[UML][OOP] UML 클래스 다이어그램

출처

ChatGPT

Gemini

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UML 클래스 다이어그램이란

UML (Unified Modeling Language) 클래스 다이어그램은 객체 지향 시스템의 구조를 시각적으로 표현하는 도구로, 클래스와 클래스 간의 관계를 시각적으로 표현하는 도구입니다. 마치 건축 설계도처럼 소프트웨어 시스템의 구조를 설계하고 이해하는 데 사용됩니다. 클래스 다이어그램은 시스템의 정적인 구조를 보여주기 때문에, 소프트웨어 설계에서 중요한 역할을 하며, 시스템의 객체 모델을 이해하는 데 도움을 주고, 개발팀 간의 의사소통을 원활하게 하는 데 매우 유용합니다.

 

주요 구성 요소

1. 클래스 (Class)

정의

클래스는 객체의 청사진 또는 템플릿으로, 객체의 속성과 동작을 정의한다.

표기법

클래스는 사각형으로 표시되며, 세 개의 구획으로 나뉜다:

1. 클래스 이름
2. 속성(Attributes) : 클래스가 가지는 데이터 또는 상태를 나타낸다.
3. 메서드(Operations) : 클래스가 수행할 수 있는 동작이나 기능을 정의한다.

예시

클래스 예시

 

2. 속성 (Attributes)

정의

속성은 클래스가 가지는 데이터 또는 상태를 나타낸다.

표기법

속성은 '가시성 접근자(Visibility) 이름: 데이터 타입' 형식으로 작성된다.

가시성 접근자는 '+'(public), '-'(private), '#'(protected), '~'(package-private)를 나타낸다.

 

3. 메서드 (Operations)

정의

메서드는 클래스가 수행할 수 있는 동작이나 기능을 정의한다.

표기법

메서드는 가시성 접근자 이름(매개변수): 반환 타입 형식으로 작성된다.

 

4. 관계 (Relationships)

클래스 다이어그램에서는 다양한 클래스 간의 관계(연관성)를 표현한다.

1. 연관 관계 Association

정의

두 클래스 간의 일반적인 연결을 나타낸다. 하나의 클래스가 다른 클래스를 참조하는 경우이다.

표기법

실선으로 연결되며, 다중성(Multiplicity)을 나타내기 위해 선의 끝에 숫자가 붙을 수 있다.

• 예: 1:1, 1:*, : 등

예시

코드 예시

class Car {
    private String make;
    private String model;
    
    public Car(String make, String model) {
        this.make = make;
        this.model = model;
    }
    
    public String getMake() {
        return make;
    }
    
    public String getModel() {
        return model;
    }
}

class Driver {
    private String name;
    private Car car;  // Driver와 Car 간의 연관 관계
    
    public Driver(String name, Car car) {
        this.name = name;
        this.car = car;
    }
    
    public void drive() {
        System.out.println(name + " is driving a " + car.getMake() + " " + car.getModel());
    }
}

 

클래스 다이어그램 예시

연관 관계 예시

 

2. 일반화 관계 Generalization

정의

상속 관계를 나타낸다. 부모 클래스와 자식 클래스 간의 관계를 의미한다.

표기법

빈 삼각형 화살표로 표현된다. 삼각형이 부모 클래스를 가리킨다.

예시

코드 예시

class Person {
    protected String name;
    protected int age;
    
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    public String getName() {
        return name;
    }
    
    public int getAge() {
        return age;
    }
}

class Student extends Person {  // Student는 Person을 상속받음
    private int studentId;
    
    public Student(String name, int age, int studentId) {
        super(name, age);
        this.studentId = studentId;
    }
    
    public int getStudentId() {
        return studentId;
    }
}

 

클래스 다이어그램 예시

일반화 관계 예시

 

3. 구성 관계 Composition 복합관계 합성관계 포함관계

• 관련 글 -> [UML][OOP] 클래스 관계 중 Composition을 합성관계, 복합관계, 포함관계, 구성관계 등 다양하게 부르는 거 같은데, 어떤 표현이 맞을까?

정의

클래스 간의 강한 소유 관계를 나타낸다. 전체(Whole)와 부분(Part) 간의 관계를 나타내며, 부분이 전체에 종속된다. 전체가 사라지면 부분도 사라진다.

표기법

실선에 채워진 마름모로 표현된다.

예시

코드 예시

class Room {
    private String name;
    
    public Room(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    public String getName() {
        return name;
    }
}

class House {
    private Room room;  // House와 Room 간의 구성 관계
    
    public House() {
        this.room = new Room("Living Room");
    }
    
    public Room getRoom() {
        return room;
    }
}

 

클래스 다이어그램 예시

구성 관계/합성 관계 예시

 

3. 집합 관계 Aggregation

정의

클래스 간의 느슨한 소유 관계를 나타낸다. 부분이 전체에 종속되지 않고 독립적으로 존재할 수 있다.

표기법

실선에 비어 있는 마름모로 표현된다.

예시

코드 예시

class Player {
    private String name;
    
    public Player(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    public String getName() {
        return name;
    }
}

class Team {
    private List<Player> players;  // Team과 Player 간의 집합 관계
    
    public Team() {
        this.players = new ArrayList<>();
    }
    
    public void addPlayer(Player player) {
        players.add(player);
    }
    
    public List<Player> getPlayers() {
        return players;
    }
}

 

클래스 다이어그램 예시

집합 관계 예시

 

4. 의존 관계 Dependency

정의

한 클래스가 다른 클래스의 변화에 영향을 받는 관계를 나타낸다. 한 클래스가 다른 클래스를 사용할 때 발생하는 관계이다.

표기법

점선과 화살표로 표현된다.

예시

코드 예시

class Engine {
    public void start() {
        System.out.println("Engine started");
    }
}

class Car {
    public void startCar() {
        Engine engine = new Engine();  // Car가 Engine에 의존함
        engine.start();
    }
}

 

클래스 다이어그램 예시

의존 관계 예시

 

5. 실체화 관계 Realization

정의

실체화 관계는 인터페이스와 그것을 구현하는 클래스 간의 관계를 나타낸다. 인터페이스는 클래스가 제공해야 할 메서드의 서명을 정의하며, 클래스는 이 인터페이스를 구현함으로써 해당 메서드를 실제로 구현한다.

표기법

실체화 관계는 점선과 빈 삼각형 화살표로 표현된다. 화살표는 구현하는 클래스에서 인터페이스로 향한다.

예시

코드 예시

interface Movable {
    void move();
}

class Car implements Movable {
    @Override
    public void move() {
        // Car-specific move implementation
    }
}

 

클래스 다이어그램 예시

 

실체화 관계 예시

 

6. 구현 관계 Implementation

정의

추상 클래스가 정의한 추상 메소드를 구현하여 추상 클래스의 기능을 완성하는 클래스 간의 관계이다. 어떤 클래스가 특정 추상 클래스가 제공하는 부분적인 기능을 완성하여 전체 기능을 구현한다는 것을 의미한다.

표현

실선과 빈 삼각형 화살표로 표현되며, 이 화살표는 구현되는 클래스(추상클래스)로 향합니다.

예제

코드 예제

abstract class Shape {
    abstract void draw();
}

class Circle extends Shape {
    @Override
    void draw() {
        // Draw a circle
    }
}

 

클래스 다이어그램 예제

구현 관계 예제

 

 

5.  다중도 (Multiplicity)

정의

클래스 간의 관계에서 인스턴스의 수를 나타낸다.

다중도의 주요 개념

1. 단일 (1)
   • 의미: 관계가 정확히 하나의 인스턴스를 요구함을 의미한다.
   • 예시: 한 Person이 정확히 하나의 Passport를 소유할 수 있을 때, 다중도는 1로 표현된다.
2. 0..1
   • 의미: 관계가 없을 수도 있고, 하나의 인스턴스만 있을 수도 있음을 의미한다.
   • 예시: Employee가 하나의 ParkingSpot을 가질 수 있으나, 필수는 아닐 때, 다중도는 0..1로 표현된다.
3. 0..*
   • 의미: 관계가 없을 수도 있고, 여러 개의 인스턴스가 있을 수도 있음을 의미한다.
   • 예시: Library가 여러 개의 Book을 가질 수 있을 때, 다중도는 0..*로 표현된다.
4. 1..*
   • 의미: 하나 이상의 인스턴스가 필요함을 의미한다.
   • 예시: Classroom이 최소한 하나 이상의 Student를 가질 때, 다중도는 1..*로 표현된다.
5. n..m
   • 의미: 관계가 n개에서 m개 사이의 인스턴스를 요구함을 의미한다.
   • 예시: Course가 2에서 5명의 Instructor를 가질 수 있을 때, 다중도는 2..5로 표현된다.

 

UML 클래스 다이어그램에서의 다중도 표현

다중도는 UML 클래스 다이어그램에서 관계선의 끝에 표시되며, 다음과 같은 형식으로 나타낼 수 있다

• 1: 정확히 하나. 생략 가능
• 0..1: 0 또는 1
• 0..*: 0개 이상. '*' 로도 표현된다.
• 1..*: 1개 이상
• n..m: n개에서 m개 사이

 

다중도 예시

1 대 다 관계

1 대 다 관계 예시

 

• Library는 1개의 Book을 여러 개 가질 수 있다. 따라서 다중도는 1과 *로 표현된다.

 

다 대 다 관계

다 대 다 관계 예시

• Student와 Course 간의 관계는 다 대 다이다. Student는 여러 개의 Course를 수강할 수 있고, Course는 여러 개의 Student가 수강할 수 있다. 따라서 다중도는 *와 *로 표현된다.

 

다중도를 사용하는 이유

• 시스템의 정확한 모델링: 시스템 내에서 객체 간의 관계를 명확하게 정의하고 제약 조건을 설정할 수 있다.
• 오류 방지: 잘못된 객체 생성이나 참조를 방지하여 시스템의 안정성을 높일 수 있다.
• 효율적인 코드 작성: 다중도를 고려하여 코드를 작성하면 불필요한 객체 생성을 줄이고 메모리 사용량을 최적화할 수 있다.

 

클래스 다이어그램의 활용

• 시스템 설계: 시스템의 구조를 시각화하여 설계를 명확하게 하고, 개발팀 간의 의사소통을 원활하게 한다.
• 코드 생성: 일부 UML 도구는 클래스 다이어그램을 기반으로 코드를 자동 생성할 수 있다.
• 문서화: 시스템의 설계를 문서화하여 유지보수를 용이하게 한다.

 

UML 클래스 다이어그램 작성 시 유의사항

• 추상화 수준: 시스템의 전체적인 구조를 파악하기 위해서는 높은 수준의 추상화가 필요하며, 상세한 구현은 하위 수준의 다이어그램에서 다루는 것이 좋다.
• 일관성: 클래스 다이어그램의 모든 요소는 일관성을 유지해야 한다.
• 간결성: 불필요한 정보는 생략하고, 필요한 정보만 명확하게 표현해야 한다.

 

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Gemini 출처

UML 클래스 다이어그램 설명의 출처에 대한 답변

죄송합니다, 이전에 제공된 UML 클래스 다이어그램 설명은 특정한 출처 없이 다양한 자료를 종합하여 작성되었습니다.

UML 클래스 다이어그램은 널리 사용되는 표준 모델링 기법이기 때문에, 정확한 정보를 얻기 위해서는 다양한 공식 문서와 참고 자료를 함께 검토해야 합니다.

 

ChatGPT 출처

제가 제공한 설명은 객체 지향 설계와 UML 클래스 다이어그램에 대한 일반적인 지식에 기반한 것입니다. 이러한 내용은 다양한 소프트웨어 공학 서적, UML 관련 자료, 그리고 객체 지향 프로그래밍 강의에서 공통적으로 다루어지는 내용입니다. 특정 출처는 없으며, 널리 알려진 정보를 바탕으로 작성되었습니다.

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클래스 관계의 화살표 방향에 대한 설명을, ChatGPT와 Gemini 둘 다 잘못 알려준 부분이 있었다. 해당 부분에 대해 그지깽깽이같아서 질문했더니 고친 답변을 내놓고 내가 오해했다고 한다. 🙃🙊그래 내가 참을게. 인공지능 좀 이용해서 공부 좀 수월하게 하려고 했더니 쉬운게 없다.

 

AI와 꼬리 질문을 하며 대화하다 보면 제자리를 맴돌고 있다는 느낌이든다. 내가 더 알고 싶은 부분에서 나아가야 하는데, AI가 대답해주는 척 하며 다시 원래 자리로 돌아오며 같은 말을 반복한다. 🙊🙈☹️ 오늘은 좀 힘드네.