira estrutural para representar uma idéia, conceito ou um todo.
