UMLを用いたI言語周りのモデリング

1. オブジェクト指向とUML
オブジェクト指向モデリング

2. データ/手続き指向
• 従来のソフトウェア開発はデータ/手続き指向
で行われていた
• データ/手続き指向は、データと手続きの境界
が曖昧なので、ソフトウェア設計が複雑化
• データ/手続き指向言語の例
– C言語
– Pascal言語
– Fortran言語など

3. オブジェクト指向
• オブジェクト指向の導入
– 世間にある事柄すべてをオブジェクトで表現
– データやふるまいがオブジェクトに属する
– オブジェクト間の相互作用をメッセージで表現
– オブジェクトの境界が明確化し、ソフトウェア設計
の複雑さを軽減
• オブジェクト指向言語の例
– Java言語
– C++言語など

4. オブジェクトとは
• モノを表す概念
• オブジェクトの構成要素(2つ)
– 属性(attribute)
– ふるまい(behavior)
• メッセージ
– オブジェクトAからオブジェクトBのふるまいを実行
「走れ」
(メッセージ)

5. クラスとオブジェクト
• クラス
– オブジェクトの共通の事柄を定義したもの
– オブジェクトを定義するテンプレート（ひな型）
– クラスを拡張して新しいクラスを定義可能
• オブジェクト
– クラスというひな形を実体化して、具体的なデー
タを与えたものがオブジェクト

6. UML
• Unified Modeling Language
• オブジェクト指向モデリング言語
• オブジェクト、クラス、オブジェクト同士の関係
などを図で表現

7. クラス図
• 目的
– クラスを定義する
– クラスを拡張して、新しいクラスを定義する
– クラスの依存関係を定義する

8. クラス図(人)
• 人を表すクラスHumanを定義
• クラスの属性を中央に書く
– ILang[]型のiLang変数を持つ
– []は配列（複数個があることを示す）
– バイリンガル/トリリンガルを考慮して、配列[]にした
• クラスのふるまいを下段に書く
– learnLanguageというふるまいを持つ
– Languageは引数
– voidは復帰値がないことを示す

9. クラス図(I言語)
• I言語を表すクラスILangを定義
• I言語の属性
– Lexicon型のlexicon変数を持つ
• I言語のふるまい
– mergeというふるまいを持つ
– Contextは文章を解析するのに必要なコンテキスト
– Sentenceは文章
– mergeの結果として何らかを取得するが、それが何な
のか不明なので、Object[]という普遍的な型にした

10. クラス図(Lexicon)
• Lexiconクラス
• 属性やふるまいが不明なら、
クラス名のみ定義
• クラス名を定義するだけでも意味がある
– Lexiconが抽象的な概念だとわかる

11. I言語の拡張
• I言語を拡張して、言語ごとのiLangを定義
• I言語の属性とふるまいを継承
– lexiconはILangをそのまま継承するので、
拡張クラスでは書かない
– ただし、ふるまいのmergeはILangの定義を上書きし、
各言語ごとの処理を定義するため、拡張クラスで再
度書く

12. Lexiconの拡張
• 言語ごとにLexiconの属性やふるまいが違う
かもしれないので、拡張クラスを定義
• 親クラスLexiconが抽象的なものであり、子ク
ラス(拡張クラス)で具体化していく

13. 各クラスの関係を結びつける
• HumanはiLang属性を持ち、ILangに依存
• ILangはlexicon属性を持ち、Lexiconに依存
• mergeの引数に必要なクラスとして、
ContextとSentenceに(弱めの)依存

14. オブジェクト図
• 目的
– クラスから生成したオブジェクトの状態を表現
– オブジェクトの属性にどんな値を入れるかによっ
て、オブジェクトの状態が変わる

15. 人が生まれると
• 左図が先に紹介したクラス図
• 右図がHumanクラスから生成したオブジェクト
– 「Humanオブジェクトを生成する」＝「人が生まれる」
• 右図にはふるまいを書く欄がないのが特徴
– 属性が、オブジェクトの状態を決める
– ふるまいは、オブジェクトの状態とは無関係
• human1には普遍文法が備わっているというが？
– 普遍文法が備わっていることをUMLでどう表現するか…?

16. 人が言語を学ぶ
• 左図は生成したてのHumanオブジェクト
• 日本語を学ぶ = learnLanguage(日本語)を実行
• すると、右図になる
– iLangの第1要素([0]がそれ)に、
Japanese_ILangのオブジェクトであるjapanese_ILang1
を代入
– この代入によって、I言語の安定状態を示す個別文法
が備わった状態を表現?

17. バイリンガルの場合は
• learnLanguage(日本語)と
learnLanguage(日本手話)を実行すると、
上図のように、バイリンガルになる

18. なぜUMLなのか?
• UMLを描くために
– どんなオブジェクトがあるのかを考える必要
– オブジェクトがどんな状態を持つのかを考える必要
– オブジェクトがどんな行為をするのかを考える必要
• UMLを使うと
– クラスやオブジェクトの曖昧さを把握し、必要に応じて
曖昧さを排除できる
– 新しいクラスやオブジェクトを見つけ出して、リファクタ
リングできる

19. おわり
• 今回、紹介したこと
– オブジェクト指向
• オブジェクト
• クラス
• 属性
• ふるまい
– UML
• クラス定義
• クラスの拡張
• クラスの依存関係
• オブジェクトの状態