1. 클래스 다이어그램이란
- 클래스 다이어그램은 UML에서 가장 널리 사용되는 구조 다이어그램으로, 시스템의 정적 구조를 표현합니다.
- 객체지향 시스템에서 클래스들과 그들 간의 관계를 시각적으로 나타내어 시스템의 전체적인 구조를 이해할 수 있게 해줍니다.
- 설계 단계에서 시스템의 구조를 계획하고, 개발 완료 후에는 시스템 문서화의 핵심 역할을 담당합니다.
정보
클래스 다이어그램은 '정적 모델'입니다. 즉, 시스템이 실행되는 동안의 동작이나 상태 변화가 아닌, 시스템의 구조적 관점을 보여줍니다.
1.1 클래스 다이어그램의 중요성
- 설계 검증: 구현 전에 클래스 구조의 타당성을 검토할 수 있습니다.
- 의사소통: 개발팀 간의 공통 이해를 도모합니다.
- 문서화: 시스템의 구조를 체계적으로 기록합니다.
- 유지보수: 기존 코드의 구조를 빠르게 파악할 수 있습니다.
- 리팩토링: 코드 개선 방향을 시각적으로 계획할 수 있습니다.
2. 클래스 표기법
2.1 기본 클래스 구조
- 클래스는 3개 구획으로 나뉜 직사각형으로 표현됩니다
- 첫 번째 구획은 클래스 이름, 두 번째 구획은 속성(필드), 세 번째 구획은 메서드를 나타냅니다.
2.2 가시성 표시자 (Visibility)
- 각 속성과 메서드 앞에는 접근 제한자를 나타내는 기호가 붙습니다:
- + (public): 모든 클래스에서 접근 가능
- - (private): 해당 클래스 내부에서만 접근 가능
- # (protected): 해당 클래스와 하위 클래스에서 접근 가능
- ~ (package): 같은 패키지 내에서만 접근 가능
2.2.1 Java 코드와의 대응
public class User {
private String name; // - name: String
protected int age; // # age: int
public String email; // + email: String
String phoneNumber; // ~ phoneNumber: String
public void setName(String name) { // + setName(String): void
this.name = name;
}
private boolean isValid() { // - isValid(): boolean
return name != null && !name.isEmpty();
}
}
2.3 추상 클래스와 인터페이스
- 추상 클래스: 클래스명을 이탤릭체로 표시하거나
<<abstract>>스테레오타입 사용 - 인터페이스:
<<interface>>스테레오타입 사용
┌─────────────────────────┐
│ <<interface>> │
│ Drawable │
├─────────────────────────┤
│ │
├─────────────────────────┤
│ + draw(): void │
└─────────────────────────┘
3. 클래스 간 관계 표현
3.1 연관 (Association)
- 한 객체가 다른 객체에게 메세지를 보낼 수 있으면 두 객체를
연관관계라고 할 수 있습니다. - 한 객체가 다른 객체를 참조하므로써 연관 관계를 만들 수 있습니다.
- 구현 방식으로 인스턴스 변수가 있습니다.
- 두 클래스는 독집적인 자체 수명을 가집니다.
- 객체와 객체 사이에 양방향 또는 단반향 관계가 있습니다.
3.1.1 양방향 연관
// Java 코드 예시
public class Student {
private List<Course> courses; // Student가 Course를 참조
}
public class Course {
private List<Student> students; // Course가 Student를 참조
}
- 양방향 연관은 두 클래스가 서로를 참조하는 관계입니다.
- UML에서는 실선으로 표기합니다.
3.1.2 단방향 연관
public class Order {
private Customer customer; // Order만 Customer를 참조
}
public class Customer {
// Customer는 Order를 직접 참조하지 않음
}
- 단방향 연관은 한 클래스가 다른 클래스를 참조하는 관계입니다.
- UML에서는 실선 화살표로 표기합니다.
3.2 집합 (Aggregation)
- Aggregation을 집약 또는 집합이라고도 하며, 두 객체 사이의 "전체-부분" 관계를 나타냅니다.
- Aggregation은 단방향 연관 관계입니다.
- Association과 나머지 특성은 같지만 단 하나 다른점이 방향입니다.
- Aggregation 관계를 이루는 객체는 트리를 구성합니다.
- 부모에서 자식으로의 단방향 참조만 있기 때문에 사이클이 발생하지 않습니다.
- 반면에 Association은 양뱡향 참조가 있을 수 있기 때문에 사이클이 발생할 수 있습니다.
- 두 객체 사이에 소유 관계가 있으며 이를
HAS-A관계가 있다라고 합니다. - 두 객체는 자체 수명 주기를 가지고 있습니다.
- 즉 전체 객체가 삭제되어도 부분 객체는 독립적으로 존재할 수 있습니다.
- UML에서는 빈 다이아몬드로 표현합니다.
3.2.1 Java 코드 예시
public class Department {
private List<Employee> employees;
public void addEmployee(Employee employee) {
employees.add(employee);
}
// Department가 삭제되어도 Employee는 다른 부서로 이동 가능
}
public class Employee {
private String name;
private Department department;
}
- 위 예시에서
Department에서Employee를 단방향으로 참조하고 있습니다. Department가 삭제되어도Employee는 다른 부서로 이동할 수 있습니다.- 따라서
Department와Employee는 집합(Aggregation) 관계입니다.
3.3 합성 (Composition)
- Composition은 더 제한적인 Aggregation 관계를 의미합니다.
- Aggregation은 두 객체가 자체 생명 주기를 가지는 두 객체의
HAS-A관계를 의미한다면, Composition은 단독으로 존재할 수 없는 객체를 포함하는HAS-A관계를 의미합니다. - Composition 관계의 부모 자식이 있으면 자식의 라이프사이클은 부모에 의해 관리됩니다.
- 자식을 생성하고 삭제하거나 자식을 책임질 다른 부모에게 넘겨줄 수 있습니다.
- 합성은 강한 "전체-부분" 관계를 나타내며, 채워진 다이아몬드로 표현합니다.
3.3.1 Java 코드 예시
public class House {
private List<Room> rooms;
public House() {
rooms = new ArrayList<>();
rooms.add(new Room("거실"));
rooms.add(new Room("침실"));
// House 생성 시 Room들도 함께 생성
}
// House가 삭제되면 Room들도 함께 삭제됨
}
public class Room {
private String name;
public Room(String name) {
this.name = name;
}
}
- 위 예시에서
House는Room을 포함하고 있으며,House가 삭제되면Room도 함께 삭제됩니다. - 따라서
House와Room은 합성(Composition) 관계입니다.
3.4 상속 (Inheritance/Generalization)
- 상속은 일반화-특수화 관계를 나타내며, 빈 삼각형 화살표로 표현합니다.
3.4.1 Java 코드 예시
public abstract class Animal {
protected String name;
public abstract void makeSound();
public void sleep() {
System.out.println(name + " is sleeping");
}
}
public class Dog extends Animal {
@Override
public void makeSound() {
System.out.println("멍멍!");
}
}
public class Cat extends Animal {
@Override
public void makeSound() {
System.out.println("야옹!");
}
}
3.5 실현 (Realization/Implementation)
- 실현은 인터페이스 구현 관계를 나타내며, 점선과 빈 삼각형으로 표현합니다.
3.5.1 Java 코드 예시
public interface Drawable {
void draw();
void resize(double factor);
}
public class Circle implements Drawable {
private double radius;
@Override
public void draw() {
System.out.println("Drawing a circle");
}
@Override
public void resize(double factor) {
radius *= factor;
}
}
3.6 의존 (Dependency)
- 의존은 한 클래스가 다른 클래스를 사용하는 관계를 나타내며, 점선 화살표로 표현합니다.
- Association과의 차이점은 지속성에 있습니다.
- Association은 지속적인 참조 관계를 나타내는 반면, 의존은 일시적인 관계를 나타냅니다.
- 의존의 구현 방식으로 메서드 매개변수, 지역변수 등이 있습니다.
3.6.1 의존 관계의 종류
- 매개변수 의존: 메서드의 매개변수로 사용
- 지역변수 의존: 메서드 내에서 지역변수로 사용
- 정적 메서드 호출: 다른 클래스의 정적 메서드 호출
public class OrderService {
public void processOrder(Order order) {
// EmailService에 의존 (매개변수로 사용하지 않지만 내부에서 생성)
EmailService emailService = new EmailService();
emailService.sendConfirmation(order.getCustomer().getEmail());