Lecture UML-Code

Génie logiciel
UML : Unified Modeling Language
A. Madani (madaniabdellah@gmail.com)
1
Génie Logiciel
UML – Partie II
 Rappels (partie I)
 Passage vers le code
 De UML vers Java
 UML et les bases de données
 Langage de contraintes : OCL
 Études de cas
 De l’analyse des besoins au code
 Designs patterns
 Introduction
 Patterns de création
 Patterns structuraux
 Patterns comportementaux
2
Diagramme d’UML (Rappels)
Cas d’utilisation
Objets Composants
Classes Vue logique statique Vue Implémentation

(Structure des objets) (composants logiciels)
Vue externe
(fonctions système)
Séquence Vue déploiement
Vue logique dynamique
(Environnement
(Comportement)
d’implantation)
Collaboration
Activités
États transitions Déploiement
3
Correspondance UML et Java
madaniabdellah@gmail.com
4
Traduction d’une classe
 La classe est le concept fondamental de

toute technologie objet.
 Le mot-clé correspondant existe bien sûr
également en Java.
 De plus, chaque classe UML devient par
défaut un fichier .java.
5
class Personne{
…
…
Personne ….
}
6
 Une classe abstraite est simplement une

classe qui ne s’instancie pas directement
mais qui représente une pure abstraction afin
de factoriser des propriétés.
 Elle se note avec {abstract} en UML et se
traduit par le mot-clé abstract en Java.
7
abstract class Personne{

….
….
Personne ….
{abstract} }
8
 Une interface est une classe spéciale dont

toutes les méthodes sont abstraites
 Une interface se note en UML avec le
symbole
 En java, elle traduite par le mot clé ‘interface’
9
interface Forme {
…
…
Forme …
}
10
Traduction des attributs
 Les attributs UML deviennent simplement

des attributs en Java
 Leur type est soit un type primitif (int, etc.),
soit une classe.
 La visibilité des attributs est montrée
graphiquement en UML en les faisant
précéder par + pour public, # pour protégé
(protected), - pour privé (private).
 Les attributs de classe en UML deviennent
des membres statiques en Java (static).
11
Traduction des opérations
 Les opérations UML deviennent très

directement des méthodes en Java.
 Leur visibilité est définie graphiquement avec
les mêmes conventions que les attributs.
 Les opérations de classe deviennent des
méthodes statiques (static).
 Les opérations abstraites (en italiques) se
traduisent par le mot-clé abstract en Java.
12
Traduction des opérations
class Personne {
private int code;
private String nom;
private static int nombre;
public Personne() {
}
public static int getNombre(){
}
public String getInf(){
}
}
13
Traduction des relations
Les relations UML entre concepts statiques

sont très riches. On peut distinguer les
relations de :
 Généralisation (héritage)
 Réalisation
 Association, avec ses variantes : agrégation

et composition.
14
(La généralisation)
 Le concept UML de généralisation se traduit
directement par le mécanisme de l’héritage
dans les langages objets.
 Java, contrairement à C++ interdit l’héritage
multiple entre classes.
15
(La généralisation)
Class Personne{
Personne …
…
…
}
Class Employe extends
Employe Personne{
…
…
…
}
16
(La réalisation )
 Une classe UML peut implémenter plusieurs
interfaces.
 Contrairement à C++, le langage Java
propose directement ce mécanisme.
17
(Réalisation)
interface A{
…
A B …
}
interface B{
…
…
}
C class C implements A, B {
…
…
}
18
(Les associations)
 Les associations navigables UML se
traduisent par du code Java qui dépend de :
 la multiplicité de l’extrémité concernée (pointée
par la flèche)
 mais aussi de l’existence ou pas d’une contrainte
{ordered} ou d’un qualificatif.
 Nous allons voir tout cela du plus simple au
plus complexe :
 Une association navigable avec une multiplicité 1
 Une association navigable avec une multiplicité *
19
(Les associations)
 Une association navigable avec une
multiplicité 1 se traduit par une variable
d’instance de type référence vers une
instance de classe.
 Une multiplicité « * » va se traduire par un
attribut de type collection de références
d’objets au lieu d’une simple référence sur un
objet.
20
(Les associations)
La difficulté consiste à choisir la bonne collection
parmi les très nombreuses classes de base que
propose Java.
 Bien qu’il soit possible de créer des tableaux
d’objets, ce n’est pas forcément la bonne solution.
 En pratique, on préfère plutôt recourir à des
collections, parmi lesquelles les plus utilisées sont :
ArrayList, SortedList et HashTable.
 Utilisez ArrayList si vous devez respecter un ordre et
récupérer les objets à partir d’un indice entier
 Utilisez HashTable si vous souhaitez récupérer les objets à
partir d’une clé arbitraire.
21
(Les associations)
22
(Les associations)
 Une association bidirectionnelle se traduit
simplement par une paire de références, une
dans chaque classe impliquée dans
l’association.
 Les noms des rôles aux extrémités d’une
association servent à nommer les variables
de type référence.
23
(Les associations)
24
(Les associations)
25
(La classe association)
 Elle possède tout à la fois les caractéristiques
d’une association et d’une classe et peut
donc porter des attributs qui se valorisent
pour chaque lien.
 Ce concept UML avancé n’existe pas dans
les langages de programmation objet, il faut
donc le traduire en le transformant en classe
normale, et en ajoutant des variables de type
référence.
26
(La classe association)
27
UML
De UML vers le modèle relationnel
abdellah_madani@yahoo.fr 28
De UML vers le modèle relationnel
 Cette partie traite le passage de la

conception faite par UML vers le modèle
relationnel
 La traduction concerne
 Classes, instances, attributs
 Relations entres classes :
 Associations,
 Agrégation,
 Composition,
 Généralisation spécialisation
Classe en Relationnel
 Dans le cas général une classe est traduite

par une table
 Chaque objet est conservé dans une ligne de
la table
 Un champ jouant le rôle de clé primaire est
ajouté même s'il n'existait pas dans la classe
Traduction d'une classe
 En Relationnel
Compte(NCompte, Solde)
Compte
 En SQL
- N°Compte : int
Create table Compte( - Solde : float
+ <<Constructor>> Compte (int N°Compte, float Solde)
NCompte smallint, + deposer (float Solde) : void
+ retirer (float Solde) : float
Solde decimal, + avoirSolde () : String
Primary key PK_Compte (NCompte)

)
Généralisation/spécialisation en
Relationnel
Plusieurs méthodes de traduction en
Relationnel :
 Représenter toutes les classes d’une
arborescence d’héritage par une seule table
relationnelle
 Représenter chaque classe par une table
Relationnel
 La solution la plus simple est de modéliser
toute une hiérarchie de classes dans une
même table
 Chaque classe ajoutant ses propres attributs
comme de nouveaux champs.
 Il nous suffit alors d’ajouter un champ
contenant le type de l’instance pour pouvoir
charger les champs correspondants.
Relationnel
Associations en Relationnel
(Association un-à-un)
Deux solutions sont possibles :
 une clé étrangère dans chacune des tables
associées
 la fusion des deux tables dans une seule
 1ère Solution
 Pays(IdPays, NomP,#IdCapitale)
 Capitales(IdCapitale, NomC, #IdPays)
 2ième Solution
 Pays(IdPays, NomP, NomC)
 1ère Solution
create table Pays(IdPays integer primary key,
…
IdCapitale integer foreign key references capitales
(IdCapitale))
et
create table Capitales(IdCapitale integer primary key,
…,
IdPays integer foreign key refernces pays(IdPays))
 2ième Solution
Pays(IdPays integer primary key,
NomP varchar(20),
NomC varchar(20))
(Association un-à-plusieurs)
Une seule solution est possible :
 migration de la clé du côté de 1 vers la table
du côté de plusieurs
 La clé migrée jouera le rôle de clé étrangère
(Association un-à-plusieurs)
 En Relationnel
 Dept(IdDept, Nomdept)
 Emp(IdEmp, NomEmp, #IdDept)
 En SQL
 Create table dept(…)
 Create table emp(IdEmp integer primary key,
NomEmp varchar(20),
IdDept integer foreign key references Dept(IdDept)
)
(Association plusieurs-à-plusieurs)
 L’association est traduite par une table dont
la clé primaire est la concaténation des clés
primaires des tables associées
 La table résultante aura :
 Une seule clé primaire
 Deux clés étrangères
Traduction des associations en Relationnel
En Relationnel
 Articles(Ref, Des, PU)
 Commandes(NBC, DateC, Client)
 Détails(#NBC, #Ref, Qté)
Traduction des associations en Relationnel
En SQL
1. create table Article(Ref integer primary key, …)
2. create table Cde(NBC integer primary key, …)
3. create table Detail(NBC integer, Ref integer,…,

constraint PK primary key(NBC, Ref),
constraint FK1 foreign key(NBC) references cdes(NBC),
Constraint FK1 foreign key(NBC) references cdes(NBC))
OCL
43
Contraintes
 Une contrainte est une condition ou une

restriction sémantique exprimée sous forme
d’instructions dans un langage textuel qui
peut être naturel ou formel
 Elle doit être appliquée lors de
l’implémentation
 Représentée sous forme d’une chaîne placée
entre accolades({})
44
Contraintes
 Nous avons vu comment exprimer certaines

contraintes avec UML
 {ordered}
 {subset}
 {frozen}
 {xor}
 …
45
Contraintes – Exemple -
 Dans cet exemple, on exprime le fait qu’un

‘solde’ doit rester toujours positif (utilisation
d’un langage formel).
46
Contraintes – Exemple -
 Dans cet exemple, on exprime un contrainte

avec un langage textuel non formel
47
Introduction
 OCL est un langage de contraintes associé à

UML
 Il peut être utilisé pour contraindre n’importe
quel diagramme
48
Contexte
 Une contrainte est toujours associée à un élément

du modèle
 Cet élément constitue le contexte de la contrainte
 Deux manières pour exprimer le contexte d’une
contrainte :
 En écrivant la contrainte entre {} dans une note (voir
exemple précédent)
 En utilisant le mot clé ‘context’ dans un document
accompagnant le modèle
49
Contexte
 Syntaxe
context <élément>
Où : <élément> : peut être une classe, un attribut,
une opération, etc.
 Pour faire référence à un élément d’une
classe, il faut utiliser les ‘::’
50
Contexte
 Le contexte de la classe ‘Compte’

context Compte
 Le contexte de l’opération getSolde() de la
classe Compte
context Compte::getSolde():Real
 Le contexte de l’opération deposer() de la
classe Compte
context Compte::deposer(somme:Real)
51
Invariants
 Un invariant exprime une contraintes sur un

objet ou un groupe d’objets qui doit être
respectée en permanence
 Syntaxe :
inv : <expression_logique>
 L’expression logique doit être toujours vraie
52
Invariants
 Exemple :
Le solde d’un compte doit être toujours positif
context Compte
inv : solde>0
53
Préconditions et postconditions
 Une précondition permet de spécifier une

condition qui doit être vérifiée avant l’appel
d’une opération.
 Une postcondition permet de spécifier une
condition qui doit être vérifiée après l’appel
d’une opération.
54
 Dans l’expression de la contrainte de la

postcondition, deux éléments particuliers sont
utilisés :
 result : la valeur retournée par l’opération
 <attribut>@pre : la valeur de l’attribut avant
l’appel de l’opération
55
 Syntaxe de la précondition
pre : <expression logique>
 Syntaxe de la postcondition
post : <expression logique>
56
 Exemples :
context Compte::debiter(somme : Real)
pre : somme>0
post : solde=solde@pre-somme
post : result=solde
57
Résultat d’une opération
 L’expression de contrainte ‘body’ permet

définir directement le résultat d’une
opération
 Syntaxe :
body : <requête>
<requête> : expression qui retourne le résultat
dont le type est compatible avec le type de
retour de l’opération
58
Résultat d’une opération
 Exemple
La méthode getSolde() de la classe ‘Compte’
retourne le solde actuel
body : solde
59
Définition des attributs et de méthodes
 Motivation :
 une sous expression peut être utilisée plusieurs fois dans
une expression
 Deux expressions de contraintes :
 let : permet de déclarer et d’initialiser un attribut qui peut
être utilisé dans l’expression qui suit le mot clé in
 def : fait la même chose que let.
60
 Syntaxes :
let <déclaration>=<requête> in <expression>
L’attribut déclaré recevra le résultat de la

<requête> dans toute l’<expression>
def : <déclaration>=<requête>
61
 Exemples
1. context Personne
inv : let argent=compte.solde->sum() in
age>=18 implies argent>0
2. context Personne
def : argent : Real = compte.solde-
>sum()
3. context Personne
inv : age>=18 implies argent>0
62
Initialisation et évolution des attributs
 Le type de contrainte init permet de préciser

la valeur initiale d’un attribut ou d’une
terminaison d’association
 La valeur d’un attribut dérivé est définie par la
contrainte derive.
 Syntaxes :
init : <requête>
derive : <requête>
63
 Exemple
Quand on crée une personne, la valeur initiale
de l’attribut marié est faux, et la personne ne
possède pas d’employeur.
context Personne::marié:Boolean
init : false
context Personne::employeur:Set(Société)
init : set{}
64
 Exemple
L’âge d’une personne est la différence entre la
date courante et la date de naissance de la
personne.
context Personne::age:Integer
derive : Date::current() – date_de_naissance
65
Types et opération OCL
Le langage OCL possède un certain nombre de

types prédéfinis et d’opérations prédéfinies
sur ces types :
 Boolean
 Integer
 Real
 String
66
Type opérateurs
Boolean And, or, xor, not, implies, if…then…else…endif
Integer +,-, *, /, abs(), …
Real +,-, *, /, abs(), floor(), …
String Concat(), size(), substring(), …
67
a b a and b a or b a xor b a implies b
V V V V F V
V F F V V F
F V F V V V
F F F F F V
68
not If <exp_log0>
Then <exp_log1>
V F
Else <exp_log2>
Endif
F V
69
Collections
 Le langage OCL manipule plusieurs

collections :
 Set : collection non ordonnée d’éléments uniques
 orderedSet : collection ordonnée d’éléments
uniques
 Bag : collection non ordonnée d’éléments
 Sequence : collection ordonnée d’éléments
70
Collections
Collection Éléments ordonnées Éléments uniques
Set Non Oui
OrderedSet Oui Oui
Bag Non Non
Sequence Oui Non
71
Quelques opérations sur les collections
- Opération de base -
 La syntaxe : collection->operation()
 size() : nombre d’éléments
 count() : nombre d’occurrences
 sum() : somme des éléments
 isEmpty() : est vide
 notEmpty() : non vide
 includes(el) : appartenance
 excludes(el) : non appartenance
 includesAll(col) : inclusion
 excludesAll(col) : exclusion
72
Quelques opérations sur les collections
- Filtrage -
 select(cond) : retient les éléments qui vérifient la condition
 reject(cond) : élimine les éléments qui vérifient la condition
 any(cond) : retourne l’un des éléments qui vérifie la
condition
 forAll(cond) : true si tous les éléments vérifient la
condition
 exists(cond) : true si au moins un élément vérifie la
condition
 isUnique(exp) : true si une et une seule valeur de la
collection qui vérifie la condition
73
Opération ensembliste
- Set ou OrederedSet -
 union(ens) : union
 - : différence (ens1 – ens2)
 including(el) : ajoute un élément
 excluding(el) : retire un élément
74
Accès aux données de l’objet courant
 Pour faire référence à une donnée (attribut

ou opération) d’un objet désigné par le
contexte :
1. Utiliser le nom de l’élément
2. Faire précéder le nom de l’élément du mot clé
‘self’
75
Accès aux données de l’objet courant
 Exemple
 Dans le contexte de la classe ‘Compte’ :
Context Compte
Inv : solde > 0
Context Compte::debiter(somme : Real)

Pre : somme > 0
Post : self.solde = self.solde@pre - somme
76
Navigation à travers une association
 Pour faire référence à un objet (ou un groupe

d’objets) associé via une association, On
utilise :
 Le nom de la classe associée en minuscule
 Le nom du rôle côté de la classe associée
77
 Dans le contexte de la classe ‘Personne’, on

fait référence à la classe société avec l’une
des deux méthodes :
 employeur
 société
 De même pour accéder à l’adresse de la
société :
 employeur.adresse
 société.adresse
78
 Exemple
L’adresse de la société employant une
personne est constituée d’au moins 10
caractères
Context Personne
Inv: employeur.adresse.size()>=10
Ou encore
Context Personne
Inv: société.adresse.size()>=10
79
L’utilisation du rôle est indispensable si :

1. Il existe plusieurs associations entre l’objet
désigné par le contexte et l’objet auquel on
désire accéder
2. L’association est réflexive
80
Exemple
Dans le contexte de la classe Avion :
 pilote->size()>0 and pilote->size()<5
 passager->size()>40
Dans le contexte de la classe Personne
 epoux.age>=18
 epouse.age>=20
81
 Le type du résultat dépend de :

 la multiplicité de l’objet référencé
 type de l’objet référence proprement dit.
 Si l’objet référencé est T, alors le résultat est
de type :
 T, si la multiplicité est 0..1 ou 1..1
 Set(T), si la multiplicité est *
 OrderedSet(T), si la multiplicité est * avec
{ordered}
82
 Exemple : Type du résultat
83
qualifiée
 Dans une association qualifiée, on utilise les
valeurs des qualificatifs entre crochets ([])
context Banque
inv : self.compte[8900].solde>0
84
Navigation vers une classe association
 Dans le contexte de Société, self.poste.salaire:
salaire de tous les employés
 Dans le contexte de Personne,
self.mariage[epouse].date : dates de mariages
des femmes
85
Navigation depuis une classe association
context Poste
inv : self.employe.age>21
(ou aussi, self.personne.age>21)
86

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UML : Unified Modeling Language

 UML et les bases de données

 Langage de contraintes : OCL

Classes Vue logique statique Vue Implémentation

 La classe est le concept fondamental de

 Une classe abstraite est simplement une

abstract class Personne{

 Une interface est une classe spéciale dont

 Les attributs UML deviennent simplement

 Les opérations UML deviennent très

Les relations UML entre concepts statiques

 Association, avec ses variantes : agrégation

De UML vers le modèle relationnel

 Cette partie traite le passage de la

 Dans le cas général une classe est traduite

Primary key PK_Compte (NCompte)

 Commandes(NBC, DateC, Client)

 Détails(#NBC, #Ref, Qté)

2. create table Cde(NBC integer primary key, …)

3. create table Detail(NBC integer, Ref integer,…,

 Une contrainte est une condition ou une

 Nous avons vu comment exprimer certaines

 Dans cet exemple, on exprime le fait qu’un

 Dans cet exemple, on exprime un contrainte

 OCL est un langage de contraintes associé à

 Une contrainte est toujours associée à un élément

 Le contexte de la classe ‘Compte’

 Un invariant exprime une contraintes sur un

 Une précondition permet de spécifier une

 Dans l’expression de la contrainte de la

 L’expression de contrainte ‘body’ permet

L’attribut déclaré recevra le résultat de la

 Le type de contrainte init permet de préciser

Le langage OCL possède un certain nombre de

Boolean And, or, xor, not, implies, if…then…else…endif

Integer +,-, *, /, abs(), …

Real +,-, *, /, abs(), floor(), …

String Concat(), size(), substring(), …

a b a and b a or b a xor b a implies b

 Le langage OCL manipule plusieurs

Collection Éléments ordonnées Éléments uniques

Set Non Oui

OrderedSet Oui Oui

Bag Non Non

Sequence Oui Non

 Pour faire référence à une donnée (attribut

Context Compte::debiter(somme : Real)

 Pour faire référence à un objet (ou un groupe

 Dans le contexte de la classe ‘Personne’, on

L’utilisation du rôle est indispensable si :

 Le type du résultat dépend de :

 Exemple : Type du résultat

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