Os diagramas de classes UML nos ajudam a entender como o software funciona. Eles exibem os componentes de um sistema de software, suas funcionalidades individuais e como esses componentes se relacionam entre si. Este guia simplifica a compreensão dos diagramas de classes UML. É importante tanto para novatos quanto para aqueles que têm algum conhecimento sobre software. Vamos abordar a definição desses diagramas, os símbolos que eles empregam e como interpretar. Este manual é extremamente importante para aqueles que buscam aprimorar suas habilidades na elaboração de software.
Nestes esquemas, percebemos a interação entre as distintas partes de um sistema. Este guia fala sobre as diversas formas de conexão entre partes, tais como associação, agregação e herança. Usamos exemplos fáceis para mostrar essas ideias. Auxilia qualquer pessoa que esteja elaborando um novo projeto de software ou tentando compreender um já existente. Este tutorial vai te mostrar uma maneira simples de criar diagramas de classes UML.
Neste artigo
Parte 1. O que é um diagrama UML?
Um diagrama de classe é um dos tipos mais comuns de diagramas UML usados na engenharia de software. Os diagramas de classe são fundamentais, oferecem uma representação visual de como um programa de computador opera e detalham os componentes de um programa, incluindo suas propriedades e métodos. Abaixo estão os principais componentes de um diagrama de classes UML:
Classe:
Serve como um esboço ou modelo para criar objetos.
Normalmente mostrado como um retângulo com três seções: uma para o nome da classe no topo, outra para os atributos no meio e uma terceira para os métodos ou operações na parte inferior.
Atributos:
Descreve as propriedades ou características de uma classe. Normalmente, os atributos são apresentados no meio do retângulo que representa a classe. Cada atributo possui um nome e um tipo.
Operações / Métodos:
Indicam as funções ou ações realizáveis pelos objetos de uma classe. Encontram no compartimento inferior do retângulo da classe. Cada operação possui um nome, parâmetros e um tipo de retorno.
Relacionamentos:
A relação entre classes em UML diz respeito à associação ou conexão estabelecida entre distintas classes dentro de um sistema. Essas relações delineiam como as classes interagem, trocam informações e contribuem para a funcionalidade global do sistema.
Parte 2. Notações e símbolos de diagramas de classes
Diagramas UML empregam formas particulares para identificar objetos. A seguir, veremos como as classes são representadas com o auxílio de uma classe Person e sua relação com Address.
▪ Representando uma classe
Uma classe é um elemento fundamental em um diagrama de classe UML. Uma classe é representada por um retângulo. O nome da classe é posicionado no topo do retângulo com um separador logo abaixo. Aqui está uma representação de um diagrama de classe para a classe Person (Pessoa).
▪ Atributos de classe
Agora que temos uma forma de classe com o nome da classe na parte superior, vamos adicionar os atributos da classe. Os atributos são características da classe. Lembre-se de que a classe é um esboço. Portanto, cada instância da classe terá seu próprio conjunto de atributos.
Os atributos são exibidos na segunda seção abaixo do título das classes. Os nomes dos atributos são exibidos com o tipo de atributo após dois pontos. Esses atributos correspondem a variáveis de membro (membros de dados) no código-fonte.
Assim, uma instância de Person pode ter esses atributos, como por exemplo: Name, Data of Birth, Gender, Address e assim por diante. Abaixo está como uma instância de Person pode ser representada usando a forma UML:
▪ Métodos
Cada classe é destinada a desempenhar de alguma forma e satisfazer uma funcionalidade específica. Esses métodos são indicados na forma da classe abaixo da partição de atributos. Então, suponha que nossa Person possa realizar uma rotina diária, então o método performDailyRoutine poderia ser adicionado na forma da classe assim:
Observe que se o método retornar algum valor, isso é indicado pelo tipo seguido de dois pontos.
▪ Visibilidade
Em linguagens de programação orientadas a objetos, é possível modificar a visibilidade tanto dos atributos quanto dos métodos, permitindo que sejam expostos para o mundo exterior, para classes herdeiras ou restritos apenas à própria classe.
- Público: É representado por (+)
- Privado: É representado por (-)
- Protegido: É representado por (#)
Agora que entendemos como definir classes no diagrama de classes UML, vamos analisar que tipo de informações realmente precisam ser mostradas no diagrama.
Parte 3. Relações entre classes
Nos diagramas UML, as relações entre as classes são representadas por setas.
Herança
Este é provavelmente o tipo de relação mais utilizado no UML. Pode ser definido como:
Conexão entre um todo e seus componentes, de forma que os componentes herdem as propriedades do todo.
Em UML (Linguagem de Modelagem Unificada), a herança, também chamada de generalização, descreve a relação entre uma superclasse e sua subclasse. Uma superclasse também é conhecida como classe base, enquanto a subclasse é chamada de classe derivada. A subclasse pode incluir informações adicionais além dos elementos herdados da superclasse.
Composição
A composição pode ser resumidamente explicada como:
A conexão entre um todo e seus componentes é tão íntima que são inseparáveis.
Aqui está um exemplo de como a Composição é representada no diagrama UML.
É interpretado como: A classe "Computador" é composta por dispositivos de entrada e saída.
Agregação
A agregação indica um relacionamento menos forte do que a composição, onde uma classe está associada a outra classe como parte, mas essa parte pode existir independentemente.
A conexão entre o todo e seus componentes permite a separação entre o todo e suas partes.
Agora, o Student depende das informações do Semester e do Address. Contudo, o Student pode continuar existindo mesmo sem ter essas peças de informação. Qualquer instância de Student pode possuir Semester, Address, ou nenhum dos dois e ainda ser válida.
Associação
Associação é mais um tipo de relação empregado em diagramas UML. Representa uma relação geral entre classes, indicando que estão de alguma forma conectadas ou interagem entre si.
No contexto do UML, uma propriedade de classe mantém uma referência a uma instância ou várias instâncias de outra classe.
Dependências
- Uma conexão de dependência indica uma relação de "uso", o que significa que as alterações em uma entidade podem afetar outras que dependem dela. O termo "dependência" é usado quando é necessário indicar que uma entidade utiliza outra.
Interface/Implementação
Interface é como podemos modificar ou alterar o comportamento de uma classe para outra. Aqui, não é necessário herdar todos os atributos da classe base. Em vez disso, implementamos uma interface que permite que qualquer classe adote o necessário.
Indica a implementação de uma interface ou a realização de uma classe abstrata por outra classe.
Perspectivas de um diagrama de classes
Nem sempre todas as informações são exibidas no diagrama de classes UML. Dependendo da necessidade e do caso, os detalhes de uma classe podem ser exibidos no diagrama.
Em termos gerais, há três maneiras de criar diagramas de classes UML.
- Conceitual: Só se preocupa com os principais aspectos do negócio.
- Especificação: É mais detalhado do que um diagrama de classe UML conceitual e aqui mostramos os detalhes de uma classe no diagrama.
- Implementação: Isso é uma maneira mais detalhada de criar um diagrama de classe UML.
Note que a classe Person depende de outra classe chamada Address. Aqui é onde as relações entram nos diagramas UML. É isso que vamos analisar em seguida.
Parte 4. Exemplos de diagrama UML
Diagrama de classe UML para o sistema de pedidos
abaixo. 
abaixo. 
Este diagrama de classe satisfaz a função de realizar um pedido em qualquer loja de compras e, em seguida, concluí-lo.
Existem essencialmente oito tipos de classes, sendo:
① Cliente: Um cliente é composto por identificação e localização. Um cliente realiza uma solicitação no sistema e a finaliza. Um cliente pode realizar nenhum, um ou até vários pedidos.
② Solicitação: Uma solicitação define a atividade do cliente na loja. Uma solicitação inclui data, estado da solicitação e é capaz de calcular totais e impostos. Uma solicitação deve incluir um ou mais detalhes de pedido.
③ Detalhe da solicitação: Cada solicitação é composta por várias linhas conhecidas como Detalhes da Solicitação. Neste ponto, especificamos a quantidade e o status tributário dessa linha. Uma instância de detalhe de solicitação só pode conter um item.
④ Item: Para cada linha de solicitação, existe um item. Um item pode possuir peso para envio e uma descrição associada.
⑤ Pagamento: Em nossa plataforma, um cliente pode realizar uma solicitação que contenha múltiplos itens na solicitação. Esses elementos constituem os detalhes da solicitação e, em seguida, o cliente pode finalizar a compra por meio do método de Pagamento. Três categorias de pagamentos podem ocorrer, cada uma com suas próprias características: Dinheiro, Cheque e Crédito.
Diagrama UML do super mercado:
1. É aplicável para ilustrar o funcionamento de qualquer tipo de empreendimento varejista, abrangendo desde supermercados até lojas de comércio eletrônico online.
2. O problema que resolve para qualquer negócio varejista é como realizar o faturamento.
3. Basicamente, existem cinco categorias:
① Faturamento de supermercado: Este é o centro do diagrama UML, onde a funcionalidade principal é executada.
② Clientes: Um cliente é faturado por uma transação.
③ Aquisição: Uma aquisição é o que o cliente realiza no supermercado. A aquisição está vinculada a outra entidade denominada Tarifas.
④ Tarifas: Aqui especificamos a precificação de diferentes itens em nosso mercado.
⑤ Inventário: O inventário é atualizado sempre que uma cobrança ocorre em nossa loja de compras.
Parte 5. Como desenhar um diagrama de implantação?
Criar um diagrama de classes consiste em representar a estrutura de um sistema por meio da ilustração de suas classes, atributos, métodos e conexões.
Independentemente do software utilizado ou se está sendo feito manualmente ou não, os passos e conceitos geralmente serão os mesmos.
Aqui temos um guia passo a passo:
- Identificar classes:
- Reconheça as classes principais em seu sistema. Normalmente, são os substantivos presentes no seu domínio de problema.
- Pense em quais atributos (dados) e métodos (funções) cada classe pode possuir.
- Criar caixas de classe:
- Represente cada classe por meio de um retângulo. Posicione o nome da classe no topo do retângulo.
- Incluir atributos e métodos:
- No interior de cada caixa de classe, enumere os atributos e métodos.
- Os atributos são tipicamente apresentados com seus tipos de dados.
- Os métodos são listados com seus parâmetros e tipos de retorno.
- Desenhar relacionamentos:
- Reconheça as relações entre as classes. Tipos comuns de relacionamentos incluem associação, agregação e composição.
- Utilize linhas com pontas de seta para representar essas relações.
- Identifique as linhas com multiplicidade (por exemplo, 1, *, 0..1) para indicar quantos objetos estão envolvidos.
- Considerar a multiplicidade:
- Especifique quantas instâncias de uma classe estão relacionadas a uma instância de outra classe. A multiplicidade é frequentemente representada próxima às extremidades das linhas de associação.
- Incluir herança:
- Se o sistema envolver herança (ou seja, uma classe herdando de outra), represente-o usando uma seta com um triângulo oco apontando para a superclasse.
- Considerar a visibilidade:
- Opcionalmente, é possível utilizar símbolos como '+' (público), '-' (privado) e '#' (protegido) para indicar a visibilidade de atributos e métodos.
- Revisar e editar:
- Garanta que seu diagrama de classe represente com precisão os relacionamentos e a estrutura do seu sistema.
- Aperfeiçoe conforme necessário com base no feedback ou alterações nos requisitos.
Parte 6. Conclusão
Os diagramas de casos de uso UML são fundamentais na modelagem e design de sistemas. Eles melhoram a comunicação, aumentam a compreensão do sistema e apoiam o gerenciamento efetivo de projetos. Ao seguir este guia abrangente, você pode explorar o potencial dos diagramas de casos de uso e aplicá-los a diferentes áreas, assegurando que seus projetos sejam bem elaborados e bem-sucedidos.
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