В Камаев - Технологии программирования

В объекте Date хранятся следующие данные: список блюд на соответствующий день и (необязательно) текстовые комментарии, добавленные пользователем (например, юбилейные даты). Объект должен выводить на экран вышеперечисленные данные. Кроме того, в нем должна быть предусмотрена функция печати. В случае желания пользователя более детально ознакомиться с тем или иным блюдом следует передать управление объекту Meal.

В объекте Meal хранится информация о блюде. Не исключено, что у пользователя окажется несколько рецептов одного блюда. Поэтому необходимо удалять и добавлять рецепты. Кроме того, желательно иметь возможность распечатать информацию о том или ином блюде. Разумеется, должен быть обеспечен вывод информации на экран. Пользователю, вероятнее всего, захочется обратиться еще к каким-нибудь рецептам. Следовательно, необходимо наладить контакт с базой данных рецептов, а значит, объекты Meal и база данных должны взаимодействовать между собой.

Рис. 8.8. Схема статических связей между объектами программы РКП

Далее команда разработчиков продолжает исследовать все возможные сценарии. Необходимо предусмотреть обработку исключительных ситуаций. Например, что происходит, если пользователь задает ключевое слово для поиска рецепта, а подходящий рецепт не найден? Как пользователь сможет прервать действие (например, ввод нового рецепта), если он не хочет продолжать дальше? Все это должно быть изучено. Ответственность за разработку подобных ситуаций следует распределить между объектами.

Изучив различные сценарии, команда разработчиков в конце решает, что все действия надлежащим образом могут быть распределены между семью объектами (рис. 8.8). Объект Greeter взаимодействует только с PlanManager и Recipe Database. Объект PlanManager "зацепляется" только с DateList, DateList с Date, a Date, в свою очередь, — с Meal. Объект Meal обращается к RecipeManager и через посредство этого объекта к конкретным рецептам (см. рис. 8.8).

Отдельные слова имеют слишком много интерпретаций. Поэтому необходимо в самом начале проектирования подготовить словарь, содержащий четкие и недвусмысленные определения всех объектов (классов), атрибутов, операций, ролей и других сущностей, рассматриваемых в проекте. Без такого словаря обсуждение проекта с коллегами по разработке и заказчиками системы не имеет смысла, так как каждый может по-своему интерпретировать обсуждаемые термины.

Объектная модель представляет статическую структуру проектируемой системы (подсистемы). Однако знания статической структуры недостаточно, чтобы понять и оценить работу подсистемы. Схема, изображенная на рис. 8.8, не годится для описания динамического взаимодействия во время выполнения программы.

Динамическая модель подсистемы строится после того, как объектная модель подсистемы построена и предварительно согласована и отлажена.

Динамическая модель системы представляется диаграммой последовательности и диаграммой состояний объектов.

На рис. 8.9 показана часть диаграммы последовательности для РКП. Время изменяется сверху вниз. Каждый объект представлен вертикальной линией. Сообщение от одного объекта к другому изображается горизонтальной стрелкой между вертикальными линиями. Возврат управления (и, возможно, результата) в объект представлен стрелкой в обратном направлении. Некоторые авторы используют для этих целей пунктирную стрелку. Комментарий справа от рисунка более подробно объясняет взаимодействие.

Благодаря наличию оси времени диаграмма последовательности лучше описывает последовательность событий в процессе работы программы. Поэтому диаграммы последовательности являются полезным средством документирования для сложных программных систем.

Состояние определяется совокупностью текущих значений атрибутов. Например, банк может иметь состояния — платежеспособный и неплатежеспособный (когда большая часть банков одновременно оказывается во втором состоянии, наступает банковский кризис). Состояние определяет реакцию объекта на поступающее в него событие (в том, что реакция различна, нетрудно убедиться с помощью банковской карточки: в зависимости от состояния банка обслуживание или реакция банка на предъявление карточки будет разным). Реакция объекта на событие может включать некоторое действие и/или перевод объекта в новое состояние.

При определении состояний мы не рассматриваем те атрибуты, которые не влияют на поведение объекта, и объединяем в одно состояние все комбинации значений атрибутов и связей, которые дают одинаковые реакции на события.

Рис. 8.9. Пример диаграммы последовательности

Рис. 8.10. Пример диаграммы состояний

Диаграмма состояний связывает события и состояния. При приеме события следующее состояние системы зависит как от ее текущего состояния, так и от события (рис. 8.10). Смена состояния называется переходом. Диаграмма состояний — это граф, узлы которого представляют состояния, а направленные дуги, помеченные именами соответствующих событий, — переходы. Диаграмма состояний позволяет получить последовательность состояний по заданной последовательности событий.

Являясь описанием поведения объекта, диаграмма состояний должна описывать, что делает объект в ответ на переход в некоторое состояние или на возникновение некоторого события. Для этого в диаграмму состояний включаются описания активностей и действий.

Активностью называется операция, связанная с каким-либо состоянием объекта (она выполняется, когда объект попадает в указанное состояние); выполнение активности требует определенного времени. Примеры активностей: выдача картинки на экран телевизора, телефонный звонок, считывание порции файла в буфер и т. п.; иногда активностью бывает просто приостановка выполнения программы (пауза), чтобы обеспечить необходимое время пребывания в соответствующем состоянии (это бывает особенно важно для параллельной асинхронной программы).

Продолжим разработку программы РКП. На следующих этапах уточняется описание объектов. Сначала формализуются способы взаимодействия.

Следует определить, как будет реализован каждый из объектов. Объект, характеризуемый только поведением (не имеющий внутреннего состояния — внутренних данных), может быть оформлен в виде функции. Например, объект, заменяющий в строке все прописные буквы на строчные, лучше представить в виде функции. Объекты со многими функциями лучше реализовать в виде классов. Каждой обязанности, перечисленной на CRC-карточке, присваивается имя. Эти имена станут затем названиями функций или процедур. Вместе с именами определяются типы аргументов, передаваемых функциям и процедурам. Затем описывается вся информация, содержащаяся внутри класса объекта. Если объекту требуются некоторые данные для выполнения конкретного задания, их источник (аргумент функции, глобальная или внутренняя переменная) должен быть описан явно.