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2018年度 若手技術者向け講座 UML
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- 3. 概要 • デザインパターンを学習するに、クラス図を知っていた方が便 利です。 • ここではUML（主にクラス図）について学びます。 •デザインパターンの中から「Strategyパターン」「Stateパター ン」について学びます。 3
- 4. UML • UMLとは • UnifiedModeling Language の略です。 • オブジェクト指向におけるプログラムの構造を把握する 場合に使用します。 • システムの要件や業務の流れを整理する際にも使用され ます。 • UMLに含まれる図のことを「ダイアグラム」と呼びます。 4
- 5. UML • UMLを学習することのメリット • クラス間の関連性の整理に役立ちます。 •オブジェクト指向の設計・理解の手助けとなります。 • 日本語の通じない相手にもクラス設計を伝えることがで きます。 • 業務分析の際の整理術として使用できます。 5
- 6. UML • UMLで使用されるダイアグラム一覧 • アクテビティ図 •オブジェクト図 • クラス図 • コミュニケーション図 • コンポーネント図 • コンポジット構造図 • シーケンス図 • 状態マシン図 • 相互作用概念図 • タイミング図 • 配置図 • パッケージ図 • ユースケース図 6 ※名前順
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- 8. UML • 構造の記述 • オブジェクト図 •クラス図 • コンポーネント図 • コンポジット構成図 • 配置図 • パッケージ図 8
- 9. UML • 振る舞いの記述 • アクティビティ図 •コミュニケーション図 • シーケンス図 • 状態マシン図 • 相互作用概要 • タイミング図 • ユースケース図 9
- 10. UML • プログラムを把握するためによく使用されるダイアグラム • クラス図 •シーケンス図 • 業務分析でよく使用されるダイアグラム • ユースケース図 • アクティビティ図 10
- 11. クラス図 • クラス図とは • UMLの中で最も使用頻度の高いダイアグラム •クラスの仕様とクラス間の関連性を記述できるものです。 • デザインパターンを説明するうえでクラス図を使用するので、クラス 図は抑えておきましょう。 11
- 12. クラス図 • クラス • 一番上はクラス名。 •真ん中はフィールド。 • 下はメソッドになります。 • クラスフィールドやクラスメソッド の場合は、下線を入れます。 • アクセス修飾子を指定することも可能です。 12
- 13. クラス図 • 継承 • 継承関係を表した図 •図の矢印は継承を指します。 • 上のクラスがスーパークラスで、 下がサブクラスです。 • 抽象クラスや抽象メソッドは斜体で 表記するのが一般的です。 13
- 14. クラス図 • 実装 • 実装関係を表した図 •破線の矢印は実装を指します。 • 上がインターフェースで、下が 実装しているクラスです。 • インターフェースの場合は <<interface>>を表記します。 14
- 15. クラス図 • 集約 • 集約（アグリゲーション）を表した図 •矢印は、オブジェクトを持っている側から 持たれている側に向かう。 • 図は、Carクラスの オブジェクトがTireクラスの オブジェクトを保持している ことを示しています。 15
- 16. クラス図 • 関連 • 関連（知っている）ことを表した図 •プログラム的には集約と同じ意味。 16
- 17. クラス図 • 使用 • クラスを使用すること表すには、図の矢印を使用する。 •ClassがUtilクラスを使用することを示している。 17
- 18. シーケンス図 • シーケンス図 • クラス図は、クラス間の静的な関係を表した図でした。 •クラス図ではクラスの振る舞いの相互作用（どのメソッドからどのメ ソッドが呼ばれるかなど）は分かりません。 • この振る舞いの相互作用を表したのがシーケンス図です。 18
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- 22. アクティビティ図 • アクティビティ図とは • 手続きや、メソッド（関数）のロジック、ビジネスプロセスなどのフ ローを記述するための技法。 •フローチャートに似た役割を果たす。 22
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- 24. オブジェクト図 • オブジェクト図とは • オブジェクトのある時点におけるスナップショットを表す図。 •インスタンス図とも呼ばれる。 • クラス図だけでは構造を把握するのが困難な場合に有効。 24
- 25. コミュニケーション図 • コミュニケーション図とは • シーケンス図では、時系列でオブジェクト間のやり取りを記述します が、コミュニケーション図では、時系列に関係なくオブジェクトを配 置できます。 •メッセージのやり取りをオブジェクトの関係を中心に表現できる。 25
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- 27. コンポーネント図 • コンポーネント図とは • コンポーネントの構造や、コンポーネント間の相互作用と表す図です。 •そもそもコンポーネントとは、ソフトウェアの部品という意味ですが クラスとの明確な違いはありません。 一般には複数のクラスから構成されるシステムの一部をコンポーネ ン と呼びます。 • システムをいくつかの部品に分割し、その関係性や構造を示す場合に 使用します。 27
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- 30. 相互作用概要図 • 相互作用概要図とは • 相互作用概要図は、アクティビティ図とシーケンス図を合体させたも のです。 •アクティビティ図の中のアクテビティを、シーケンス図に置き換えた もの、もしくはアクティビティ図の記法で制御フローを分割したシー ケンス図。 30
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- 32. 配置図 • 配置図とは • 配置図は、システムの物理的なレイアウトを示す図です。 •ソフトウェアのどの部分がハードウェアのどの部分で動作するかを示 す。 32
- 33. パッケージ図 • パッケージ図とは • パッケージとは、クラスをグルーピングするための仕組みです。 •言語によっては名前空間とも呼ばれます。 • パッケージ図は、パッケージ（名前空間）、およびパッケージ間の依 存関係を表す図です。 • 規模が大きいシステムでは、パッケージ間の依存関係を把握するのに 便利です。 33
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- 36. 演習 • 演習 • 「TemplateMethodパターン」のサンプルのソースを参照 して、クラス図を作成してください。 36
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- 38. Strategyパターン • Strategyパターン • Strategyは戦略という意味です。 •アルゴリズムを柔軟に変更することができるデザインパターンです。 • Strategyのインターフェースを用意し、それを実装したクラスにアルゴ リズムを記述する。 • 別のアルゴリズムを増やしたいときは、インターフェースを実装した クラスを増やせばいいので、他のクラスに影響を与えず、機能を追加 することができる。 38
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- 40. Strategyパターン • 演習 • Main.javaとShain.javaを「Strategyパターン」を使用した ソースに修正してください。 •また、ソースのクラス図を作成してください。 40
- 41. Strategyパターン • 解説 • 業種をインターフェースとして作成する。 •業種のインターフェースを実装したクラス(営業クラス、マネージャー クラス、プログラマークラス)を作成し、mainWorkメソッドを実装す る。 • 詳しくは解答サンプルを参照。 41
- 42. Stateパターン • Stateパターン • stateは状態という意味です。 •「状態」をクラスで表現し、オブジェクトの状態によって動作が変更 される場合に使用します。 • クラス図を見ると、Strategyパターンと似ていることが分かります。 • Strategyパターンでは、振る舞いに注目してクラスを分けましたが、 Stateパターンでは状態に着目する点が異なっています。 42
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- 44. Stateパターン • 演習 • Main.javaとShain.javaを「Stateパターン」を使用したソー スに修正してください。 •また、ソースのクラス図を作成してください。 44
- 45. Stateパターン • 解説 • 役職をインターフェースとして作成。 •役職のインターフェースを実装したクラス（平社員クラ ス、主任クラス、係長クラス）を作成し、昇格、降格、 給与取得のメソッドを実装する。 45