UML2 и унифицированный процесс. Джим арлоуайла нейштадтпрактический объектно ориентированныйанализ и проектированиеu
 Скачать 6.08 Mb.
|
|
• OclVoid – тип «null» в OCL – имеет единственный экземпляр под на званием OclUndefined; • OclMessage – представляет сообщение (раздел 25.12.4). Все классификаторы UML модели доступны OCL выражениям. Необычный, но ключевой аспект системы типов OCL состоит в том, что все классификаторы ассоциированной UML модели становятся типа ми в OCL. Это означает, что OCL выражения могут напрямую ссылать ся на классификаторы ассоциированной модели. Это то, что позволяет OCL выполнять роль языка ограничений. OclAny – супертип всех типов OCL. В OCL все типы – это подтипы OclAny. Простые типы являются прямыми подтипами OclAny, тогда как типы UML модели являются подклассами OCLType, который, в свою очередь, является подклассом OclAny. Каждый тип наследует небольшой набор полезных операций (табл. 25.2). Таблица 25.2 Операция OclAny Семантика Операции сравнения a = b Возвращает true, если a – тот же объект, что и b, в противном случае возвращает false. a <> b Возвращает true, если a не тот же объект, что и b, в противном случае возвращает false. a.oclIsTypeOf( b : OclType ) : Boolean Возвращает true, если a того же типа, что и b, в противном случае возвращает false. a.oclIsKindOf( b : OclType ) : Boolean Возвращает true, если a того же типа, что и b, или a – подтип b. a.oclInState( b : OclState ) : Boolean Возвращает true, если a находится в таком же состоянии, что и b, в противном случае возвращает false. a.oclIsUndefined() : Boolean Возвращает true, если a = OclUndefined. Операции запроса A::allInstances( ) : Set(A) Это операция уровня класса, возвращаю щая Set всех экземпляров типа A. a.oclIsNew( ) : Boolean Возвращает true, если a был создан в ходе выполнения операции. Может использоваться только в постусло виях операции. 25.8. Тело выражения 539 Вероятно, самая необычная операция OclAny – allInstances() (все экземп ляры). Это операция уровня класса (применяется непосредственно к классу, а не к конкретному экземпляру), она возвращает Set всех эк земпляров данного класса, существующих на момент вызова этой опе рации. Ни в одном из широко используемых языков программирова ния нет такой встроенной возможности, поэтому спецификация OCL определяет allInstances() как необязательную для реализации операцию в инструментальных средствах, работающих с OCL. Это означает, что ваш инструмент OCL, возможно, не сможет интерпретировать выра жения, использующие allInstances(). В начале может показаться странным, что все типы, тщательно опреде ленные в UML модели, при использовании в OCL выражениях автома тически получают новый супертип, OclType. Однако OCL был вынужден сделать это, чтобы обеспечить общий объектный протокол (определен ный OclAny), который он может использовать для работы с типами. 25.8.3. Простые типы Простые типы OCL – это Boolean, Integer, Real и String. Их семантика во многом аналогична семантике этих типов в других языках програм мирования (табл. 25.3). Таблица 25.3 Поскольку OCL является языком моделирования, а не языком про граммирования, его спецификация не налагает ограничений на длину строк ( String), размер целых (Integer), размер и точность действитель ных чисел ( Real). Операция OclAny Семантика Операции преобразования a.oclAsType( SubType ) : SubType Возвращает результат приведения a к типу Sub Type. Это операция приведения, и объект a может быть приведен только к одному из его подти пов или супертипов. Приведение к супертипу обеспечивает доступ к переопределенным возможностям супертипа. Базовый тип OCL Семантика Boolean Может принимать значения true или false Integer Целое число Real Число с плавающей точкой String Последовательность символов Строковые литералы заключаются в одинарные кавычки, например 'Jim' 540 Глава 25. Введение в OCL 25.8.3.1. Тип Boolean Тип Boolean принимает два значения: true и false. В нем имеется набор операций, возвращающих значения типа Boolean. Двоичные операции приведены в табл. 25.4. В данной таблице истинности представлены результаты логических операций над значениями a и b. Таблица 25.4 Все эти операции должны быть знакомы вам из других языков про граммирования, кроме операции implies (импликация). Она пришла из формальной логики и состоит из предпосылки, a, и следствия, b. Ре зультат операции принимает значение true, если предпосылка и след ствие имеют одно и то же значение или если предпосылка принимает значение false, а следствие – true. Операция принимает значение false, если предпосылка принимает значение true, а следствие – false. Существует также унарный оператор not, представленный в табл. 25.5. Таблица 25.5 Логические выражения часто используются в выражениях if...then... else в соответствии со следующим синтаксисом: if <логическоеВыражение> then else endif 25.8.3.2. Типы Integer и Real Тип Integer представляет целое число, Real – число с плавающей точ кой. Длина целых ( Integer) и длина и точность действительных чисел ( Real) не ограничены. Integer и Real имеют обычный набор инфиксных арифметических операций со стандартной семантикой: =, <>, <, >, <=, >=, +, , *, / Также эти типы имеют операции, описанные в табл. 25.6. a b a = b a<>b a.and( b ) a.or( b ) a.xor( b ) a.implies( b ) true true true false true true false true true false false true false true true false false true false true false true true true false false true false false false false true a not a true false false true 25.8. Тело выражения 541 Таблица 25.6 25.8.3.3. Тип String Строковые операции OCL (табл. 25.7) опять таки довольно стандарт ны, аналогичный набор можно найти практически в любом языке про граммирования. Таблица 25.7 Синтаксис_Семантика_Применяется_к'>Синтаксис Семантика Применяется к a.mod( b ) Возвращает остаток от деления a на b например a = 3, b = 2, a.mod( b ) возвращает 1 Integer a.div( b ) Возвращает лишь целую часть от деления a на b например a = 8, b = 3, a.div( b ) возвращает 2 Integer a.abs() Возвращает положительное a например a = ( 3), a.abs() возвращает 3 Integer и Real a.max( b ) Возвращает большее из чисел a и b например a = 2, b = 3, a.max( b ) возвращает b Integer и Real a.min( b ) Возвращает меньшее из чисел a и b например a = 2, b = 3, a.min( b ) возвращает a Integer и Real a.round() Возвращает Integer, ближайшее к a Если два целых одинаково близки, возвращается большее из них например a = 2.5, a.round() возвращает 3, а не 2 a = ( 2.5), a.round() возвращает 2, а не 3 Real a.floor() Возвращает ближайшее Integer, которое меньше или равно a например a = 2.5, a.floor() возвращает 2 a = ( 2.5), a.floor() возвращает 3 Real Синтаксис Семантика s1 = s2 Возвращает true, если последовательность символов s1 соот ветствует последовательности символов s2, в противном слу чае возвращает false s1 <> s2 Возвращает true, если последовательность символов s1 не соот ветствует последовательности символов s2, в противном слу чае возвращает false s1.concat( s2 ) Возвращает новую String, являющуюся объединением s1 и s2 например 'Jim'.concat( ' Arlow' ) возвращает 'Jim Arlow' s1.size() Возвращает число символов ( Integer) в s1 например 'Jim'.size() возвращает 3 s1.toLower() Возвращает новую строку символов ( String), записанных в нижнем регистре например 'Jim'.toLower() возвращает 'jim' 542 Глава 25. Введение в OCL Таблица 25.7 (продолжение) Строки в OCL неизменны. Строки в OCL неизменны (immutable). Это значит, что, будучи инициа лизированными, они не могут быть изменены. Такие операции, как s1.concat( s2 ), всегда возвращают новую строку String. 25.8.4. Тип Tuple Объекты типа Tuple – это структурированные объекты, имеющие одну или более именованных частей. Объекты типа Tuple (кортеж) – это структурированные объекты, имею щие одну или более именованных частей. Tuple необходимы, потому что некоторые операции OCL возвращают несколько объектов. Tuple имеют следующий синтаксис: Tuple { имяЧасти1: типЧасти1 = значение1, имяЧасти2: типЧасти2 = значение2, ... } Имя и значение каждой части обязательны, тип – необязателен. Поря док расположения частей не определен. Вот пример Tuple, представляющего информацию об этой книге: Tuple { title:String = ‘UML 2 and the Unified Process’, publisher:String = ‘Addison Wesley’ } Части Tuple могут быть инициализированы любым допустимым OCL выражением. В приведенном выше примере мы использовали строко вые литералы. Синтаксис Семантика s1.toUpper() Возвращает строку символов ( String), записанных в верхнем регистре например 'Jim'.toUpper() возвращает 'JIM' s1.toInteger() Преобразует s1 в значение типа Integer например '2'.toInteger() возвращает 2 s1.toReal() Преобразует s1 в значение типа Real например '2.5'.toReal() возвращает 2.5 s1.substring( start, end ) Возвращает новую String, являющуюся подстрокой s1, начи нающуюся от символа, находящегося в позиции start и закан чивающуюся символом в позиции end Примечания: * start и end должны быть типа Integer * Первый символ в s1 имеет индекс 1 * Последний символ в s1 имеет индекс s1.size() например 'Jim Arlow'.substring( 5, 9) возвращает 'Arlow' 25.8. Тело выражения 543 Доступ к частям Tuple осуществляется с помощью оператора «точка». Например, следующее выражение возвращает значение 'Addison Wesley': Tuple { title:String = 'UML 2 and the Unified Process', publisher:String = 'Addison Wesley' }.publisher OCL – строго типизированный язык, поэтому каждый Tuple должен быть определенного типа. TupleType (тип кортежа) – это анонимный тип. Он не имеет имени и определяется неявно при создании Tuple. Однако тип TupleType можно задать явно. Например, TupleType для приведенного выше Tuple может быть записан в OCL так: TupleType { title:String, publisher:String } Обычно явное определение TupleType необходимо только в случае, если вы хотите создать коллекцию этого типа (раздел 25.8.6), например Set( TupleType{ title:String, publisher:String} ) создает Set, который может хранить объекты Tuple 25.8.5. Инфиксные операторы Как вы увидите в нескольких последних разделах, операции, ассоции рованные с простыми типами OCL, бывают двух видов. Есть синтаксис обычного вызова операции, например a.toUpper() и есть инфиксные операторы, в которых оператор располагается меж ду операндами, например a < b Инфиксные операторы синтаксически более удобны. Вместо a.less Than( b ) записывается a < b. Такая форма более удобочитаема, особенно в сложных выражениях. Инфиксные операторы также могут использоваться с типами из ассо циированной UML модели при условии использования правильной сиг натуры операций. Приведенный на рис. 25.6 класс Money определяет некоторые логические и арифметические инфиксные операции. Таким образом, если и a, и b имеют тип Money, можно использовать та кие выражения a < b Однако обратите, пожалуйста, внимание, что спецификация OCL за прещает явные вызовы операций, такие как a.<( b ), несмотря на то, что разумно было бы ожидать их наличия! 25.8.6. OCL коллекции OCL предоставляет довольно обширный набор типов коллекций, кото рые могут хранить другие объекты, включая и другие коллекции. 544 Глава 25. Введение в OCL OCL коллекции неизменны. Это означает, что операции над коллек циями не меняют их состояния. Например, при вызове операции для добавления или удаления элемента коллекции эта операция возвра щает новую коллекцию, а исходная коллекция остается неизменной. Мы уже говорили о типах коллекций OCL в разделе 18.10. Их семан тика сведена в табл. 25.8. Обратите внимание на соответствие каждого из типов коллекций OCL паре свойств конца ассоциации. Применяе мые по умолчанию свойства конца ассоциации – { unordered, unique }. Таблица 25.8 OCL коллекции – это фактически шаблоны (раздел 17.7), для исполь зования которых необходимо создать их экземпляр определенного ти па. Например, OCL выражение Set( Customer ) создает экземпляр шаблона Set типа Customer. Тем самым определяется шаблон Set для хранения объектов типа Customer. Можно создавать эк земпляры OCL коллекций любого из доступных типов. Коллекцию констант можно определить, просто перечислив в фигур ных скобках ее элементы: OrderedSet{ 'Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday' } Коллекция OCL Упорядо ченность Уникальность (дублиро вания не допускаются) Свойства конца ассоциации Set Нет Да { unordered, unique } – при меняются по умолчанию OrderedSet Да Да { ordered, unique } Bag Нет Нет { unordered, nonunique } Sequence Да Нет { ordered, nonunique } Money Money( amount : Real, currency : String ) getAmount() : Real getCurrency() : String =( amount : Money ) : Boolean <>( amount : Money ) : Boolean <( amount : Money ) : Boolean <=( amount : Money ) : Boolean >( amount : Money ) : Boolean >=( amount : Money ) : Boolean +( amount : Money ) : Money ( amount : Money ) : Money amount : Real currency : String Инфиксные операторы OCL Рис. 25.6. Инфиксные операторы OCL 25.8. Тело выражения 545 При этом автоматически создается экземпляр коллекции, тип которо го соответствует типу перечисленных элементов. Последовательности ( Sequence) целых (Integer) литералов имеют собст венный специальный синтаксис, использующий описание интервала (interval specification): Это означает: «все Integer между OCL выражения, результатами которых являются Integer. Например Sequence{ 1 ... 7} эквивалентна Sequence{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 } Sequence{ 2 ... ( 3 + 4 ) } эквивалентна Sequence{ 2, 3, 4, 5, 6, 7 } Коллекции могут включать другие коллекции, например OrderedSet{ OrderedSet{ 'Monday', 'Tuesday' }, OrderedSet{ 'Wednesday','Thursday', 'Friday' } } 25.8.6.1. Операции над коллекциями Любой единичный объект может быть интерпретирован как Set, содер жащий только один элемент. Коллекции обладают большим набором операций. Они должны ини циироваться с помощью специального синтаксиса, в котором исполь зуется оператор «стрелка»: коллекция >операцияКоллекции( параметры... ) Этот специальный синтаксис необходим, потому что OCL может интер претировать любой единичный объект как Set, содержащий только один объект. Таким образом, если объект имеет, например, операцию count() и в Set есть операция с тем же именем count(), OCL нужно как то разли чать эти две операции: принадлежащую объекту и принадлежащую кол лекции. Это осуществляется путем использования оператора «точка» и вызова операций над коллекциями с помощью оператора «стрелка». В следующих нескольких разделах рассматривается семантика опера ций над коллекциями. Чтобы было проще ссылаться на операции, мы разбили их на следующие категории: • операции преобразования – преобразовывают один тип коллекции в другой (раздел 25.8.6.2); • операции сравнения – сравнивают коллекции (раздел 25.8.6.3); • операции запроса – получают информацию о коллекции (раз дел 25.8.6.4); • операции доступа – обеспечивают доступ к элементам коллекции (раздел 25.8.6.5); • операции выбора – возвращают новую коллекцию, содержащую подмножество или надмножество коллекции (раздел 25.8.6.6). 546 Глава 25. Введение в OCL Кроме того, OCL коллекции обладают полным набором итерационных операций. Они являются довольно сложными и имеют необычный синтаксис, поэтому обсуждаются отдельно в разделе 25.8.7. Мы также ввели несколько обозначений, чтобы упростить обсуждение коллекций и сделать его более компактным: • X(T) – краткая запись, где X может быть Set, OrderedSet, Bag или Se quence; • целевая коллекция – объект, операция которого вызывается. При чтении следующих разделов необходимо помнить, что типы кол лекций являются шаблонными типами. Это означает, что Set(T) – это экземпляр Set типа T. Таким образом, X(T) представляет экземпляры Set, OrderedSet, Bag или Sequence для элементов типа T. 25.8.6.2. Операции преобразования Операции преобразования (табл. 25.9) преобразуют коллекцию одного типа в другой, возвращая новую коллекцию требуемого типа. Например Bag{ 'Homer', 'Meg' } >asOrderedSet() возвращает новый OrderedSet, содержащий объекты 'Homer' и 'Meg' типа String. Таблица 25.9 Операции преобразования Операции над коллекциями Семантика X(T)::asSet() : Set(T) X(T)::asOrderedSet() : OrderedSet(T) X(T)::asBag() : Bag(T) X(T)::asSequence() : Sequence(T) Преобразует коллекцию одного типа в кол лекцию другого типа. При преобразовании коллекции в тип Set дублирующиеся элементы отбрасываются. При преобразовании коллекции в Ordered Set или Sequence сохраняется исходный по рядок (если таковой имеется), в противном случае устанавливается произвольный по рядок. X(T)::flatten() : X(T2) В результате получается новая плоская коллекция с элементами типа T2. Например, если имеется: Set{ Sequence{ 'A', 'B' }, Sequence{ 'C', 'D' } } Set содержит экземпляры типа Sequence, ко торые содержат экземпляры типа String – результатом применения к Set оператора flatten является множество строк (Set со держащий элементы типа String). |