Главная

Что такое отношение объектов. Разнообразие отношений отношения между множествами отношение «входит в состав» отношения объектов и их множеств

2.1.4. Зависимости между классами (объектами)

С каждым объектом связана структура данных, полями которой являются атрибуты этого объекта и указатели функций (фрагментов кода), реализующих операции этого объекта (отметим, что указатели функций в результате оптимизации кода обычно заменяются на обращения к этим функциям). Таким образом, объект - это некоторая структура данных, тип которой соответствует классу этого объекта.

Между объектами можно устанавливать зависимости по данным. Эти зависимости выражают связи или отношения между классами указанных объектов. Примеры таких зависимостей изображены на рисунке 2.6 (первые две зависимости - бинарные, третья зависимость - тренарная). Зависимость изображается линией, соединяющей классы над которой надписано имя этой зависимости, или указаны роли объектов (классов) в этой зависимости (указание ролей - наиболее удобный способ идентификации зависимости).

Рис. 2.6. Зависимости между классами

Зависимости между классами являются двусторонними: все классы в зависимости равноправны. Это так даже в тех случаях, когда имя зависимости как бы вносит направление в эту зависимость. Так, в первом примере на рисунке 2.6 имя зависимости имеет_столицу предполагает, что зависимость направлена от класса страна к классу город (двусторонность зависимости вроде бы пропала); но следует иметь в виду, что эта зависимость двусторонняя в том смысле, что одновременно с ней существует и обратная зависимость является_столицей. Точно таким же образом, во втором примере на рисунке 2.6 можно рассматривать пару зависимостей владеет-принадлежит. Подобных недоразумений можно избежать, если идентифицировать зависимости не по именам, а по наименованиям ролей классов, составляющих зависимость.

В языках программирования зависимости между классами (объектами) обычно реализуются с помощью ссылок (указателей) из одного класса (объекта) на другой. Представление зависимостей с помощью ссылок обнаруживает тот факт, что зависимость является свойством пары классов, а не какого-либо одного из них, т.е. зависимость - это отношение. Отметим, что хотя зависимости между объектами двунаправлены, их не обязательно реализовать в программах как двунаправленные, оставляя ссылки лишь в тех классах, где это необходимо для программы.

Дальнейшие примеры зависимостей между классами приведены на рисунке 2.7. Первый пример показывает зависимость между клиентом банка и его счетами. Клиент банка может иметь одновременно несколько счетов в этом банке, либо вовсе не иметь счета (когда он впервые становится клиентом банка). Таким образом, нужно изобразить зависимость между клиентом и несколькими счетами, что и сделано на рисунке 2.7. Второй пример показывает зависимость между пересекающимися кривыми (в частности, прямыми) линиями. Можно рассматривать 2, 3, и более таких линий, причем они могут иметь несколько точек пересечения. Наконец, третий пример показывает необязательную (optional) зависимость: компьютер может иметь, а может и не иметь мышь.

Зависимостям между классами соответствуют зависимости между объектами этих классов. На рисунке 2.8 показаны зависимости между объектами для первого примера рисунка 2.6; на рисунке 2.9 показаны зависимости между объектами для примеров, изображенных на рисунке 2.7.

Рис. 2.7. Дальнейшие примеры зависимостей. Обозначения

Рис. 2.8. Зависимости между объектами

Отметим, что при изображении зависимостей между объектами мы, как правило, знаем количество объектов и не нуждаемся в таких обозначениях как "несколько", "два и более", "не обязательно".

При проектировании системы удобнее оперировать не объектами, а классами.

Рис. 2.9. Более сложные зависимости между объектами

Понятие зависимости перенесено в объектно-ориентированную технологию проектирования программных систем из технологии проектирования (и моделирования) баз данных, где зависимости используются с давних пор. Языки программирования, как правило, не поддерживают явного описания зависимостей. Тем не менее описание зависимостей очень полезно при разработке программных систем. Технология OMT использует зависимости при интерпретации диаграмм, описывающих систему.

«Какие бывают часы» - Песочные часы. Атомные часы. Мы бьём исправно каждый час, А вы друзья, не бейте нас, И берегите время. Часы на Спасской башне Кремля в Москве – главные механические часы в нашей стране. Современные водяные часы. Древние китайские водяные часы. Назови. Огневые часы. Что не устраивало человека в солнечных, водяных, песочных, огневых часах?

«Отношение объектов» - Колизей находится в Риме. Отношения. Давайте обсудим. Мост через ущелье короче моста через пролив. Имена некоторых отношений изменяются, когда меняются местами имена объектов. Имя отношения обозначает характер связи между объектами. Плывёт… Здание ратуши в Вене построено в конце XIX века. h2. Вершина слева ниже.

«Виды одежды» - Подбери одежду. Что лишнее? Загадка. Виды одежды. Кого не хватает? Некрасова Светлана Михайловна Учитель начальных классов, Г. Томск, МОУ «СОШ № 14». Спецодежда Детская Зимняя Летняя Мужская Женская Одежда для собак.

«Вещества тела частицы» - Верно или нет? Деревянный брус древесина. Спасибо всем за урок! Вещества. Твёрдые жидкие газообразные СОЛЬ ВОДА ГАЗ. Ломоносов Михаил Васильевич (1711 – 1765). Любой предмет, любое живое существо можно назвать телом. Тела состоят из Веществ. Загадки. Тела, вещества, частицы. Естественные Искусственные.

«Признак предмета» - Тема № 2: «Признаки предметов». Назовите основные правила техники безопасности, которые следует соблюдать находясь в кабинете информатики. Какой признак предмета мы изучили? Что общего у предметов каждой группы? Д/з: № 8 страница 5. Собери в мешок предметы с каким-нибудь одним общим признаком. Практическая работа.

«Плавание судов» - В. Ледоколы. Сухогрузы. Глубину, на которую судно погружается в воду, называют осадкой. В России судостроение зародилось на рубеже 17-18 веков. Парусники. Корпус судов обычно делают из стальных листов. Военные корабли. Древние корабли. Белеет парус. Судостроение существовало ещё в Древнем Египте, Финикии, Древнем Китае.

Всего в теме 7 презентаций

Связи

Семантика. Мы заимствуем понятие связи у Румбаха, который определяет его как "физическое или концептуальное соединение между объектами" . Объект сотрудничает с другими объектами через связи, соединяющие его с ними. Другими словами, связь - это специфическое сопоставление, через которое клиент запрашивает услугу у объекта-сервера или через которое один объект находит путь к другому.

На рис. 3-2 показано несколько разных связей. Они отмечены линиями и означают как бы пути прохождения сообщений. Сами сообщения показаны стрелками (соответственно их направлению) и помечены именем операции. На рисунке объект aController связан с двумя объектами класса DisplayItem (объекты a и b). В свою очередь, оба, вероятно, связаны с aView , но нам была интересна только одна из этих связей. Только вдоль связи один объект может послать сообщение другому.

Связь между объектами и передача сообщений обычно односторонняя (как на рисунке; хотя технически она может быть и взаимной). Как мы увидим в главе 5, подобное разделение прав и обязанностей типично для хорошо структурированных объектных систем [На самом деле организация объектов, показанная на рис. 3-2, встречается настолько часто, что ее можно считать типовым проектным решением. В Smalltalk аналогичный механизм известен как MVC, model/view/controller (модель/представление/контроллер). Как мы увидим в следующей главе, хорошо структурированные системы имеют много таких опознаваемых типовых решений]. Заметьте также, что хотя передаваемое сообщение инициализировано клиентом (в данном случае aController ), данные передаются в обоих направлениях. Например, когда aController вызывает операцию move для пересылки данных объекту а, данные передаются от клиента серверу, но при выполнении операции isUnder над объектом b, результат передается от сервера клиенту.

Участвуя в связи, объект может выполнять одну из следующих трех ролей:

? Актер . Объект может воздействовать на другие объекты, но сам никогда не подвергается воздействию других объектов; в определенном смысле это соответствует понятию активный объект.

Рис. 3-2. Связи.

? Сервер . Объект может только подвергаться воздействию со стороны других объектов, но он никогда не выступает в роли воздействующего объекта.

? Агент . Такой объект может выступать как в активной, так и в пассивной роли; как правило, объект-агент создается для выполнения операций в интересах какого-либо объекта-актера или агента.

На рис. 3-2 объект aController выступает как актер, объект a - как агент и объект aView - как сервер.

Пример. Во многих промышленных процессах требуется непрерывное изменение температуры. Необходимо поднять температуру до заданного значения, выдержать заданное время и понизить до нормы. Профиль изменения температуры у разных процессов разный; зеркало телескопа надо охлаждать очень медленно, а закаляемую сталь очень быстро.

Абстракция нагрева имеет достаточно четкое поведение, что дает нам право на описание такого класса. Сначала определим тип, значение которого задает прошедшее время в минутах.

// Число прошедших минут typedef unsigned int Minute;

Теперь опишем сам класс TemperatureRamp , который по смыслу задает функцию времени от температуры:

class TemperatureRamp { public:

TemperatureRamp(); virtual ~TemperatureRamp(); virtual void clear(); virtual void bind (Temperature, Minute); Temperature TemperatureAt (Minute);

protected: ... };

Выдерживая наш стиль, мы описали некоторые из операций виртуальными, так как ожидаем, что этот класс будет иметь подклассы.

На самом деле в смысле поведения нам надо нечто большее, чем просто зависимость температуры от времени. Пусть, например, известно, что на 60-й минуте должна быть достигнута температура 250?F, а на 180-й - 150?F. Спрашивается, какой она должна быть на 120-й минуте? Это требует линейной интерполяции, так что требуемое от абстракции поведение усложняется.

Вместе с тем, управления нагревателем, поддерживающего требуемый профиль, мы от этой абстракции не требуем. Мы предпочитаем разделение понятий, при котором нужное поведение достигается взаимодействием трех объектов: экземпляра TemperatureRamp , нагревателя и контроллера. Класс TemperatureController можно определить так:

class TemperatureController { public:

TemperatureController(Location); ~TemperatureController(); void process(const TemperatureRamp&); Minute schedule(const TemperatureRamp&) const;

private: ... };

Тип Location был определен в главе 2. Заметьте, что мы не ожидаем наследования от этого класса и поэтому не объявляем в нем никаких виртуальных функций.

Операция process обеспечивает основное поведение этой абстракции; ее назначение - передать график изменения температуры нагревателю, установленному в конкретном месте. Например, объявим:

TemperatureRamp growingRamp; TemperatureController rampController(7);

Теперь зададим пару точек и загрузим план в контроллер::

growingRamp.bind (250, 60); growingRamp.bind(150, 180); rampController.process(growingRamp);

В этом примере rampController - агент, ответственный за выполнение температурного плана, он использует объект growingRamp как сервер. Эта связь проявляется хотя бы в том, что rampController явно получает growingRamp в качестве параметра одной из своих операций.

Одно замечание по поводу нашего стиля. На первый взгляд может показаться, что наши абстракции - лишь объектные оболочки для элементов, полученных в результате обычной функциональной декомпозиции. Пример операции schedule показывает, что это не так. Объекты класса TemperatureController имеют достаточно интеллекта, чтобы определять расписание для конкретных профилей, и мы включаем эту операцию как дополнительное поведение нашей абстракции. В некоторых энергоемких технологиях (например, плавка металлов) можно существенно выиграть, если учитывать остывание установки и тепло, остающееся после предыдущей плавки. Поскольку существует операция schedule , клиент может запросить объект TemperatureController , чтобы тот рекомендовал оптимальный момент запуска следующего нагрева.

Видимость. Пусть есть два объекта А и в и связь между ними. Чтобы А мог послать сообщение в, надо, чтобы в был в каком-то смысле видим для А. Мы можем не заботиться об этом на стадии анализа, но когда дело доходит до реализации системы, мы должны обеспечить видимость связанных объектов.

В предыдущем примере объект rampController видит объект growingRamp , поскольку оба они объявлены в одной области видимости и потому, что growingRamp передается объекту rampController в качестве параметра. В принципе есть следующие четыре способа обеспечить видимость.

Сервер глобален по отношению к клиенту.

Сервер (или указатель на него) передан клиенту в качестве параметра операции.

Сервер является частью клиента.

Сервер локально порождается клиентом в ходе выполнения какой-либо операции.

Какой именно из этих способов выбрать - зависит от тактики проектирования.

Синхронизация. Когда один объект посылает по связи сообщение другому, связанному с ним, они, как говорят, синхронизируются. В строго последовательном приложении синхронизация объектов и состоит в запуске метода (см. врезку ниже). Однако в многопоточной системе объекты требуют более изощренной схемы передачи сообщений, чтобы разрешить проблемы взаимного исключения, типичные для параллельных систем. Активные объекты сами по себе выполняются как потоки, поэтому присутствие других активных объектов на них обычно не влияет. Если же активный объект имеет связь с пассивным, возможны следующие три подхода к синхронизации:

Последовательный - семантика пассивного объекта обеспечивается в присутствии только одного активного процесса.

Защищенный - семантика пассивного объекта обеспечивается в присутствии многих потоков управления, но активные клиенты должны договориться и обеспечить взаимное исключение.

Синхронный - семантика пассивного объекта обеспечивается в присутствии многих потоков управления; взаимное исключение обеспечивает сервер.

Все объекты, описанные в этой главе, были последовательными. В главе 9 мы рассмотрим остальные варианты более подробно.

Агрегация

Семантика. В то время, как связи обозначают равноправные или "клиент-серверные" отношения между объектами, агрегация описывает отношения целого и части, приводящие к соответствующей иерархии объектов, причем, идя от целого (агрегата), мы можем придти к его частям (атрибутам). В этом смысле агрегация - специализированный частный случай ассоциации. На рис. 3-3 объект rampController имеет связь с объектом growingRamp и атрибут h класса Heater (нагреватель). В данном случае rampController - целое, a h - его часть. Другими словами, h - часть состояния rampController . Исходя из rampController , можно найти соответствующий нагреватель. Однако по h нельзя найти содержащий его объект (называемый также его контейнером), если только сведения о нем не являются случайно частью состояния h .

Давайте обсудим 1.Приведите примеры отношений между: двумя объектами; объектом и множеством объектов; двумя множествами объектов. 2.В каких отношениях могут быть только объекты некоторых видов? В каких отношениях могут находиться любые объекты? 3.Как можно наглядно изобразить отношения объектов? 4.Приведите примеры пар объектов, имена отношений которых изменяются, когда меняются местами имена объектов. ??

Бабушка прислала Ивану посылку с яблоками и грушами. Некоторые из этих плодов были большими, остальные – маленькими. По цвету плоды тоже различались: часть плодов была жёлтого цвета, остальные – зелёного. Среди плодов не было ни маленьких груш, ни маленьких зелёных яблок. Яблок было 25, а груш – 17. Больших плодов было 32. Жёлтых плодов было 28. Зелёных яблок было на 2 больше, чем зелёных груш. Иван угостил этими плодами своих друзей. Больше всего ребятам понравились большие жёлтые яблоки. Сколько было таких яблок? Давайте обсудим?? Решение

Так как больших плодов было 32, то среди них было 15 больших яблок (32-17). Всего яблок было 25, значит, маленьких яблок 10, причём все они были жёлтого цвета. Фрукты, 42 Яблоки, 25 Большие,15 Жёлтые Зелёные Маленькие, 10 Жёлтые, 10 Груши, 17 Большие, 17 ЖёлтыеЗелёные

Если жёлтых плодов 28, то зелёных – 14. А так зелёных яблок на 2 больше, чем зелёных груш, то из уравнения х+х+2=14 получаем, что зелёных яблок 8, а груш 6. Фрукты, 42 Яблоки, 25 Большие,15 Жёлтые, 7 Зелёные, 8 Маленькие, 10 Жёлтые, 10 Груши, 17 Большие, 17 Жёлтые, 9 Зелёные, 6 Ответ: больших жёлтых яблок было 7.

Самое главное Отношение – это взаимная связь, в которой находятся какие-либо объекты. Отношения могут связывать: два объекта; объект и множество объектов; два множества. Объект может рассматриваться как единое целое либо «распадаться» на более мелкие объекты.

1.Приведите примеры отношений между: двумя объектами; объектом и множеством объектов; двумя множествами объектов. 2.В каких отношениях могут быть только объекты некоторых видов? В каких отношениях могут находиться любые объекты? 3.Как можно наглядно изобразить отношения объектов? 4.Приведите примеры пар объектов, имена отношений которых изменяются, когда меняются местами имена объектов. Давайте обсудим??

5. В детском саду 52 ребёнка. Каждый из них любит конфеты или мороженое. Половина детей любит конфеты, а 20 человек – конфеты и мороженое. Сколько детей любит мороженое? Сколько детей любит только мороженое? Давайте обсудим?? 20, любят К и М 26, любят К?, любят М?, любят только М?, любят только К 52

28. Между двумя первыми понятиями существует некоторое отношение. Между третьим и одним из четырёх, приведённых ниже, - такое же (аналогичное) отношение. Укажите нужное понятие:

29. Какую связь отражают каждая схема отношений?

30. Запишите отношения между парами объектов, представленными на рисунках.

31. Приведите 2-3 примера пар объектов, имена отношений которых не изменяются, когда меняются местами имена объектов.

32. Установите соответствие.

33. Приведите примеры.

34. Определите отношения между понятиями и изобразите эти отношения в виде кругов Эйлера по образцу.

35. Составьте пирамиды понятий по образцу.

36. Разработайте меню, которое может быть в программе автоматического поиска книги в библиотеке. В вашем меню должно быть не менее четырёх уровней. Меню каждого уровня поместите в отдельные прямоугольники. Соедините линиями пункты меню и связанные с ними меню следующего уровня.

37. Каждый из 35 шестиклассников является читателем по крайней мере одной из двух библиотек: школьной и районной. Из них 25 человек берут книги в школьной библиотеке, 20 – в районной.
Схематически это можно представить так:

38. Каждый ученик в классе изучает по крайней мере один из двух языков: английский или французский. Английский язык изучают 25 человек, французский – 27 человек, оба языка – 18 человек.
Изобразите это схематически и ответьте на вопросы.

39. Решите задачу, используя круги Эйлера или схему состава.
В летнем лагере отдыха 86 семиклассников. 8 из них не любят играть в компьютерные игры. 54 семиклассника предпочитают квесты, 62 – симуляторы. Сколько ребят с одинаковым удовольствием играют и в квесты, и в симуляторы?

40. Постройте схемы состава для следующих объектов.

{reklama}
41. Для каждой из приведённых пар «объект – его часть» запишите действие, которое можно выполнять со всем объектом, и действие, которое можно выполнять с его частью.

42. Для каждой пары объектов укажите связывающее их отношение.

43. Придумайте примеры отношений «является элементом множества», «входит в состав», «предшествует» и представьте их с помощью схем.

44. Решите задачу, используя схему состава.
В салоне небольшого самолёта летят 42 пассажира. Некоторые из них москвичи, остальные иногородние. Среди москвичей 9 мужчин. Некоторые из пассажиров артисты, но ни одна из иногородних женщин не является артисткой. Всего иногородних мужчин 18. Из них 13 – не артисты. Среди пассажиров, не являющихся артистами, 16 мужчин и 11 женщин. 6 москвичей не артисты.
Разберитесь, пожалуйста, с пассажирами: кто есть кто?

45. Решите задачу, используя круги Эйлера или схему состава.
Бабушка прислала Ивану посылку с яблоками и грушами. Некоторые из этих плодов были большими, остальные – маленькими. По цвету плоды тоже различались: часть плодов была жёлтого цвета, остальные – зелёного. Среди плодов не было ни маленьких груш, ни маленьких зелёных яблок. Яблок было 25, а груш – 17. Больших плодов было 32. Жёлтых плодов было 28. Зелёных яблок было на 2 больше, чем зелёных груш. Иван угостил этими плодами своих друзей. Больше всего ребятам понравились большие жёлтые яблоки. Сколько было таких яблок?