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© Nabor C. Mendonça 2001 1 Análise e Projeto Orientados a Objeto com UML e Padrões Parte IV Projeto (1A)

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Apresentação em tema: "© Nabor C. Mendonça 2001 1 Análise e Projeto Orientados a Objeto com UML e Padrões Parte IV Projeto (1A)"— Transcrição da apresentação:

1 © Nabor C. Mendonça Análise e Projeto Orientados a Objeto com UML e Padrões Parte IV Projeto (1A)

2 © Nabor C. Mendonça n Artefatos de análise capturam os resultados do processo de investigação do domínio do problema n Artefatos de projeto capturam uma solução para o problema baseada no paradigma de OO – Diagramas de interação e classe de projeto – Atribuição de responsabilidades e uso de padrões Da Análise ao Projeto Artefato Casos de uso Questões Respondidas Quais são os processos do domínio? Modelo conceitualQuais são os conceitos, termos? Diagramas de seqüênciaQuais são os eventos e operações do sistema? ContratosO que fazem as operações do sistema?

3 © Nabor C. Mendonça Descrevendo Casos de Uso Reais 2. Definir Rel. & IU 4. Definir Diag. Interação 5. Definir Diag. Classe a 6. Definir Esquema do BD 1. Definir Casos de Uso Reais 3. Refinar Arquitetura b Notas a. em paralelo com diag. interação b. ordem variada Sinc. Artefatos AnáliseProjetoTeste Refin. Plano Impl. Um Ciclo de Desenvolvimento

4 © Nabor C. Mendonça Casos de Uso Reais n Projeto real de um caso de uso em termos de tecnologias concretas de entrada/saída e sua implementação como um todo – Referências a janelas, componentes da interface com o usuário, mecanismos de interação, etc. n Necessários apenas se desenvolvedor ou cliente requer uma descrição minuciosa da interface com o usuário antes da implementação n Alternativa: rascunhos de storyboards para a interface com o usuário, com detalhes sendo adicionados na implementação

5 © Nabor C. Mendonça Casos de Uso Reais n Exemplo: Comprar Itens - Versão 1 Caso de uso: Atores: Propósito: Descrição: Comprar Itens - Versão 1 (apenas com dinheiro) Cliente (Iniciador), Operador Capturar uma venda e seu pagamento em dinheiro. Um Cliente chega no caixa com itens para comprar. O Operador registra os itens e coleta um pagamento com dinheiro. Ao final, o Cliente sai com os itens. Tipo: Referencia: primário e real Funções : R1.1, R1.2, R1.3, R1.7, R1.9, R2.1

6 © Nabor C. Mendonça Casos de Uso Reais n Exemplo: Comprar Itens - Versão 1 (cont.) 1. Este caso de uso começa quando um Cliente chega no caixa com itens para comprar. Típica Seqüência de Eventos Ação do Ator Resposta do Sistema. 2. Para cada item, o Operador digita o UPC em A da Janela-1. Se tem mais de um do mesmo item, ele pode opcionalmente digitar a quantidade em E. Ao final de cada item, ele pressiona H. 3. Determina o preço do item e adiciona informação sobre o item à transação de venda em anda- mento. Mostra a descrição e o preço do item corrente em B e F da Janela Após o último item ter sido processado, o Operador indica final de venda pressionando I. 5. Calcula total da venda e mostra em C

7 © Nabor C. Mendonça Definindo Diagramas de Interação 2. Definir Rel. & IU 4. Definir Diag. Interação 5. Definir Diag. Classe a 6. Definir Esquema do BD 1. Definir Casos de Uso Reais 3. Refinar Arquitetura b Notas a. em paralelo com diag. interação b. ordem variada Sinc. Artefatos AnáliseProjetoTeste Refin. Plano Impl. Um Ciclo de Desenvolvimento

8 © Nabor C. Mendonça Diagramas de Interação n Um diagrama de interação ilustra as interações de mensagens entre instâncias (e classes) no modelo de classes – Atribuição de responsabilidades aos objetos – Ponto de partida é o cumprimento das pós- condições especificadas nos contratos de operação n A UML defines dois tipos (equivalentes) de diagramas de interação: – Diagramas de colaboração – Diagramas de seqüência

9 © Nabor C. Mendonça n Diagrama de colaboração – Ilustra interações num formato de grafo ou rede n Diagramas de seqüência – Ilustra interações num formato de colunas ou cerca Tipos de Diagramas de Interação :ClassAInstance:ClassBInstance 1: message2() 2: message3() message1() :ClassAInstance:ClassBInstance message2() message3() message1()

10 © Nabor C. Mendonça Diagramas de Colaboração n Exemplo para a operação fazerPagamento: 1: makePayment(cashTendered) 1.1: create(cashTendered) :POST:Sale :Payment makePayment(cashTendered) parameter direction of message first message instance first internal message link line

11 © Nabor C. Mendonça Como Fazer um Diagrama de Colaboração n Regras úteis: 1. Criar um diagrama em separado para cada uma das operações de sistema sendo desenvolvidas no ciclo atual. - Para cada mensagem de operação de sistema, criar um diagrama com essa mensagem como mensagem inicial. 2. Se um diagrama fica muito complexo (não cabe facilmente num folha de papel A4), o diagrama deve ser dividido em diagramas menores. 3. Usar as responsabilidades e pós-condições dos contratos de operação, e a descrição dos casos de uso para projetar um sistema cujo objetos interagem para cumprir as tarefas exigidas.

12 © Nabor C. Mendonça Diagramas de Colaboração e Outros Artefatos

13 © Nabor C. Mendonça n Classes e instâncias n Links Notação Básica 1: addPayment(cashTendered) :POST:Sale msg1() link line

14 © Nabor C. Mendonça n Mensagens n Parâmetros Notação Básica 1: message1() 2: message2() 3: message3() :POST:Sale msg1() all messages flow on the same link 1: addPayment(amount: Money) :POST:Sale msg1() parameters

15 © Nabor C. Mendonça n Valor de retorno n Sintaxe alternativa Notação Básica 1: tot := total(): Integer :POST:Sale msg1() return value type return value name 1: addPayment(cashTendered) :POST:Sale msg1() standard UML message syntax 1: addPayment: cashTendered :POST:Sale msg1 Smalltalk syntax

16 © Nabor C. Mendonça n Mensagem para self ou this n Iteração Notação Básica 1*: li := nextLineItem(): SalesLineItem :POST:Sale msg1() iteration recurrence values omitted

17 © Nabor C. Mendonça n Cláusula de iteração n Iteração com múltiplas mensagens Notação Básica 1*: [i := 1..10] li := nextLineItem(): SalesLineItem :POST:Sale msg1() iteration clause 1*: [i := 1..10] msg2() :AmyB :B msg1() note that iteration clauses are equal myC :C 2*: [i := 1..10] msg3() msg1() { for i := 1 to 10 { myB.msg2() myC.msg3() } }

18 © Nabor C. Mendonça n Criação de instância Notação Básica

19 © Nabor C. Mendonça n Seqüenciamento de mensagens Notação Básica :ClassA msg1() :ClassB 1: msg2() :ClassC 1.1: msg3() not numbered legal numbering

20 © Nabor C. Mendonça n Seqüenciamento complexo de mensagens Notação Básica

21 © Nabor C. Mendonça n Mensagens condicionais Notação Básica 1: [new sale] create() :POST:Sale :SalesLineItem 1.1: create() msg1() conditional message, with test

22 © Nabor C. Mendonça n Caminhos condicionais mutuamente exclusivos Notação Básica

23 © Nabor C. Mendonça n Coleções (multiobjects) n Mensagens para uma coleção Notação Básica

24 © Nabor C. Mendonça n Mensagens para uma coleção e um elemento Notação Básica 1: create() :Salesl: SalesLineItem SalesLineItem :SalesLineItem 2: addElement(sl) msg1() 2: print() :Salesl: SalesLineItem SalesLineItem :SalesLineItem 1: sl := get(key) msg1()

25 © Nabor C. Mendonça n Mensagens para um objeto classe Notação Básica

26 © Nabor C. Mendonça Responsabilidades e Métodos n Responsabilidade é um contrato ou obrigação de um tipo ou classe [Booch et al.97] – Relacionada com o comportamento dos objetos n Dois tipos básicos: – De conhecer (alguma coisa) Ex.: dados privados encapsulados, objetos relacionados, informação derivada ou calculada – De fazer (alguma coisa) Ex.: Fazer algo individualmente, iniciar uma ação em outros objetos, controlar ou coordenar atividades em outros objetos

27 © Nabor C. Mendonça Responsabilidades e Métodos n Responsabilidade são atribuídas aos objetos do sistema durante o projeto OO – Exemplos: Uma Venda é responsável por imprimir a si própria (de fazer) Uma Venda é responsável por conhecer sua data (de conhecer) n Tradução para classes e métodos influenciada pela granularidade da responsabilidade – Um único método para imprimir venda – Dezenas de métodos para prover um mecanismo de acesso a SGBD relacionais

28 © Nabor C. Mendonça Responsabilidades e Métodos n Métodos são implementados para cumprir responsabilidades – Podem agir sozinhos ou em colaboração com outros métodos e objetos n Exemplo – A classe Venda pode definir um método específico para cumprir a responsabilidade de impressão – Esse método, por sua vez, pode precisar colaborar com outros objetos, possivelmente enviando mensagens de impressão para cada um dos objetos Item-de-Venda associados à Venda

29 © Nabor C. Mendonça n Diagramas de interação ilustram decisões na atribuição de responsabilidades a objetos – Quais mensagens são enviadas para diferentes classes e objetos? n Guias práticos para facilitar a tomada de decisões na atribuição de responsabilidades são oferecidos pelos padrões GRASP Responsabilidades e Diagramas de Interação :Sale print()2: print() sli:SalesLineItem implies Sale objects have a responsibility to print themselves SalesLineItem :SalesLineItem 1*: [for each] sli := next()

30 © Nabor C. Mendonça Padrões n Nome e descrição de um problema comum de domínio e sua respectiva solução – Expresso de modo que o padrão possas ser aplicado a novos contextos e circunstâncias variadas n Capturam princípios fundamentais de engenharia de software n Podem oferecer guias de como responsabilidades devem ser atribuídas a objetos, dada uma categoria específica de problema

31 © Nabor C. Mendonça Padrões n Em geral, não contêm novas idéias nem soluções originais – Codificam soluções existentes comprovadas n Possuem nomes sugestivos – Suportam fácil incorporação ou abstração do conjunto de conceitos representado pelo padão n Facilitam comunicação – Permitem a discussão de um princípio ou conceito complexo através de um único nome

32 © Nabor C. Mendonça Padrões GRASP n Princípios gerais para atribuição de responsabilidades a objetos – Cruciais no POO – Parte da criação de diagramas de interação n Cinco padrões mais comuns: – Especialista – Criador – Alta coesão – Baixo acoplamento – Controlador

33 © Nabor C. Mendonça Padrão Especialista n Problema – Qual é o princípio mais básico pelo qual responsabilidades são atribuídas no POO? n Solução – Atribuir responsabilidade para o especialista na informação a classe que tem a informação necessária para cumprir a responsabilidade. n Exemplo – Quem deve ser responsável por conhecer o total de uma venda? Informação necessária: conhecer todas as instâncias Item-de- Venda da Venda e o subtotal de cada uma delas.

34 © Nabor C. Mendonça n Exemplo (cont.) – Pelo padrão, a classe Venda deve ser a responsável. – Mas quem dever ser responsável por conhecer o subtotal de um Item-de-Venda? Informação necessária: Item-de-Venda.quantidade e Especificação-Produto.preço Padrão Especialista Sale date time total() :Sale t := total() New method

35 © Nabor C. Mendonça n Exemplo (cont.) – Pelo padrão, a classe Item-de-Venda deve ser a responsável. – Porém, para cumprir essa responsabilidade um Item-de-Venda precisa conhecer o preço do Item. Padrão Especialista Sale date time total() :Sale t := total() SalesLineItem sli:SalesLineItem SalesLineItem quantity subtotal() 2: st := subtotal() New method :SalesLineItem 1*: [for each] sli := next()

36 © Nabor C. Mendonça n Exemplo (cont.) – Portanto, o Item-de-Venda deve mandar uma mensagem para a Especificação-Produto para saber o preço do item. Padrão Especialista Sale date time total() :Sale t := total() sli:SalesLineItem SalesLineItem quantity subtotal() 2: st := subtotal() :Product Specification 2.1: p := price() Product Specification description price UPC price() New method SalesLineItem :SalesLineItem 1*: [for each] sli := next()

37 © Nabor C. Mendonça n Exemplo (cont.) – Concluindo, para cumprir a responsabilidade de conhecer e comunicar o total da venda, três responsabilidades foram atribuídas a três classes de objetos: Padrão Especialista Classe Vendaconhece total da venda Responsabilidade Item-de-Vendaconhece subtotal do item Especificação-Produtoconhecer preço do produto

38 © Nabor C. Mendonça n Benefícios – Mantém encapsulamento (baixo acoplamento) – Comportamento é distribuído através das classes que tem a informação necessária para cumprir a responsabilidade (alta coesão) n Também conhecido como – Quem sabe, faz – Faço eu mesmo – Cada serviço com seus atributos Padrão Especialista

39 © Nabor C. Mendonça Padrão Criador n Problema – Quem deve ser responsável por criar uma nova instância de alguma classe? n Solução – Atribuir à classe B a responsabilidade de criar uma instância da classe A se: n B agrega instâncias de A (*) n B contém instâncias de A (*) n B registra instâncias de A n B usa bem de perto instâncias de A n B tem os dados de inicialização para criar instâncias de A (B portanto é um especialista na criação de A) (*) Priorizar

40 © Nabor C. Mendonça Padrão Criador n Exemplo – Quem deve ser responsável por criar uma instância de Item-de-Venda? – Pelo padrão, Venda deve ser responsável. n Benefícios – Suporta baixo acoplamento. Sale date time makeLineItem() total() :Sale makeLineItem(quantity) :SalesLineItem 1: create(quantity) New method

41 © Nabor C. Mendonça Padrão Baixo Acoplamento n Problema – Como conseguir menor dependência (entre as classes) e maior reuso? n Solução – Atribuir a responsabilidade de modo que o acoplamento (dependência entre classes) permaneça baixo. n Exemplo – Quem deve ser responsável por criar um Pagamento e associá-lo à Venda? – Pelo padrão Criador, poderia ser POST (uma vez que POST registra pagamentos no mundo real)

42 © Nabor C. Mendonça n Exemplo (cont.) – Uma solução melhor, (que preserva baixo acoplamento) é a própria Venda criar o Pagamento: Padrão Baixo Acoplamento :POSTp : Payment :Sale makePayment()1: create() 2: addPayment(p) :POST:Sale :Payment makePayment()1: makePayment() 1.1. create()

43 © Nabor C. Mendonça n Benefícios – Responsabilidade não é (ou é pouco) afetada por mudanças em outros componentes. – Responsabilidade é mais simples de entender isoladamente. – Maior chance para reuso. Padrão Baixo Acoplamento

44 © Nabor C. Mendonça Padrão Alta Coesão n Problema – Como manter a complexidade (das classes) em um nível controlável? n Solução – Atribuir a responsabilidade de modo que a coesão (força do relacionamento entre as responsabilidades de uma classe) permaneça alta. n Exemplo – Quem deve ser responsável por criar um Pagamento e associá-lo à Venda? – Pelo padrão Criador, seria POST. Mas se POST for o responsável pela maioria das operações do sistema, ele vai ficar cada vez mais sobrecarredado e incoeso.

45 © Nabor C. Mendonça Padrão Alta Coesão n Níveis de coesão – Muito baixa Um classe tem muitas responsabilidades em áreas funcionais bastantes diferentes. – Baixa Um classe é responsável por uma tarefa complexa de uma única área funcional. – Moderada Um classe tem moderadas responsabilidades em uma única área funcional e colabora com outras classes para cumprir suas tarefas. – Alta Um classe tem responsabilidades leves apenas em algumas áreas que estão logicamente relacionadas com o conceito da classe

46 © Nabor C. Mendonça Padrão Alta Coesão n Benefícios – Aumento da clareza e compreensão do projeto – Simplificação de manutenção – Baixo acoplamento – Reuso facilitado

47 © Nabor C. Mendonça Padrão Controlador n Problema – Quem deve ser responsável por tratar um evento do sistema? n Solução – Atribuir a responsabilidade de tratar um evento do sistema para uma classe controladora representando: n o sistema como um todo (facade controller) n o negócio ou organização com um todo (facade controller) n uma coisa ou papel de uma pessoa do mundo real envolvida diretamente com a tarefa (role controller) n um tratador (handler) artificial para todos os eventos de um caso de uso (use-case controller)

48 © Nabor C. Mendonça Padrão Controlador n Exemplo – No sistema POST, quem deve ser responsável por tratar eventos como entrarItem, encerrarVenda, e fazerPagamento? – Pelo padrão, as escolhas são: :POST enterItem(upc, quantity) :Store enterItem(upc, quantity) :Cashier enterItem(upc, quantity) :BuyItemsHandler enterItem(upc, quantity)

49 © Nabor C. Mendonça Padrão Controlador n Exemplo (cont.) – Pelos padrões Baixo Acoplamento e Alta Coesão, a melhor escolha como controlador é POST POST... endSale() enterItem() makePayment() System endSale() enterItem() makePayment() system operations discovered during system behavior analysis allocation of system operations during design, using the Controller pattern

50 © Nabor C. Mendonça Padrão Controlador n Benefícios – Maior chance de reuso – Melhor controle sobre o estado do caso de uso n Considerações – Não sobrecarregar controlador com um número excessivo de eventos, responsabilidades ou atributos Adicionar mais controladores e/ou delegar responsabilidades – Evitar controladores representando papéis humanos Risco de baixa coesão; responsabilidades devem ser delegadas para objetos contendo a informação necessária (padrão Especialista)

51 © Nabor C. Mendonça Padrão Controlador n Considerações (cont.) – Tratar eventos na camada de aplicação Objetos da IU devem apenas receber eventos, não tratá-los!


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