6 Oliomallinnuksen perusteet

(Kirja: luku 14, 15 ja 16)

6.1 Oliomallinnuksen vaiheet

Kuva 11. Vaatimusmäärittely

Kuva 12. Analyysi

Kuva 13. Analyysi

Kuva 14. Suunnittelu

Kuva 15. Suunnittelu

Kuva 16. Suunnittelu

Kuva 17. Dokumentointi

6.2 Mikä on olio?

Abstraktissa mielessä oliolla on oma identiteetti (tunniste), sisäinen rakenne ja suhde ympäristöönsä
Teknisessä mielessä olio on ohjelman rakenteen perusyksikkö, joka ei ole puhtaasti toiminnallinen (kuten aliohjelma) tai puhtaasti tietoa sisällyttävä (kuten tietue), vaan se sisältää nämä molemmat aspektit.

6.3 Olion ominaisuudet

Olio tallettaa kuvaamansa ja käsittelemänsä tiedot omiin sisäisiin tietokenttiin, joita kutsutaan attribuuteiksi.
Attribuuttien arvojen yhdistelmiä kutsutaan olion tiloiksi.
Kukin olio sisältää joukon attribuutteja käsitteleviä operaatioita eli metodeja.
Olion attribuutteja ja metodeja kutsutaan olion piirteiksi.

6.4 Luokka

Luokassa määritellään olion piirteet (attribuutit ja metodit).
Olio on luokan ilmentymä. Jokaisella luokan ilmentymällä on samat attribuutit ja metodit, vain attribuuttien arvot vaihtelevat.
Attribuutit ja metodit voivat olla myös luokkakohtaisia. Tällöin kyseinen piirre on saman luokan olioille yhteinen.

Kuva 18. Esimerkki luokasta (Pohjonen)

Kuva 19. Esimerkki luokan ilmentymistä (olioista), (Pohjonen)

6.5 Periytyminen

Periytyminen on tärkeä olio-ohjelmoinnin käsite ja koodin uudelleenkäytön mekanismi.
Periytymisellä tarkoitetaan tilannetta, jossa aliluokka perii kaikki yliluokan ominaisuudet.
Kun luokka perii jonkin olemassa olevan luokan piirteet, syntyy puumainen luokkahierarkia.
Periytymisessä kaikki yläluokkaan tehdyt muutokset periytyvät alaluokkiin. Tämä helpottaa koodin uudelleenkäyttöä.

Kuva 20. Esimerkki periytymisestä (Pohjonen)

6.6 Monimuotoisuus

Aliluokkien kyky muuttaa perittyjä ominaisuuksia -> monimuotoisuuden käsite.
Toiminnallisesti erilaiset metodit samalla nimellä (yksi funktio, monta tulkintaa).
Olio voi pyytää toista oliota suorittamaan jonkin metodin, ilman että sen tarvitsee tietää, mihin luokkaan toinen olio kuuluu. (ks. esimerkki s. 150).
Monimuotoisuutta tarvitaan olioiden viestinvälityksessä periytymisen ja luokkien välisten suhteiden vuoksi.

6.7 Luokkien tunnistaminen

Luokkien tunnistamisessa voidaan käyttää crc-tekniikkaa:

ryhmä, jossa 4-6 hlöä
crc-kortit jaetaan henkilöille
sessiossa keskitytään yhteen ongelmaan kerrallaan
session askeleet:

luokkien tunnistamisessa etsitään Use case -kuvauksista substantiiveja
lisätään luokkille vastuut, etsitään ylä- ja alaluokat sekä attribuutit

6.8 Luokkakaavio

Luokkakaavio on oliomenetelmien keskeisin kuvastapa, jonka varaan muut oliomallinnuksen kuvaukset pitkälti rakentuvat
Luokkakaavio kuvaa sovelluksen luokat, niiden sisällön ja luokkien väliset suhteet.
Ks. Kirjastojärjestelmän luokkakaavio kirja s. 166.

6.9 Luokkien väliset suhteet

Suhteet kuvaavat luokkien välisiä viestintä-polkuja.
Suhteita on kolmentyyppisiä: assosiaatio, kooste ja riippuvuus.

Assosiaatio on kaksisuuntainen luokkien välinen linkki (viiva, joka yhdistää luokat). Assosiaatio edustaa sellaista luokkien välistä suhdetta, jolla on tietty pysyvyys.

Kooste esittää kokonaisuuksia ja osia. Koosteita on kahdenlaisia:

aggregation, joka on heikko koosterakenne. Heikossa koosterakenteessa osa voi olla olemassa myös ilman kokonaisuutta.

composition, joka on vahva koosterakenne. Vahvassa koosterakenteessa osa ei voi olla olemassa ilman kokonaisuutta; jos kokonaisuus tuhotaan, osatkin tuhotaan.

Riippuvuus, joka on heikko suhde. Riippuvuus ilmaisee clientin ja supplierin välisen suhteen (katkoviiva ja nuolen kärki osoittaa clientista supplieriin).

6.10 Kardinaliteetti ja navigointi

Kardinaliteetti kertoo, kuinka monta objektia esiintyy luokkien välisessä suhteessa.
Kardinaliteetti merkitään suhteen molempiin päihin.
Siirtyminen oliosta toiseen voidaan kuvata navigoinnilla, piirtämällä nuolenkärki suhdetta kuvaavan viivan päähän.

Kuva 21. Esimerkki luokkien välisistä suhteista ja kardinaliteeteista

6.11 Dynaaminen mallintaminen – sekvenssikaaviot

Sekvenssikaavio kuvaa tietyn toiminnon tai tapahtumasarjan siihen osallistuvien olioiden ja niiden vuorovaikutuksen kannalta.
Sekvenssikaaviossa korostuu olioiden välinen vuorovaikutus.
Sekvenssikaavioilla yhdistetään use caset (käyttötapaukset) ja luokkakaavio.
Jokaisesta käyttötapauksesta laaditaan sekvenssikaavio.

Sekvenssikaaviossa luokat kuvataan pystyviivoina ja tapahtumat (palvelupyynnöt) niiden välisinä vaakasuorina nuolina.
Aika kulkee ylhäältä alas: ylempänä oleva tapahtuma edeltää alempana olevaa.
Tapahtumat eli nuolet ovat luokkien kuvaamien olioiden toisilleen lähettämiä metodikutsuja.
Kontrollin omistus voidaan esittää paksunnettuna jaksona, aktivaatiopalkkina.

Kuva 22. Esim. analyysivaiheen sekvenssikaaviosta

6.12 Dynaaminen mallintaminen – tilakaaviot

Tilakaavio kuvaa yhden olioluokan täydellisen käyttäytymisen muista olioista riippumattomasti.
Tilakaavio korostaa yhden olion reagoimista ulkoa tuleviin tapahtumiin.
Tilakaavio koostuu tiloista ja niiden välisistä siirtymistä.
Tilat kuvataan pyöristettyinä suorakaiteina ja siirtymät niiden välisinä nuolina.

Kuva 23. Esimerkki tilakaaviosta

6.13 Kertaus

Oliomallinnusprosessin vaiheet ovat

Vaatimusten määrittely
Analyysi
Suunnittelu

Vaatimusten määrittely

Vaatimusten määrittelyvaiheessa kartoitetaan järjestelmän päätoiminnot. Vaatimusmäärittely suoritetaan use casejen (käyttötapausten) avulla.
Tietojen kartoitus voidaan tehdä esim. haastatteluilla tai käyttämällä avoriihiä.
Use case:ien pohjalta laaditaan käyttötapauskaavio, joka kuvaa järjestelmän toimintojen ja ympäristön väliset suhteet.

Analyysi

Luokkakaaviolla mallinnetaan järjestelmän staattinen malli, joka sisältää luokkien tunnistamisen, attribuuttien määrittelyn ja luokkien välisen riippuvuuden selvittämisen.
Sekvenssikaaviolla mallinnetaan järjestelmään dynaaminen malli. Sekvenssikaaviot laaditaan kuvaamalla kunkin use casen määrittelemän toiminnallisuuden edellyttämä luokkien välinen kanssakäyminen.

Laaditaan tilakaaviot luokille, joille on tunnistettavissa sisäistä tilakäyttäytymistä.
Sekvenssikaavio ja tilakaavio ovat toisistaan voimakkaasti riippuvia: niiden kuvaaman toiminnan ja vuorovaikutuksen täytyy olla yhtäpitäviä.
Analyysivaiheen mallit kuvaavat pääasiassa järjestelmän liiketoimintaluokat ja niiden keskinäiset suhteet.

Suunnittelu

Suunnitteluvaihe aloitetaan yleensä käyttöliittymän suunnittelulla.
Käyttöliittymän suunnittelussa keskeinen tehtävä on näyttöjen suunnittelulla.
Kun käyttöliittymä on suunniteltu, voidaan analyysivaiheen luokkakaavio laajentaa suunnittelun luokkakaavioksi, tuomalla siihen mukaan mm. käyttöliittymän luokat, lisäämällä loput ohjausluokat ja luokkien attribuutit ja metodit.

Luokkakaaviota ja sekvenssikaaviota hiotaan keskenään niin kauan kunnes tasapaino kuvausten välille on löytynyt.