Yapısal modelleme: CRC kartları, class ve object diyagramları

Yapısal model (structural model), sistemin hangi veriyi tuttuğunu ve bu verilerin birbirine nasıl bağlı olduğunu gösterir. Use case “ne yapılıyor” sorusunu, yapısal model “neyle yapılıyor” sorusunu cevaplar. Bu haftanın sınav sorusu neredeyse hep aynı: bir senaryo verilir, sınıfları, attribute’ları, ilişkileri ve multiplicity’leri içeren bir class diagram çizmen istenir. Puan kaybı multiplicity’yi ters uca yazmaktan ve aggregation ile composition’ı karıştırmaktan gelir.

Altın kurallar:

1. İsim → sınıf veya attribute, fiil → operation veya ilişki.
2. Multiplicity karşı uçtan okunur. “Bir A’nın kaç B’si var?” cevabı B ucuna yazılır.
3. Elmas bütün tarafındadır. Boş: parça bağımsız (aggregation). Dolu: parça bütünle ölür (composition).
4. Üçgen üst sınıftadır. Ok alt sınıftan çıkar.

Yapısal modelin öğeleri

Analiz aşamasında model iş dünyasını anlatır (problem domain): veritabanı tablosu, Java tipi ya da getter/setter ayrıntısı henüz yoktur.

Sınıfları bulmak

Metin analizi (textual analysis)

Use case description’lardaki kelimelere bak:

Diğer yollar: brainstorming (ekip olarak aday sınıfları sırala), ortak nesne listeleri (fiziksel şeyler, olaylar, roller, yerler), patterns (sipariş-sipariş satırı, rezervasyon gibi hazır kalıplar).

CRC kartları

CRC (Class-Responsibility-Collaboration) kartı, her sınıf için bir kartta sorumlulukları ve iş birliği yaptığı sınıfları gösterir.

+---------------------------------------+
| Class: Reservation       ID: 4        |
| Type: Concrete, domain                |
+---------------------------------------+
| Responsibilities   | Collaborators    |
|--------------------+------------------|
| Bilmek:            |                  |
|  kod, tarih,       |                  |
|  bitiş zamanı      |                  |
| Yapmak:            |                  |
|  süresi dolmuş mu  |                  |
|  kontrol et        |                  |
|  kopyayı ayır      | Copy             |
|  öğrenciye bildir  | Student          |
+---------------------------------------+
Arka yüz: attribute'lar (code, createdAt,
expiresAt), ilişkiler (Student, Copy)

Sorumluluklar iki türdür: knowing (bildiği veri) ve doing (yaptığı iş). Bir sorumluluğu tek başına yapamayan sınıf, iş birliği yaptığı sınıfı sağ tarafa yazar. Role-playing: ekip üyeleri kartları eline alıp bir use case’i adım adım canlandırır; eksik sorumluluk ya da sınıf hemen ortaya çıkar.

Class diagram

Sınıf kutusu

+---------------------------+
|         Student           |
+---------------------------+
| -studentNo : String       |
| -name : String            |
| -birthDate : Date         |
| -/age : int               |
+---------------------------+
| +reserve(c : Copy) : Bool |
| +getActiveCount() : int   |
+---------------------------+

Operation türleri: constructor (nesne oluşturur), query (durumu değiştirmeden bilgi döner, ör. getActiveCount), update (durumu değiştirir, ör. reserve).

Association ve multiplicity

Association iki sınıf arasında düz çizgidir. Üstüne bir ad (makes, contains) ve okuma yönü yazılabilir. Her uca o uçtaki sınıftan kaç nesne olabileceği yazılır.

Okuma yöntemi: “Bir Student’ın kaç Reservation’ı var?” → 0..3 → Reservation ucuna yazılır. “Bir Reservation’ın kaç Student’ı var?” → 1 → Student ucuna yazılır.

+---------+ 1    makes >   0..3 +-------------+
| Student |---------------------| Reservation |
+---------+                     +-------------+

TUZAK · multiplicity’yi kendi ucuna yazmak. “Bir öğrencinin en fazla 3 rezervasyonu olur” cümlesindeki 3, Student’ın yanına değil Reservation’ın yanına yazılır. Her seferinde “bir X’in kaç Y’si var?” diye sor ve cevabı Y’nin yanına yaz.

Association class

İlişkinin kendisine ait veri varsa kullanılır. Öğrenci ve ders çok-çok ilişkili; not (grade) ne öğrenciye ne derse aittir.

+---------+ *          * +--------+
| Student |--------------| Course |
+---------+      :       +--------+
                 :
          +------------+
          | Enrollment |
          +------------+
          | grade      |
          | semester   |
          +------------+

Aggregation ve composition

İkisi de bütün-parça (part-of) ilişkisidir.

+-------+ 1        1..* +-----------+
| Order |<#>------------| OrderLine |
+-------+               +-----------+
(<#> = dolu elmas, Order silinirse satırlar da gider)

+--------+ 1       0..* +--------+
| Branch |<>------------|  Copy  |
+--------+              +--------+
(<> = boş elmas, şube kapanırsa kopya başka şubeye geçer)

Generalization

“Is-a-kind-of” ilişkisi. Alt sınıf (subclass) üst sınıfın (superclass) attribute ve operation’larını miras alır, kendine özgü olanları ekler.

          +----------+
          | Person   |  (abstract, italik)
          +----------+
          | -name    |
          | -email   |
          +----------+
              /_\
               |
       +-------+-------+
       |               |
+-----------+   +-------------+
| Student   |   | Librarian   |
+-----------+   +-------------+
| -studentNo|   | -staffNo    |
+-----------+   +-------------+

Abstract class doğrudan nesnesi olmayan sınıftır (kimse sadece “Person” değildir). Concrete class nesnesi olan sınıftır.

TUZAK · generalization ile aggregation karışması. “Öğrenci bir kişidir” → generalization. “Şube kopyalara sahiptir” → aggregation. Sor: “is a kind of” mi, “has a / is part of” mı?

Çözümlü örnek: kampüs kütüphanesi class diagram

Senaryo: “Kütüphanenin birden çok şubesi var. Her kitabın bir ya da daha çok fiziksel kopyası vardır ve her kopya bir şubede durur. Öğrenciler kopyaları ödünç alır; bir ödünç kaydı tek bir öğrenci ve tek bir kopya içindir. Öğrenci aynı anda en fazla 3 rezervasyon yapabilir; bir rezervasyon tek bir kopyayı tutar. Öğrenciler ve kütüphaneciler kişidir; her ikisinin adı ve e-postası tutulur.”

Adım 1: Sınıflar. Branch, Book, Copy, Student, Librarian, Person, Loan, Reservation.

Adım 2: Attribute ve operation.

Adım 3: İlişkiler ve multiplicity.

Reservation - Copy satırını oku: bir Reservation tam olarak bir Copy tutar (Copy ucunda 1). Bir Copy aynı anda en fazla bir rezervasyonda olabilir (Reservation ucunda 0..1).

Adım 4: Çizim (özet).

Student     1 -------- 0..3 Reservation
Reservation 0..1 ----- 1    Copy
Student     1 -------- 0..* Loan
Copy        1 -------- 0..* Loan
Book        1 -------- 1..* Copy
Branch      1 <>------ 0..* Copy
Student   ---|> Person {abstract}
Librarian ---|> Person {abstract}

Her satır bir ilişki: soldaki sayı soldaki sınıfın ucuna, sağdaki sayı sağdaki sınıfın ucuna yazılır. Sınavda bunu kutularla çizersin; önemli olan her uçtaki multiplicity’nin doğru tarafta olması.

Object diagram

Object diagram, belirli bir anda sistemdeki nesneleri ve aralarındaki bağlantıları (link) gösterir. Class diagram’ın bir “fotoğrafı”dır. Nesne adı ad : Sınıf biçiminde, altı çizili yazılır; attribute’lar gerçek değerleriyle gösterilir. Multiplicity yazılmaz.

+------------------+     +------------------+
| ayse : Student   |-----| r1 : Reservation |
| studentNo="2041" |     | code="R-118"     |
+------------------+     +------------------+
        |                         |
        |                +------------------+
        |                | c7 : Copy        |
        |                | status="On Hold" |
        |                +------------------+
+------------------+     +------------------+
| r2 : Reservation |-----| c9 : Copy        |
| code="R-131"     |     | status="On Hold" |
+------------------+     +------------------+

Burada 5 nesne (ayse, r1, r2, c7, c9) ve 4 link var: ayse-r1, ayse-r2, r1-c7, r2-c9. Object diagram, multiplicity’leri test etmenin iyi yoludur: Ayşe’ye dördüncü bir rezervasyon eklemeye çalışırsan class diagram’daki 0..3 kuralını ihlal edersin.

Sık yapılan hatalar