Klassendiagramm und Objektdiagramm

Definition

Das Klassendiagramm (engl. class diagram) ist ein Strukturdiagramm und stellt Klassen, Schnittstellen sowie deren Beziehungen dar. Eine Klasse ist in der Objektorientierung ein abstrakter Oberbegriff für die Beschreibung der gemeinsamen Struktur und des gemeinsamen Verhaltens von Objekten (Klassifizierung). Im Zusammenspiel mit anderen Klassen ermöglichen sie die Modellierung eines abgegrenzten Systems in der objektorientierten Analyse und Entwurf.

Das Objektdiagramm (engl. object diagram) ist ein Strukturdiagramm und stellt Instanzen von Klassen zur Ausführungszeit als Schnappschuss des Systems dar.

Das Symbol des Klassendiagramms zeigt ein Diagramm mit einer symbolischen Klasse.

Das Symbol des Objektdiagramms zeigt ein Diagramm mit einer symbolischen Objektstruktur.

Verwendung

Klassendiagramme sind der zentrale Diagrammtyp der UML. Sie beschreiben die Klassen eines Systems, ihre Eigenschaften, Operationen und die Beziehungen zwischen den Klassen. Klassendiagramme werden in allen Phasen der Softwareentwicklung eingesetzt.

Die modellierten Inhalte und das verwendete Vokabular müssen sich an dem Know-how der beteiligten Personengruppen orientieren. Ein Klassendiagramm modelliert einen Teilausschnitt der realen Welt. Es werden nur die Klassen und Eigenschaften berücksichtigt, die zur Beschreibung des Problembereichs benötigt werden.

Bei der Modellierung von Klassendiagrammen wird in der Regel zwischen dem Analysemodell und dem Designmodell unterschieden:

• Analysemodell

  Klassendiagramme in der Sichtweise der Analyse stellen dar, was das System aus Anwendersicht leisten soll. Sie bilden die Klassen, Attribute, Operationen und ihre Beziehungen ab, die das spätere Softwaresystems aus der Sicht des fachlichen Be­reiches, den es abdecken soll, enthalten muss.

• Designmodell

  Im Designmodell wird das Analysemodell auf die Implementierungstechnologie abgebildet. Klassendiagramme in der Sichtweise Design stellen dar, wie das System technisch aufgebaut sein muss, damit es die in der Analyse geforderten Eigenschaften realisieren kann. Die in der Systemanalyse erkannten und dokumentierten Strukturen werden um die Informationen, die nötig sind, um das fachliche Modell zu implementieren, erweitert.

Elemente des Klassendiagramms

Knoten

Die folgenden Modellelemente können als Knoten in Klassendiagrammen dargestellt werden:

Symbol	Element	Beschreibung
	Klasse	Eine Klasse enthält die Beschreibung und die Struktur von Objekten, die mit ihrer Hilfe erzeugt werden können (Schablone für Objekte). Eine Klasse wird durch ihre Attribute und Operationen definiert. Wenn Sie die Klasse auf eine Klasse ziehen, wird die neu erzeugte Klasse zur inneren Klasse der vorhandenen Klasse.
	Schnittstelle	Eine Schnittstelle realisiert die Feature-Benutzung zwischen Nutzer und Anbieter. Wenn Sie die Schnittstelle auf eine Klasse ziehen, wird die neu erzeugte Schnittstelle zur inneren Klasse der vorhandenen Klasse.
	Datentyp	Ein Datentyp fasst konkrete Wertebereiche und darauf definierte Operationen zu einer Einheit zusammen. Wenn Sie den Datentyp auf eine Klasse ziehen, wird der neu erzeugte Datentyp zur inneren Klasse der vorhandenen Klasse.
	Aufzählungstyp	Ein Aufzählungstyp ist ein Datentyp mit einem endlichen Wertebereich.
	Primitiver Typ	Ein Primitivtyp bezieht sich auf Algebren und Operationen, die außerhalb des Modells definiert sind, z.B. durch Programmiersprachen oder die Mathematik.
	Komponente	Eine Komponente definiert einen modularen Teil eines Systems, der seinen Inhalt kapselt und eine definierte Funktionalität anbietet.
	Paket	Ein Paket fasst eine Menge von Modellelementen zu einer Gruppe zusammen und bildet einen Namensraum für sie. Pakete können andere Pakete als Unterpakete enthalten.
	Randbedingung *	Die Randbedingung ist ein einschränkender, logischer Ausdruck, der die Semantik eines oder mehrerer Modellelemente präzisiert.
	Kollaboration	Eine Kollaboration definiert ein Muster für die Zusammenarbeit mehrerer Modellelemente, die gemeinsam eine bestimmte Aufgabe bearbeiten.
	Knoten	Ein Knoten stellt eine Ressource dar, auf die Artefakte verteilt werden können.
	Ausführungsumgebung	Der spezielle Knoten Ausführungsumgebung stellt einen bestimmten Software-Typ dar.
	Gerät	Der spezielle Knoten Gerät stellt einen bestimmten Hardware-Typ dar.
	Artefakt	Artefakte stellen eine physische Informationseinheit dar, z.B. Modelle, Quellcode, Skripte oder Dokumente, die im Entwicklungsprozess oder zur Laufzeit eines Systems erzeugt oder benötigt werden.
	Signal	Ein Signal ist ein spezieller Classifier, der die Daten beschreibt, die zwischen Kommunikationspartnern ausgetauscht werden.
	Instanzbeschreibung *	Die Instanzbeschreibung beschreibt eine zur Laufzeit vorhandene Einheit des modellierten Systems anhand eines Beispiels.

* Diese Knoten stehen Ihnen im Standardprofil für Objektdiagramme zur Verfügung.

Merkmale

Die folgenden Merkmale können in Klassendiagrammen für Klassen und Komponenten dargestellt werden:

Symbol	Element	Beschreibung
	Attribut	Ein Attribut ist ein Element, das in jedem Objekt einer Klasse identisch vorkommt. Sein Typ dient der Beschränkung des Wertebereichs eines Attributs.
	Operation	Operationen realisieren das Verhalten von Klassen und definieren, von welcher Art die Werte sind, die ausgetauscht werden (Parameter).
	Literal (Aufgezählter Wert)	Aufgezählte Werte definieren durch die Deklaration des Typs mit Namen alle Werte des Aufzählungstyps. Dabei wird auch eine Reihenfolge festgelegt.
	Templateparameter	Formale Templateparameter dienen als Platzhalter für die tatsächlichen Templateparameter, die in der Templatebindung zugewiesen werden.
	Port	Ein Port definiert einen Interaktionspunkt eines Classifiers mit seiner Umgebung oder seinen internen Parts.
	Slot	Ein Slot gibt einen konkreten Wert für ein Merkmal einer Instanzbeschreibung an.
	Signalempfang	Ein Signalempfang ist ein Verhaltensmerkmal, das anzeigt, das ein bestimmtes Signal empfangen und verarbeitet werden kann.
	Parameter	Ein Parameter ist ein Argument eines Verhaltensmerkmals.

Kanten

Kanten stellen in Klassendiagrammen Assoziationen, Generalisierungen oder Abhängigkeiten dar:

Symbol	Element	Beschreibung
	1:0..1	Festlegen, dass eine Instanz dieses Classifiers mit maximal einer Instanz des zweiten Classifiers in Beziehung stehen kann, und dass umgekehrt jede Instanz des zweiten Classifiers mit genau einer Instanz dieses Classifiers in Beziehung steht.
	1:1 *	Festlegen, dass eine Instanz dieses Classifiers mit genau einer Instanz des zweiten Classifiers, und umgekehrt, in Beziehung steht.
	1:M	Festlegen, dass jede Instanz dieses Classifiers mit beliebig vielen Instanzen des zweiten Classifiers in Beziehung stehen kann, und dass umgekehrt jede Instanz des zweiten Classifiers mit genau einer Instanz dieses Classifiers in Beziehung steht.
	1:M gerichtet	Festlegen, dass jede Instanz dieses Classifiers mit beliebig vielen Instanzen des zweiten Classifiers in Beziehung stehen kann, und dass umgekehrt jede Instanz des zweiten Classifiers mit genau einer (unsichtbaren!) Instanz dieses Classifiers in Beziehung steht.
	M:N	Festlegen, dass jede Instanz dieses Classifiers mit beliebig vielen Instanzen des zweiten Classifiers, und umgekehrt, in Beziehung stehen kann.
	M:N gerichtet	Festlegen, dass jede Instanz dieses Classifiers mit beliebig vielen Instanzen des zweiten Classifiers in Beziehung stehen kann, und dass umgekehrt jede Instanz des zweiten Classifiers mit beliebig vielen (unsichtbaren!) Instanzen dieses Classifiers in Beziehung stehen kann.
	Assoziationsklasse	Eine Assoziationsklasse ist eine Klasse, deren Attribute und Operationen die Assoziation zwischen anderen Klassen beschreiben.
	Aggregation	Festlegen, dass eine Instanz dieses Classifiers (Ganzes) Instanzen des zweiten Classifiers (Teil) enthalten kann. Die Instanzen des zweiten Classifiers können jedoch auch ohne den ersten existieren oder Teil anderer Aggregationen sein.
	Komposition	Festlegen, dass eine Instanz dieses Classifiers (Ganzes) Instanzen des zweiten Classifiers (Teil) besitzt und für diese existenzverantwortlich ist. Eine Vernichtung des ersten Classifiers hat die Vernichtung der enthaltenen Instanzen des zweiten Classifiers zur Folge. Eine Instanz des zweiten Classifiers kann zu einem Zeitpunkt Teil von höchstens einer Instanz des ersten Classifiers sein.
	Generalisierung	Generalisierungen, Assoziationen, Abhängigkeiten, Verwendungen, Abstraktionen, Realisierungen usw. drücken unterschiedliche Arten von Beziehungen zwischen den Klassen aus und beschreiben dadurch die Struktur der Klassen.
	Schnittstellenrealisierung	Eine Schnittstellenrealisierung ist eine Abhängigkeitsbeziehung, die festlegt, dass der Classifier das in der verbundenen Schnittstelle spezifizierte Verhalten realisiert.
	Verwendung	Eine Verwendung ist eine Abhängigkeitsbeziehung, die angibt, dass das Element das verbundene Element benutzt.
	Realisierung	Die Realisierung ist eine gerichtete Beziehung, die aussagt, dass das Element eine Realisierung des verbundenen Elements darstellt.
	Abstraktion *	Eine Abstraktion ist eine Abhängigkeitsbeziehung, die angibt, dass das Element eine Abstraktion des verbundenen Elements darstellt.
	Abhängigkeit	Eine Abhängigkeit ist eine gerichtete Beziehung, die angibt, dass das Quellelement vom Zielelement abhängig ist.
	Komponentenrealisierung	Eine Komponentenrealisierung ist eine Abhängigkeitsbeziehung, die ausdrückt, dass der Classifier einen Teil der verbundenen Komponente realisiert.
	Öffentlicher Element- oder Paket-Import	Der öffentliche Element- oder Paket-Import ist eine gerichtete Beziehung zu einem importierten Element oder Paket, das von weiteren Namensräumen transitiv importiert werden kann.
	Privater Element- oder Paket-Import	Der private Element- oder Paket-Import ist eine gerichtete Beziehung zu einem importierten Element oder Paket, das von anderen Namensräumen nicht indirekt importiert werden kann.
	Assoziationskante *	Hinzufügen einer existierenden Assoziationskante zu einem Element.
	Mitgliedschaft	Hinzufügen einer existierenden Mitgliedschaftskante zu einem Element.
	Gerichtete Beziehungskante	Hinzufügen einer existierenden gerichteten Beziehungskante zu einem Element.
	Socket-Ball-Kante	Hinzufügen einer existierenden Socket-Ball-Kante zu einem Element.

* Diese Kanten stehen Ihnen im Standardprofil für Objektdiagramme zur Verfügung.

Beispiel für ein Klassendiagramm

Weitere Informationen

http://www.uml.org/