UML 클래스 다이어그램
UML 이란?
- Unified Modeling Language 의 약자이며, 통합 모델링 언어입니다.
UML 클래스 다이어그램을 사용하는 이유는 무엇인가요?
- 전체 시스템의 구조와 클래스의 의존성을 쉽게 파악할 수 있습니다.
- 다른 사람들과의 의사소통을 조금 더 명확하고, 세부적으로 논의를 할 수 있습니다.
- 백엔드 문서로 사용합니다.
- 위 다이어그램을 코드로 구현
public class User {
private int id;
private String name;
public Todo getTodo() {
// 투두리스트를 확인한다.
return null;
}
public void write(String text) {
// 투두리스트에 글을 적는다.
}
}Class Diagram Element
Class
- 클래스는 3개 구역으로 나뉜 사각형으로 그립니다.
- 클래스의 이름, 속성, 기능을 표기할 수 있으며, 이름만 필수로 명시해야 합니다.
- 보통 속성과 기능을 생략해 다이어그램을 그리는 경우는 주로 클래스의 흐름 분석 위주의 작업입니다.
클래스의 세부사항
- 클래스의 세부사항은 다음으로 나타낼 수 있습니다.
- 접근 제한자(Access modifier)
- 필드명(메서드명)
- 데이터 타입
- 매개변수(parameter)
- 리턴 타입
접근 제한자 (Access modifier)
+ : Public
- : Private
# : Protected속성 (Attribute)
- 접근 제어자 이름 : 타입 = 기본 값
- 기본 값 생략 가능
- title : String = ""기능 (Method)
- 접근제어자 이름(파라미터 속성): 리턴값
- void 리턴 값은 생략 가능
- + setTitle(String)
- + getTitle(): StringStereo Type
- UML 에서 제공하는 기본 요소 외에 추가적인 확장 요소를 나타내는 타입입니다.
- 길러멧 기호 (<< >>) 사이에 적습니다.
- 필드, 메소드의 밑줄은 Static(정적) 필드 또는 메소드입니다.
- {readOnly} 는 Final 키워드를 사용하는 상수를 의미합니다.
- 위 다이어그램을 코드로 구현
// Java 코드 입니다.
public interface Shape {
public double area;
}
public class Math {
public static final double PI = 3.14;
public static double cos(double theta) {
// Cosine 계산...
return 0.0
}
}Abstract Class / Method
- 추상 클래스란, 1개 이상의 메소드가 구현체 없이 명세만 존재하는 클래스입니다.
- 추상클래스의 이름과 메소드를 italic 폰트를 기울여서 표현하거나, {abstract} 를 사용합니다.
- 스테레오 타입을 사용해 표기할 수도 있습니다.
// Java 코드 입니다.
public abstract class User {
public abstract void work();
}Class Relationship
일반화 (Generalization)
-
부모(슈퍼) 클래스와 자식(서브) 클래스 간의 상속 관계 (Inheritance) 를 나타냅니다.
-
부모 클래스 : 자식 클래스를 일반화한(Generalize) 것
-
자식 클래스 : 부모 클래스를 구체화한(Spectialize) 것
-
IS - A 관계
-
상속 : 부모 클래스의 필드 및 메소드를 구체화하여 사용하며, 필드 및 메소드를 추가하거나 필요에 따라 메소드를 재정의하여(overriding) 사용합니다.
-
부모 클래스가 추상 클래스인 경우는 추상 메소드를 반드시 오버라이딩 해야합니다.
- 위 그림을 코드롤 작성한 예시
// User
public class User {
private int id;
private String name;
public Todo getTodo() {
// 투두리스트를 확인한다.
return null;
}
public void write(String text) {
// 투두리스트에 글을 적는다.
}
}
// 자바에서는 extends 키워드를 사용해 상속을 구현합니다.
// Student
public class Student extends User {
public void study() {
// 공부한다.
}
}
// Teacher
public class Teacher extends User {
public void teach() {
// 가르친다.
}
}실체화(Realization)
- Interface 의 기능을 실제 기능으로 구현하는 것을 의미합니다.
- 인터페이스와 클래스 사이의 Realize 관계는 점선과 인터페이스 쪽에 비어있는 삼각형 화살표로 연결합니다.
- 위 사진을 코드로 구현한 예시
public interface Shape {
public double area;
public abstract double calcArea();
}
// 자바에서는 implements 키워드를 사용하여 인터페이스를 구현합니다.
public class Circle implements Shape {
@Override
public double calcArea() {
// 면적 계산
return area;
}
}의존 (Dependency)
- 어떤 클래스가 다른 클래스를 참조하는 것을 의미합니다.
-
클래스 사이를 점선과 참조할 클래스에 화살표를 선으로 그려 표현합니다.
-
참조의 형태는 아래와 같습니다.
- 메서드 내 대상 클래스 객체 생성
- 메서드 내 대상 클래스 객체 사용
- 메서드 내 대상 클래스 메서드 호출
- 메서드 내 대상 클래스 객체 리턴
- 메서드에서 대상 클래스 객체를 매개변수로 받는 것
-
메서드의 호출이 끝나면 의존 관계의 클래스와 관계가 끝이 납니다.
-
다이어 그램은 위에 그려진 어떤 형태로도 모두 가능합니다.
- 스테레오 타입으로 어떤 목적의 Dependency 인지 의미를 명확히 명시할 수 있습니다.
- 스테레오 타입을 사용하는 방법은 Dependency 의 목적 또는 형태가 중요할 경우 사용할 수 있습니다.
-
예제 코드
// 자바에서 참조하는 형태에 따른 코드입니다.
public class User {
public Todo createTodo() {
// 객체 생성 및 리턴
return new Todo();
}
public void writeTodo(Todo todo) {
// 객체를 매개변수로 받아 사용
Todo todo = todo.getTodo();
}
}연관(Association, Directed Association)
- 다른 객체의 참조를 가지는 필드를 의미합니다.
- 위의 다이어그램은 두 가지 형태의 Association 을 나타내고 있습니다.
- 일반적인 Association
- 실선 하나로 클래스를 연결합니다.
- Directed Association
- 클래스를 실선으로 연결 후에 끝에 화살표를 추가합니다.
- 두 형태의 Association 간의 차이는 방향성입니다.
- 방향의 유무에 따라 참조하는 쪽과 참조 당하는 쪽을 구분합니다.
- 일반적인 Association
- " * *" 은 개수를 나타내는데, 대상 클래스에 가질 수 있는 인스턴스 개수 범위를 뜻합니다.
- 1 : 1개
- " * " : 0 ~ n 개
- n ... m : n 부터 m 까지 연관관계를 맺음
- 위 그림을 코드로 표현한 예시
public class User {
private List<Phone> phones;
}집합 (Aggregation)
- Association 관계를 조금 더 특수하게 나타내 전체(Whole) 와 부분(part) 의 관계를 나타냅니다.
합성 (Composition)
- 전체(Whole) 와 부분(part) 의 집합 관계를 나타내지만 개념적으로 Aggregation 보다 강한 집합을 의미합니다.
Composition(=합성) vs Aggregation(=집합)
- Composition은 Aggregation보다 강한 집합입니다.
- Composition은 part가 whole의 소유입니다.
- Aggregation은 part가 whole에 독립적이어서 whole이 part를 빌려쓰는 것과 비슷합니다.
Aggregation 과 명확하게 다르게 나타나는 부분들
-
part를 가지는 whole 인스턴스가 part 인스턴스의 전체 수명을 책임집니다.
- whole 인스턴스가 part 인스턴스를 생성
- whole 인스턴스가 소멸하면 part 인스턴스도 함께 소멸
- whole 인스턴스가 복사되면 part 인스턴스도 함께 복사
-
part 에 해당하는 인스턴스는 공유될 수 없습니다.
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Aggregation과 Composition을 UML 툴에서 그린 후 코드를 만들면 똑같은 코드가 생성됩니다.
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part 인스턴스의 공유 방지를 위한
Deep Copy를 구현합니다. -
whole 인스턴스가 part 인스턴스의 수명을 책임져야 하므로 whole 클래스의 생성자 또는 기타 메소드 내에서 part 인스턴스를 생성합니다.
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외부에서 part 객체를 생성하지 못하도록 whole 클래스에는 part 인스턴스에 대한 setter를 삭제합니다.
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