UML クラス図: ガイドライン

[アーティクル]
08/09/2011

Visual Studio Ultimate では、UML クラス図を使用して、データ型とその関係を実装とは別個に表現できます。図は、実装ではなく、クラスの論理的な側面に注目するために使用されます。ビデオデモについては、「Modeling the Business Domain by using Class Diagrams (クラス図を使用したビジネスドメインのモデリング)」を参照してください。

UML クラス図を生成するには、[アーキテクチャ] メニューの [新しい図] をクリックします。

注意

このトピックでは、UML クラス図について説明します。このほか、プログラムコードを作成して視覚化するために使用されるクラス図もあります。詳細については、「クラスと型のデザインおよび表示」を参照してください。

このトピックの内容

UML クラス図の使用

クラス図を描画するための基本的な手順

クラス、インターフェイス、および列挙の使用

属性と操作

UML クラス図の使用

UML クラス図は、さまざまな用途に使用できます。

システムで使用され、コンポーネント間で受け渡される型の、実装に依存しない説明を提供する。

たとえば、ビジネス層の .NET コード、コンポーネント間のインターフェイスの XML、データベースの SQL、およびユーザーインターフェイスの HTML で、Meal Order 型が実装されているとします。これらの実装は細部が異なりますが、Meal Order と他の型 (Menu や Payment) の間の関係は常に同じです。 UML クラス図を使用することにより、これらの関係について、実装を考慮することなく話し合うことができます。
アプリケーションとそのユーザーの間の通信、およびユーザーのニーズの記述において使用される用語を明確にする。詳細については、「ユーザー要求のモデリング」を参照してください。

たとえば、レストラン用アプリケーションのユーザーストーリー、ユースケース、またはその他の要求の記述について考えてみましょう。通常、このような記述には、"メニュー"、"注文"、"料理"、"価格"、"支払い" などの用語が使用されます。 UML クラス図を使用すると、これらの用語の間の関係を定義できます。これにより、要求の記述、ユーザーインターフェイス、およびヘルプドキュメントに不整合が発生する可能性を抑えることができます。

他の図との関係

通常、UML クラス図は、使用する型の記述を提供するために、他のモデル図と共に描画します。それぞれの場合において、型の物理的表現はいずれの図においても暗示されません。

描画済みの図	UML クラス図を使って記述する内容
アクティビティ図	オブジェクトノードを通過するデータの型。入力ピン、出力ピン、およびアクティビティパラメーターノードの種類。詳細については、「UML アクティビティ図: ガイドライン」を参照してください。
シーケンス図	パラメーターの型およびメッセージの戻り値。生存線の種類。生存線のクラスには、受信できるすべてのメッセージの操作が含まれている必要があります。詳細については、「UML シーケンス図: ガイドライン」を参照してください。
コンポーネント図	コンポーネントのインターフェイスとその操作。完全なコンポーネントをクラスとして記述することもできます。詳細については、「UML コンポーネント図: ガイドライン」を参照してください。
ユースケース図	ユースケースの目標と手順の説明で言及されている型。詳細については、「UML ユースケース図: ガイドライン」を参照してください。

クラス図を描画するための基本的な手順

UML クラス図の要素に関するリファレンス情報については、「UML クラス図: リファレンス」を参照してください。

注意

モデル図を描画するための詳細な手順については、「方法: UML モデルおよび UML 図を編集する」を参照してください。

UML クラス図を生成するには

[アーキテクチャ] メニューの [新しいダイアグラム] をクリックします。
[テンプレート] の [UML クラス図] をクリックします。
図に名前を付けます。
[モデリングプロジェクトへの追加] で、ソリューション内の既存のモデリングプロジェクトを選択します。または、[新しいモデリングプロジェクトを作成します] (新しいモデリングプロジェクトの生成) を選択し、[OK] をクリックします。

新しいクラス図が、UML クラスダイアグラム ツールボックスと共に表示されます。ツールボックスには、必要な要素および関係が含まれています。

UML クラス図を描画するには

型を生成するには、ツールボックスの [クラス]、[インターフェイス]、または [列挙] ツールをクリックし、図の空白部分をクリックします。
型に属性または操作を追加する場合、または列挙にリテラルを追加する場合は、型の [属性]、[操作]、または [リテラル] 見出しをクリックし、Enter キーを押します。

f(x:Boolean):Integer のようなシグニチャを記述できます。詳細については、「属性と操作」を参照してください。

複数の項目をすばやく追加するには、各項目の末尾で Enter キーを 2 回押します。方向キーを使用して、リスト内を上下に移動できます。
型を展開する、または折りたたむには、左上隅のシェブロンアイコンをクリックします。クラスまたはインターフェイスの [属性] および [操作] セクションを展開したり折りたたんだりすることができます。
型間の関連、継承、または依存関係リンクを描画するには、適切な関係ツールをクリックし、ソース型をクリックしてから、ターゲット型をクリックします。
パッケージ内に型を生成するには、パッケージ ツールを使用してパッケージを生成してから、パッケージ内に新しい型とパッケージを生成します。また、コピーコマンドを使用して型をコピーし、パッケージに貼り付けることもできます。
すべての図は、同じプロジェクト内の他の図との間で共有されるモデル上のビューです。完全なモデルのツリービューを表示するには、[表示] をクリックし、[その他のウィンドウ] をポイントして、[UML モデルエクスプローラー] をクリックします。

クラス、インターフェイス、および列挙の使用

ツールボックスには、3 種類の標準的な分類子が用意されています。このドキュメントでは、これらを型と呼びます。

クラス、列挙型、およびインターフェイス

クラス (1) は、多くの場合、データまたはオブジェクトの型を表すために使用します。
インターフェイス (2) は、純粋なインターフェイスと内部実装を持つ具象クラスを差別化する必要があるコンテキストで使用します。この差別化は、図の目的がソフトウェア実装を記述することである場合に便利です。しかし、受動的なデータをモデリングする場合、またはユーザー要求を記述するための概念を定義する場合には、それほど効果的ではありません。
列挙 (3) は、Stop や Go のように、リテラル値の数が限られている型を表すために使用します。
- リテラル値を列挙に追加します。それぞれに別個の名前を指定します。
- 必要に応じて、それぞれのリテラル値に数値を指定することもできます。列挙内のリテラルを右クリックし、[プロパティ] をクリックします、次に、プロパティ ウィンドウで [値] フィールドに数値を入力します。

それぞれの型に一意な名前を付けます。

他の図からの型の取得

他の図にある型を自分の UML クラス図に表示できます。

型が含まれている他の図	他の図から型を取得する方法
UML クラス図	1 つのクラスを複数の UML クラス図に表示できます。 1 つの図でクラスを生成した後、UML モデルエクスプローラーからそのクラスを他の図にドラッグします。この機能は、それぞれの図で特定の関係のグループに重点を置いて作業する場合に便利です。たとえば、"料理の注文" とレストランの "メニュー" の間の関連を 1 つの図に示し、"隆理の注文" と "支払い" の間の関連を別の図に示すことができます。
コンポーネント図	コンポーネント図でコンポーネントが定義されている場合は、UML モデルエクスプローラーからクラス図にコンポーネントをドラッグできます。コンポーネントは、クラスとして表示されます。詳細については、「UML コンポーネント図: ガイドライン」を参照してください。
UML シーケンス図	シーケンス図の生存線からクラスおよびインターフェイスを生成した後、UML モデルエクスプローラーから UML クラス図にクラスをドラッグできます。シーケンス図における各生存線は、オブジェクト、コンポーネント、またはアクターのインスタンスを表します。生存線からクラスを生成するには、生存線を右クリックし、[クラスの生成] または [インターフェイスの生成] をクリックします。詳細については、「UML シーケンス図: ガイドライン」を参照してください。

UML クラス図

1 つのクラスを複数の UML クラス図に表示できます。 1 つの図でクラスを生成した後、UML モデルエクスプローラーからそのクラスを他の図にドラッグします。

この機能は、それぞれの図で特定の関係のグループに重点を置いて作業する場合に便利です。

たとえば、"料理の注文" とレストランの "メニュー" の間の関連を 1 つの図に示し、"隆理の注文" と "支払い" の間の関連を別の図に示すことができます。

コンポーネント図

コンポーネント図でコンポーネントが定義されている場合は、UML モデルエクスプローラーからクラス図にコンポーネントをドラッグできます。コンポーネントは、クラスとして表示されます。詳細については、「UML コンポーネント図: ガイドライン」を参照してください。

UML シーケンス図

シーケンス図の生存線からクラスおよびインターフェイスを生成した後、UML モデルエクスプローラーから UML クラス図にクラスをドラッグできます。シーケンス図における各生存線は、オブジェクト、コンポーネント、またはアクターのインスタンスを表します。

生存線からクラスを生成するには、生存線を右クリックし、[クラスの生成] または [インターフェイスの生成] をクリックします。詳細については、「UML シーケンス図: ガイドライン」を参照してください。

属性と操作

属性 (4) は、型のすべてのインスタンスが持つことができる名前付きの値です。属性にアクセスしても、インスタンスの状態は変更されません。

操作 (5) は、型のインスタンスが実行できるメソッドまたは関数です。操作は、値を返すことができます。 isQuery プロパティが true の場合、インスタンスの状態を変更することはできません。

属性または操作を型に追加するには、型を右クリックし、[追加] をポイントして、[属性] または [操作] をクリックします。

プロパティを表示するには、属性または操作を右クリックし、[プロパティ] をクリックします。プロパティがプロパティ ウィンドウに表示されます。

操作のパラメーターのプロパティを表示するには、Parameters プロパティの [...] をクリックします。新しいプロパティダイアログボックスが表示されます。

設定できるすべてのプロパティの詳細については、次のトピックを参照してください。

属性および操作の型

属性または操作のそれぞれの型と、それぞれのパラメーター型には、次のいずれかの値を使用できます。

(なし): 先頭のコロン (:) を省略することで、シグニチャでの型の指定を省略できます。
標準の基本型の 1 つ: Boolean、Integer、String。
モデルで定義されている型。
"Template<Parameter>" 形式のテンプレート型のパラメーター化された値。「テンプレート型」を参照してください。

モデルでまだ定義していない型の名前を書くこともできます。名前は、UML モデルエクスプローラーの [未指定の型] に一覧表示されます。

注意

その後、モデル内でその名前のクラス、またはインターフェイスを定義すると、以前の属性と操作は引き続き未指定型の要素を参照します。新規クラスを参照するように変更するには、それぞれの属性や操作について、ドロップダウンメニューから新規クラスを選択し、型を 1 つずつリセットする必要があります。

複数の型

任意の属性、操作、またはパラメーター型の多重度を設定できます。

許可値は次のとおりです。

多重度	属性、パラメーター、または戻り値に含まれる値
[1]	指定された型の 1 つの値。これは、既定の設定です。
[0..1]	Null、または指定された型の値。
[*]	任意の数の指定された型のインスタンスが含まれるコレクション。
[1..*]	1 つ以上の指定された型のインスタンスが含まれるコレクション。
[n..m]	n ～ m 個の指定された型のインスタンスが含まれるコレクション。

多重度が 1 を超える場合は、以下のプロパティも設定できます。

IsOrdered: true の場合、コレクションの順序が定義されています。
IsUnique: true の場合、コレクション内に重複する値は存在しません。

可視性

可視性は、クラス定義の外部から属性または操作にアクセスできるかどうかを示します。許可値は次のとおりです。

名前	省略形	説明
Public	+	他のすべての型からアクセスできます。
Private	-	この型の内部定義からのみアクセスできます。
Package	~	この型を含むパッケージ内、および明示的に型をインポートするすべてのパッケージ内でアクセスできます。「名前空間およびパッケージの定義」を参照してください。
Protected	#	この型、およびこの型を継承する型からのみアクセスできます。「継承」を参照してください。

属性または操作のシグニチャの設定

属性または操作のシグニチャは、可視性、名前、(操作の) パラメーター、および型を含むプロパティのコレクションです。

シグニチャは、図に直接記述できます。属性または操作をクリックして選択し、もう一度クリックします。

シグニチャは、次の形式で記述します。

visibility attribute-name : Type

または

visibility operation-name (parameter1 : Type1, ...) : Type

次に例を示します。

+ AddItem (item : MenuItem, quantity : Integer) : Boolean

可視性については省略形を使用します。既定値は + (public) です。

それぞれの型には、モデルで定義した型、Integer や String などの標準型、またはまだ定義していない新しい型の名前を使用できます。

注意

パラメーターリストに名前のみを記述して型を省略した場合、その名前は、パラメーターの型ではなく名前と見なされます。この例では、MenuItem と Integer は、型が指定されていない 2 つのパラメーターの名前になります。

AddItem(MenuItem, Integer) /* parameter names, not types! */

シグニチャで型の多重度を設定するには、次の例に示すように、型の名前に続けて多重度を角かっこで囲んで指定します。

+ AddItems (items : MenuItem [1..*])
+ MenuContent : MenuItem [*]

属性または操作が静的な場合、その名前はシグニチャ内で下線付きで表示されます。属性または操作が抽象型の場合、その名前は斜体で表示されます。

Is Static プロパティと Is Abstract プロパティは、プロパティ ウィンドウでのみ設定できます。

完全なシグニチャ

属性または操作のシグニチャを編集するときに、行の末尾および各パラメーターの後に追加のプロパティが表示されることがあります。これらのプロパティは、中かっこ {...} で囲まれて表示されます。これらのプロパティは、編集または追加できます。次に例を示します。

+ AddItems (items: MenuItem [1..*] {unique, ordered})
+ GetItems (filter: String) : MenuItem [*] {ordered, query}

選択できるプロパティは次のとおりです。

シグニチャ内	プロパティ	説明
unique	テンプレートは、保存されたときと、ソリューションエクスプローラーのツールバーの [すべてのテンプレートの変換] をクリックしたときに実行されます。	コレクション内に重複する値は存在しません。多重度が 1 を超える型に適用されます。
ordered	Is Ordered	コレクションは順序付けられています。 false の場合、1 番目の項目は確定されません。多重度が 1 を超える型に適用されます。
query	Is Query	操作によってインスタンスの状態が変更されることはありません。操作にのみ適用されます。
/	Is Derived	属性は、他の属性または関連の値から計算されます。 "/" は、属性の名前の前に表示されます。次に例を示します。 `/TotalPrice: Integer`

通常、完全なシグニチャは、編集中の図にのみ表示されます。編集が完了すると、追加のプロパティは非表示になります。完全なシグニチャを常に表示するには、型を右クリックし、[完全署名の表示] をクリックします。

一般的な型は、関係の矢じり付きの端部に表示されます。

通常、継承された操作および属性は、特化型には表示されません。ただし、継承された操作を特化型の操作リストに追加することができます。この機能は、操作の特定のプロパティを特化型内でオーバーライドする場合、または実装コードでそのような操作を行う必要があることを示す場合に便利です。

操作の定義を特化型内でオーバーライドするには

汎化関係をクリックします。

関係が強調表示され、アクションタグがその近くに表示されます。
アクションタグをクリックし、[操作のオーバーライド] をクリックします。

[操作のオーバーライド] ダイアログボックスが表示されます。
特化型に表示する操作を選択し、[OK] をクリックします。

選択した操作が特化型に表示されます。

実現

実現とは、インターフェイスによって指定された属性および操作をクラスで実装することを表します。インターフェイスは、コネクタの矢印端に示されます。

実現コネクタを生成すると、インターフェイスの操作が自動的に実現クラスに複製されます。インターフェイスに新しい操作を追加すると、その操作はその実現クラスに複製されます。

実現関係を生成した後、それをロリポップ表記に変換できます。関係を右クリックし、[ロリポップとして表示] をクリックします。

これにより、実現リンクでクラス図が煩雑になることもなく、クラスで実装するインターフェイスを表示できます。また、インターフェイスとそれを実現するクラスを別個の図に表示することもできます。

コネクタとロリポップで示された実現

テンプレート型

他の型または値でパラメーター化できるジェネリック型またはテンプレート型を定義できます。

たとえば、キー型と値型でパラメーター化されたジェネリックな Dictionary を生成できます。

2 つのパラメーターを含むテンプレートクラス

テンプレート型を生成するには

クラスまたはインターフェイスを生成します。これがテンプレート型になります。適切な名前 (たとえば、Dictionary) を付けます。
新しい型を右クリックし、[プロパティ] をクリックします。
プロパティ ウィンドウで、[テンプレートパラメーター] フィールドの [...] をクリックします。

[テンプレートパラメーターコレクションエディター] ダイアログボックスが表示されます。
[追加] をクリックします。
名前プロパティをテンプレート型のパラメーター名 (たとえば、Key) に設定します。
[パラメーターの種類] を設定します。既定値は [クラス] です。
パラメーターが特定の基本クラスの派生クラスのみを受け取るようにするには、[制約がある値] を目的の基本クラスに設定します。
必要な数のパラメーターを追加し、[OK] をクリックします。
他のクラスの場合と同様に、属性と操作をテンプレート型に追加します。

種類が [クラス]、[インターフェイス]、または [列挙] のパラメーターを、属性および操作の定義で使用できます。たとえば、Key と Value のパラメータークラスを使用して、この操作を Dictionary で定義できます。

Get(k : Key) : Value

種類が [整数] のパラメーターは、多重度の境界として使用できます。たとえば、パラメーター整数 max を使用して、属性の多重度を [0..max] として定義できます。