Interaction Diagram

Object Oriented Development with UML

By Assoc. Prof. Rangsit Sirirangsi

Activity Diagram Statechart Diagram

Package Diagram

Component Diagram

DePloyment Diagram

Sequence Diagram

Class Diagram

Class Diagram

Collaboration Diagram

State Daigram

Implementation

DiagramUsecase Diagram

Use case

Scenerio

Static Structure Diagram

UMLDiagram

Interaction Diagram

Static & Dynamic View Static● คลาสไดอาแกรมน าเสนอโครงสรางของระบบแบบ static ในรปของคลาส● โดยมความสมพนธประเภท Dependency, Generalization/Specialization,

Whole/Part, และ Association Dynamic● ใชแสดงพฤตกรรมของระบบทสงผลตอเหตการณและมการเปลยนแปลงเกดขนภายในระบบ

● โดยปกตแลวเปนการน าเสนอการท างานในระดบออปเจค เพอแสดงถงสงทเกดขนกบออปเจค

● การปฏสมพนธกนระหวางออปเจคภายในระบบทมการสงและรบแมสเสจระหวางกน เพอใหเปนไปตามล าดบเหตการณทเกดขนในยสเคส

Interaction Diagram

ไดอาแกรมแบบปฏสมพนธ (UML 1.5) ไดแก Sequence Diagram Collaboration Diagram

● ทงสองไดอาแกรมเปนทางเลอกในการน าเสนอการท างานทใชขอมลเดยวกน ไดอาแกรมแบบนจะถกสรางขนส าหรบแตละยสเคส

เพอแสดงถงการท างานในแตละ scenarios ในกรณทยสเคสมการท างานรวมกบยสเคสอน ๆ อาจมการรวบรวมการท างานไวดวยกนได

Sequence & Collaboration diagrams

SEQUENCE DIAGRAMS แสดงการปฏสมพนธระหวางออปเจคทถกน าเสนอในรปของtime sequences

น าเสนอออปเจคทมสวนรวมในการปฏสมพนธ

ล าดบของการรบสงแมสเสจ ออปเจคประกอบดวย “lifelines”● การรบสงแมสเสจถกน าเสนอตามล าดบการท างาน

COLLABORATION DIAGRAMS แสดงความสมพนธระหวางออปเจค● เหนภาพความรวมมอระหวางกนไดชดเจนยงขน

● เหนภาพผลกระทบทเกดขนกบออปเจคหนง ๆ ไดชดเจนยงขน

● การแกไขล าดบการท างานของแมสเสจ สามารถท าไดงายขน

ความแตกตางหลกของไดอาแกรมทงสองคอวธการแสดงล าดบของการสงแมสเสจเปนหลก

Interaction Diagrams

x y z

Sequence Diagram

a

b

c

Collaboration Diagram

x y

z

1.1: a

1.2: c

1.1.1:

b

y

Sequence Diagram

คดคนขนโดย Ivar Jacobson● สงทยากทสดในการโปรแกรมเชงวตถคอ การท าความเขาใจการท างานของกลไกควบคมตาง ๆ ภายในโปรแกรม

● การออกแบบทดอาจมคลาสและเมธอดเปนจ านวนมาก การแสดงรายละเอยดการท างานทงหมดท าไดยาก ดงนนตองใชไดอาแกรมทออกแบบมาโดยเฉพาะ

ชวยในการระบ Responsibility/Operation ใหกบคลาส เพอใชก าหนดวธการทออปเจคในระบบใชในการตดตอกน

1 Sequence Diagrams : 1 Use case ในกรณทไมใช 1 : 1 จะท าใหไดอาแกรมมความซบซอนมากและไมสามารถแสดงการโตตอบระหวางออปเจคไดอยางชดเจนนนเอง

Fun Example : Objects

Fun Example : Sequence diagram

Fun Example : Collaboration diagram

Represent External Stimuli with Actor

Object & Life Line Notation

การน าเสนอชอของออปเจค:● รปแบบ: [instanceName][:className]● ชอคลาสจะตองเปนชอเดยวกบชอของคลาสทปรากฏอยในคลาสไดอาแกรม

● ชอของออปเจคจะถกก าหนดไว เพอปองกนความสบสนในกรณทมการเรยกใชงานส าหรบหลาย ๆ ออปเจคจากคลาสเดยวกน

สญลกษณ Life-Line ใชสญลกษณเสนประแทนการน าเสนอชวงชวตของออปเจคหนง ๆ ระหวางการปฏสมพนธกน

myBirthdy

:Date

Activation Bar Notation

Life Line ใชสญลกษณเสนประแนวตงภายใตแอคเตอรและออปเจค เพอแสดงชวงชวตของแอคเตอร/ออปเจคเหลานน

Activation เปนสญลกษณรปสเหลยมทน าเสนอผาน Life line ทใชในการน าเสนอชวงเวลาในการเรยกใชเมธอดของออปเจคทถกระบ ถอเปนชวงเวลาทออปเจคมการประมวลผล และ/หรอรอการคนคาจากแมสเสจ

:ObjectA

Life LineActivation Bar

Message

การปฏสมพนธระหวางสองออปเจคสามารถกระท าผานกลไกทเรยกวาแมสเสจ เปนการสงขอมลจากออปเจคหนงไปยงออปเจคอน ๆ พรอมกบคาดหวงกจกรรมในรปของการกระท าทเกดขน แมสเสจสามารถอยในรปของ signal หรอ call

การรบสงแมสเสจกอใหเกด● การท างานหนง ๆ ถกเรยกใช● มการสงสญญาณเกดขน● ออปเจคถกสรางขน (หรอถกลบออกไป)

ก าหนดบทบาทของผเกยวของในการรบสงแมสเสจ● Sender และ Receiver● การระท าทจะเกดขนเมอมการประมวลผลเมอมการรบสงแมสเสจ

ในกระบวนการใด ๆ แมสเสจจะถกจดเรยงล าดบตามเวลาทถกเรยกใชเปนหลก

Arrow

สญลกษณลกศรในแนวนอนสามารถน าเสนอ● การรบสงแมสเสจทเรมตนจาก lifeline ของออปเจคหนงไปยง lifeline ของออปเจคอน ๆ

ก าหนดชอ● ชอของการท างานทถกเรยกใชหรอ● ชอของ Signal

อาจก าหนดชอไวพรอมกบ● เลขล าดบเพอแสดงใหเหนถงล าดบของแมสเสจทเกดการปฏสมพนธทงหมด

อยางไรกตาม เลขล าดบอาจถกละเลยในซเควนซไดอาแกรม เนองจากสญลกษณลกศรแสดงใหเหนถงความสมพนธดงกลาวแลว

UML Message Notation

Simple - เปนการสงแมสเสจผานออกไปโดยไมมรายละเอยดประกอบ โดยไมมการคาดหวงวาจะมการสง message กลบคนมา บางครงเรยกวา request

Synchronous - การสงแมสเสจทจ าเปนตองรอจนกวาการท างานของแมสเสจจะสนสดลง เชน ในกรณของการเรยกฟงกชนการท างานยอย

Asynchronous - การสงแมสเสจไปยงออปเจคเพอรองขอบรการอยางใดอยางหนง โดยไมจ าเปนตองรอการตอบสนองแตอยางใด

Return - เปนแมสเสจทใชส าหรบแสดงการตอบ สนองการท างานจากแมสเสจ บางครงเรยกวา response

Type Of Messages

object 1 object2 object3

Simple Message

Return Message

Asynchronous

Recursive

Synchronous

Synchronous & Simple Messages

teller : Order : Article

Synchronous Flow

getValue

price

setID

appl err handl alarm

Nest Flow

unknown

ring

Price ตองเสรจสมบรณ กอนทteller จะสามารถท างานอนได

Ring ถกประมวลผล ขณะทกลไกควบคมกลบส err handle และ appl

unknown

log

Sequence Diagram : First Step

ขนตอนแรกจะเปนการก าหนด external หรอ internal entity ในกรณทเปนแบบ internal กระบวนการตดตอกนอาจเรมตนจาก actor โดยตรงและจะถกก าหนดใหเปน initiator โดยอตโนมต ในกรณทเปนแบบ external อาจจะอยในรปของระบบอน ๆ เปนตน

ขนตอนตอไปจะเปนการระบออปเจคและคลาสทถกน าเสนอการท างานผานแกนในแนวนอน (horizontal axis) เขากบชวงเวลาทถกน าเสนอตามแกนในแนวตง (vertical axis) จะถกแสดงไวในรปของเสนแนวตงเปนชวง ๆ

:Actor

Message/ operation()

ObjectA

สญลกษณลกศรจะมจดเรมตนจากออปเจคทท าหนาทเปน sender ไปสนสดทออปเจคทท าหนาทเปน receiver

ลกศรเหลานจะใชส าหรบการน าเสนอการท างาน โดยการเรยกใชงานโดยปกตจะเรมตนจากซายไปขวา

การสงและรบแมสเสจอาจเกดขนภายในตวออปเจคเองสญลกษณลกศรอาจจะเรมตนและสนสดลงภายในออปเจคเดยวกนได

นนคอออปเจคสามารถเรยกใชเมธอดของตวเองได

Reflexive message/ self delegation

Object

message

Return Values

การสงและรบแมสเสจอาจเกดขนภายในตวออปเจคเองสญลกษณลกศรอาจจะเรมตนและสนสดลงภายในออปเจคเดยวกนได

การก าหนดคาทคนมากจากการท างานของออปเจค โดยปกตจะถกน าเสนอโดยใชสญลกษณลกศรเสนประเสมอ

:A :B

doYouUnderstand()

Caller

Blocked

return

(optional)

yes

anyQuestion()

More on Arrow Label

guard-condition, sequence-expression,

return-value := message-name argument-list

3.7.4: move (5, 7)

[ x < 0 ] C3.1: res := getLocation (fig)

guard sequence number

move (5, 7)

3.7 *[1..5]: move (5, 7) iteration

3.7 [ z > 0 ]: move (5, 7) condition

Examples:

กลไกควบคม (conditions, iteration) สามารถก าหนดรวมไวกบชอของแมสเสจไดดงรปแบบตอไปน

Conditional Behaviors

guard condition จะระบไวในเครองหมายกามป สามารถน าเสนอไดในแตละ message โดย message จะถกสงเมอ guard condition ทถกก าหนดไวเปนจรง

การก าหนดเงอนไขใน Sequence Diagram● รปแบบ: ‘[‘ expression ’]’ message-label● แมสเสจจะถกสงออกไปไดตอเมอเงอนไขทก าหนดไวเปนจรง● ตวอยางเชน:

Teller Account

[Balance >0] deposit

Control information

การท างานแบบวนซ า (Iteration)● รปแบบ: * [ ‘[‘ expression ‘]’ ] message-label● แมสเสจจะถกสงออกไปหลายครง และมความเปนไปไดทจะมออปเจคในการรบคาหลาย ๆ ออปเจค

Searcher Database

*[value.notFound()] search

Focus

of control

Reflexive

message

object

Lifeline

Example of Sequence diagram

Joe AccountJoe : Customer Card Reader ATMScreen Cashdispenser ATMManager

insert cardread card no.

prompt PIN

enter PIN

send card no.

initialize screen

send PIN retrieve PIN

validate PIN

Control Information (Cont.)

กลไกควบคมของ sequence diagrams จะด าเนนการไดเฉพาะการท างานทเปนทางเลอกแบบงาย ๆ

พงระลกไวเสมอวา interaction ไดอาแกรมจะมลกษณะแบบ simplicity● ดงนนไมควรใช sequence diagrams ส าหรบการน าเสนอการท างานทมรายละเอยดของอลกอลทมส (การท างานลกษณะดงกลาวสามารถน าเสนอไดดกวาโยใช activity diagrams หรอ state-charts)

A Sequence Diagram

member:

LibraryMemberbook:Book

:Book

Copy

borrow(book)

ok = mayBorrow()

[ok] borrow(member)setTaken(member)

X-Axis (objects)

Y-A

xis

(time)

ObjectLife Line

message

Activation box

condition

What is a collaboration?

Collaboration: เปนการแสดง roles ของกลม instances ทใชในการท างานหนง ๆ ทเกดขนภายใน use case

Interaction:เปนการตดตอกนระหวาง instances ตาม roles ทก าหนดภายในcollaboration

Role

Class

role name

role namerole name

role name

Actor

Collaboration

Collaboration Diagrams

Collaboration ไดอาแกรมจะใชส าหรบแสดงการปฏสมพนธทเกดขนระหวางออปเจค โดยแสดงใหเหนถงการมสวนรวมของออปเจคในการปฏสมพนธโดยใชสญลกษณแสดงการ links ทเกดขนระหวางกน โดยมการสงและรบแมสเสจระหวางกนนนเอง● link จะเปนการแสดงความรวมมอระหวางกน● เนนไปทการแสดง role ของออปเจคแทนทจะเปนเรองของเวลา

การน าเสนอขอมลจะคลายกบ sequence ไดอาแกรม แตจะแตกตางกนตรงทเนนไปทความสมพนธแบบ static ของ class model

มลกษณะใกลเคยงกบ Sequence ไดอาแกรม ดงนนในเครองมอบางแบบสามารถสราง Collaboration จาก Sequence ไดอาแกรมไดอตโนมต

The Collaboration : Library System

Customer

asks librarian

for a named

book

The librarian cannot

remember the location

of all books; instead

she collaborates to

find the answer

Find book called “Lady

Chatterley’s Lover”

Answer : F74

Get Book

The librarian mustn’t

leave the front desk;

she collaborates with

an assistant to get the

job done

Assistant, fetch the book from

location F74.

One of the

responsibilities of the

librarian is to check the

book out; this she does

without collaboration

Use Case

Realised!

Library Example ยสเคส “Borrow Named Book”

ประกอบไปดวยคลาสดงตอไปน● Librarian, Book Index, Library Assistant, Bookshelves

Librarian

Assistant Bookshelf Book

BookIndex

0..*0..*

finds books from

0..*

1

<is in charge of

1..*

1

can check

1

Customer

Borrow Named Book

Objects and Existing Associations

หมายเหต ใน collaboration ไดอาแกรม สงส าคญทสดไดแก ออปเจคไมใชคลาส ซงในกรณนจะเปนจรงเสมอในไดอาแกรมแบบปฏสมพนธ

ออปเจคสงแมสเสจระหวางกนตามความสมพนธทเกดขนในคลาสไดอาแกรม เมอออปเจคหนงตองการเรยกใชเมธอดของอกออปเจคหนง สองออปเจคจะถกเชอมตอดวยสญลกษณเสนตรงระหวางกน

จากนนเพมชอของเมธอดลงบนเสนดงกลาว ในกรณทตองการเพมชอเมธอดใหม สามารถระบไดทนทโดยไมตองใชเสนใหม

:Assistant :BookshelfgetBook

Parameters & Return Values

โดยปกตแลวพารามเตอรทถกเรยกใชพรอมกบแมสเสจจะถกระบไวภายในวงเลบโดยการระบตวแปรตามดวยชนดขอมลเสมอ ในกรณทมจ านวนพารามเตอรมากกวาหนงใหคนดวยเครองหมาย Comma

สวนในกรณทตองการแสดงสญลกษณการคนคาจากแมสเสจสามารถใชรปแบบดงตอไปน● return := message (parameter : parameterType) : returnType

:Librarian :BookIndex String:= getLocation(name)

Collaborations การปฏสมพนธถกน าเสนอโดยการแสดงแมสเสจลงในออปเจคไดอาแกรม เพอใหสามารถแสดงการท างานแบบพนฐานได ดงนนไดอาแกรมแบบนจงเปนการน าเสนอความรวมมอในการท างานระหวางกน มากกวาทจะเปนการน าเสนอการท างานของออปเจคไดอาแกรมโดยตรง

Collaboration ไดอาแกรมเปนการน าเสนอรายละเอยดทว ๆ ไปของวธการทออปเจคสามารถ linked เขาดวยกนเพอสนบสนนพฤตกรรมการท างานของระบบ

Collaborations ใชส าหรบแสดงรายละเอยดของการปฏสมพนธทก าหนดไวโดยยสเคส● ขณะทคลาสไดอาแกรมใชแสดงรายละเอยดเชงโครงสรางทงหมดของระบบ

Collaborations ถกน าเสนอในรปของ role ไมใชในรปของคลาส เพอใหออปเจคจากคลาสนน ๆ สามารถท างานในการปฏสมพนธตาง ๆ

Object Creation

ในกรณของการสรางออปเจคใหม สามารถระบไดโดยใช constructor หรอระบnew หรอ create ทงนขนอยกบผใช

Object Creation (cont’d)

การสรางออปเจคใหมใน collaboration ไดอาแกรมมดงตอไปน

Iterated Messages

ในกรณทตองการหาคา cost ของ assembly แมสเสจจะถกสงไปยงแตละcomponents ไมวาจะมจ านวนเปนเทาใดกตาม

เพอแสดงใหเหนวาหนงสญลกษณสามารถใชไดกบหลาย ๆ แมสเสจสญลกษณ * จะถกเพมเขาไปเพอระบการสงวาแมสเสจแบบซ า ๆ

Iterated Messages (cont’d)

การท างานซ า ๆ ในกรณของ collaboration ไดอาแกรม

Conditional Messages (cont’d) แมสเสจทถกเรยกใชแบบ Recursive

Conditional Messages (cont’d)

Recursive activations จะไมถกน าเสนอภายใน collaboration ไดอาแกรม แตจะการใชงานของ recursive activation จะมผลตอล าดบของตวเลขทเกดขนในแมสเสจแทนท

Interactions - Links

เปนสญลกษณทใชแสดงการเชอมตอระหวางออปเจคโดยการสงแมสเสจระหวางกน

เพอแสดงใหเหนวาคลาสมความสมพนธกน

Person

+ setCom( s : Salary )

+ assign( d : Department )

…

Company1..* *

employee employer

p : Person : Company

assign( development )

named objectlink

anonymous object

message

Class Diagram

Object Diagram

Dinner Scenario การท างานประกอบไปดวยสามคลาสไดแก Customer, Waiter และ

Chef โดยมล าดบการท างานดงตอไปน

The customer gives the order to the waiter Waiter will give the order of the food to the chef. Waiter will serve the wine to customer. Chef cooks the order foods. Waiter will pickup the cooked food from the chef and serve it to

the customer The customer will pay to the waiter

Example - Dinner

: Customer : Waiter : Chef

order

order food

serve Wine

cooks

pick up food

serve food

pay

Example - Vending Machine

CoinCoin Handler

Drink

Customer

Vending Machine

CustomerBuy a Drink

Scenario

Basic Flow:1. Customer inserts correct money into the Vending Machine2. Vending Machine get money and pass to Coin Handler to identifies type

of coin.3. Then Vending machine prompt user to select drink.4. Customer selects a drink to the Vending Machine.5. The Vending Machine get command and pass to Coin Handler to check

available drink6. Then a selected drink is dispensed to customer

Example - vending machine

: Student: VendingMachine : Coin Handler : Coin : Drink

insertMoney()

moneyIn()

getDrink()

drink

identifyCoin()

selectDrink()

return T/F

getCoin()

promptToSelect()

checkAvailable()

getComand()

Class Diagram - Vending Machine

CoinCoin Handler

Drink

Customer

Vending Machine

+insertMoney()

+promptToSelect()

+selectDrink()

+moneyIn()

+identifyCoin()+getCoin()

+getCommand()

+getDrink()

+checkAvailable()

Association Customer & Account

ความสมพนธทมลกษณะเปนแบบโครงสรางจะระบโดยออปเจคของคลาสหนงทถก connected ไปยงออปเจคของคลาสทสอง ซงอาจเปนคลาสเดยวกนได

Account & Customerclass Account {

private double balance;

public Account() { balance = 0; }public Account(double initialBalance) {

balance = initialBalance;

}public void deposit(double amount) { balance += amount; }

public void withdraw(double amount ) {

balance = balance - amount;

}public double getBalance() { return balance; }

}

class Customer {

private String name;

public Customer(String aName) {

name = aName;

}public String getName() { return name; }

public Account getAccount(Account acc ){ return account; }

}

Sequence Diagram

c : Customer acc : Account: main

new Account

deposit

new Customer

getAccount

getBalance

balance

output

getName

println

class Test {

public static void main(String[] args) {

Account acc = new Account();

acc.deposit(500);

Customer c = new Customer("Test");

System.out.println("\nCustomer \"" +

c.getName() );

System.out.println (" has accounts

:"+c.getAccount(acc).getBalance());

}

}

name

println

Sequence Diagram

c : Customer acc : Account: main

new Account

deposit

new Customer

getAccountgetBalance

balance

output

getName

println

class Test {

public static void main(String[] args) {

Account acc = new Account();

acc.deposit(500);

Customer c = new Customer("Test");

System.out.println("\nCustomer \"" +

c.getName() + "\"“ + " has accounts

:"+c.getAccount(acc).getBalance());

}

}

}

name

Conceptual Class Diagram ภายหลงจากการคนหาคลาสตามหลกการจากบตรดชนซอารซแลว ในขนตอนตอไปจะเปนการน าคลาสทก าหนดไวแลวมาเปลยนใหอยในรปของคลาสไดอาแกรมทประกอบดวยชนดของความสมพนธตาง ๆ ทสามารถน าไปใชเปนแนวทางในขนตอนของการพฒนาตอไป

Product

price : double

pid : Stringpname : String

Order

orderId : String

total : double

lineItems : Vector = new Vector ()

OrderLine

qty : int

sum : double = 0.0

Buy Item with Cash

Order

Order no: 1000

Pid Pname Price Qty Sum100 Shirt 800.5 3 2401.5

101 Slack 1250.0 1 1250.0

102 Jacket 1990.0 2 3980.0

Total 7631.50

Buy Item with Cash

Order

Order no: 1000

Pid Pname Price Qty Sum

100 Shirt 800.5 3 Price * Qty

101 Slack 1250 1 Price * Qty

Total Sum1+Sum2…

… … … … …

Need method toCalculate Total

Need method toCalculate Sum

Implementation Class Diagram

Product

- price : double

- pid : String

- pname : String

+Product()

+getPid()

+getPname()

+getPrice()

Order

- orderId : String

- lineItems : Vector = new Vector ()

+Order()

+addOrderLine()

+calcTotal()

OrderLine

- qty : int

- sum : double = 0.0

+OrderLine()

+getProduct()

+getQty()

+calLineTotal()

class Order {

private String orderId;

private Vector lineItems = new Vector();

public Order(String pid ) {

orderId = pid;

}

public void addOrderLine(OrderLine ol) {

lineItems.add(ol);

}

public double calcTotal() {

total = 0.0;

for ( int i = 0; i < lineItems.size(); i++)

total += ((OrderLine)

lineItems.elementAt(i)).calLineTotal();

return total;

}

}

Exercisepublic class OrderLine {

private Product product;

private int qty;

private double sum = 0.0;

public OrderLine() { }

public void addProduct(int amt, Product pro)

{

amount = amt;

product = pro;

}

public Product getProduct() {

return product;

}

public int getQty() {

return qty;

}

public double calLineTotal() {

sum = qty * product.getPrice();

return sum;

}

}

class Product {

private String pid, pname;

private double price;

public Product(String pid , String

name, double p ) {

pid = pid;

pname = name;

price = p;

}

public String getPid() {

return pid;

}

public String getPname() {

return pname;

}

public double getPrice() {

return price;

}

}

Exerciseclass RunOrder {

public static void main(String[] args)

{

Product pro1 = new Product("100",

“Shirt", 1400.50);

OrderLine line1 = new OrderLine();

line1.addProduct(3, pro1);

Order o1 = new Order("1000");

o1.addOrderLine(line1);

System.out.println(“ “+

o1.calcTotal());

}

: OrderLine: Main

: Order : Product

new Product(pid, name, price)

new OrderLine(amount, pro)

new Order(orderId)

addOrderLine(OrderLine)

calcTotal()

getOrderLine()

calcByLine()

getProduct()getPrice()

price

sum

println

total getAmount()

addProduct()