Tutoriel sur le diagramme de classes

Les diagrammes de classes sont l'un des types de diagrammes les plus utiles en UML, car ils représentent clairement la structure d'un système particulier en modélisant ses classes, ses attributs, ses opérations et les relations entre les objets. Avec notre logiciel de diagramme UML, la création de ces diagrammes n'est pas aussi complexe qu'il n'y paraît. Ce guide vous expliquera comment comprendre, planifier et créer vos propres diagrammes de classes.

Qu'est-ce qu'un diagramme de classes en UML ?

Le Unified Modeling Language (UML) peut vous aider à modéliser des systèmes de différentes manières. Le diagramme de classes est l'un des types les plus populaires en UML. Dans la taxonomie plus large d'UML, les diagrammes de classes s'inscrivent dans la famille des diagrammes structurels (statiques), qui se concentrent sur la composition d'un système plutôt que sur son comportement dans le temps.

L'UML a été conçu comme un modèle standardisé pour décrire une approche de programmation orientée objet. Les classes étant les blocs de construction des objets, les diagrammes de classes sont les blocs de construction de l'UML. Les différents composants d'un diagramme de classes peuvent représenter les classes qui seront réellement programmées, les objets principaux ou les interactions entre les classes et les objets. En raison de leur adéquation étroite avec la programmation orientée objet, les diagrammes de classes peuvent souvent être traduits directement en structures de code dans les langages POO courants, tels que Python, Java et C++.

La forme de la classe elle-même se compose d'un rectangle à trois lignes. La ligne supérieure contient le nom de la classe, la ligne centrale contient les attributs de la classe et la section inférieure exprime les méthodes ou opérations que la classe peut utiliser. Les classes et les sous-classes sont regroupées pour montrer la relation statique entre chaque objet.

Quel que soit votre niveau de familiarité avec l'UML ou les diagrammes de classes, notre logiciel UML est conçu pour être simple et facile à utiliser. La bibliothèque de formes UML de Lucidchart peut vous aider à créer presque tous les diagrammes de classes personnalisés à l'aide de notre outil de diagramme UML. De plus, grâce à notre fonctionnalité de diagramme sous forme de code, c'est plus simple et plus rapide que jamais. Vous pouvez créer un diagramme de classes entièrement personnalisé et l'ajouter à votre document Lucidchart à l'aide du codage Mermaid.

Avantages des diagrammes de classes

Les diagrammes de classes offrent un certain nombre d'avantages pour toute organisation. Utilisez les diagrammes de classes UML pour :

• Aider les développeurs à réfléchir à la structure et aux interactions des classes avant d'écrire le moindre code. Cela permet d'obtenir des logiciels plus propres et plus performants.
• Tracer des graphiques détaillés et documenter les exigences à inclure dans le code.
• Partager plus facilement les informations avec les parties prenantes grâce à des présentations visuelles sans se plonger dans le code.
• Illustrer des modèles de données pour n'importe quel système, quelle que soit sa complexité.
• Partager facilement des informations au sein de votre entreprise.
• Mieux comprendre le schéma général d'une application.
• Documenter les exigences et d'autres aspects d'un système sans explications textuelles complexes et fastidieuses.
• Créer des modèles d'un point de vue métier en tant qu'analyste commercial.

Ils sont également utiles au début du cycle de vie en tant qu'outil de réflexion, aidant les équipes à raisonner sur la structure et les relations avant l'implémentation, et en tant que support de communication pour les parties prenantes techniques et non techniques.

Composants de base d'un diagramme de classes

Selon le contexte, les classes d'un diagramme de classes peuvent représenter les objets principaux, les interactions dans l'application ou les classes à programmer. Pour répondre à la question "Qu'est-ce qu'un diagramme de classes en UML ?", vous devez d'abord comprendre sa composition de base.

• Classes : un modèle pour créer des objets et implémenter un comportement dans un système. En UML, une classe représente un objet ou un ensemble d'objets qui partagent une structure et un comportement communs. Elles sont représentées par un rectangle qui comprend les lignes du nom de la classe, de ses attributs et de ses opérations. Lorsque vous dessinez une classe dans un diagramme de classes, vous n'êtes tenu de remplir que la ligne supérieure, les autres étant facultatives si vous souhaitez fournir plus de détails.
• Signaux : symboles qui représentent des communications asynchrones unidirectionnelles entre des objets actifs.
• Types de données : classificateurs qui définissent des valeurs de données. Les types de données peuvent modéliser à la fois des types primitifs et des énumérations.
• Packages : formes conçues pour organiser les classificateurs associés dans un diagramme. Ils sont symbolisés par une grande forme de rectangle à onglet.
• Interfaces : ensemble de signatures d'opérations et/ou de définitions d'attributs qui définissent un ensemble cohérent de comportements. Les interfaces sont similaires aux classes, à ceci près qu'une classe peut avoir une instance de son type, et qu'une interface doit avoir au moins une classe pour l'implémenter.
• Énumérations : représentations de types de données définis par l'utilisateur. Une énumération comprend des groupes d'identifiants qui représentent les valeurs de l'énumération.
• Objets : instances d'une ou plusieurs classes. Des objets peuvent être ajoutés à un diagramme de classes pour représenter des instances concrètes ou prototypes.
• Artéfacts : éléments de modèle qui représentent les entités concrètes dans un système logiciel, telles que des documents, des bases de données, des fichiers exécutables, des composants logiciels, etc.

Sections au sein d'une classe

La classe standard est composée de trois sections :

Section supérieure

Contient le nom de la classe. Cette section est toujours requise, que vous parliez du classificateur ou d'un objet. Le nom de la classe doit :

• Commencer par une majuscule.
• Être formaté en gras.
• Être centré dans la section supérieure.
• Être descriptif.

Section centrale

Contient les attributs de la classe. Utilisez cette section pour décrire les qualités de la classe. Cela n'est nécessaire que lors de la description d'une instance spécifique d'une classe.

Section inférieure

Comprend les opérations de classe (méthodes). Affichée sous forme de liste, chaque opération occupe sa propre ligne. Les opérations décrivent la manière dont une classe interagit avec les données. Le texte des deux sections inférieures est généralement aligné à gauche et commence par une lettre minuscule.

Modificateurs d'accès aux membres

Toutes les classes ont des niveaux d'accès différents selon le modificateur d'accès (visibilité). Voici les niveaux d'accès avec leurs symboles correspondants :

• Public (+)
• Privé (-)
• Protégé (#)
• Package (~)
• Dérivé (/)
• Statique (souligné)

Portées des membres

Il existe deux portées pour les membres : les classificateurs et les instances.

Les classificateurs sont souvent reconnus comme statiques, ce qui signifie que les valeurs des attributs restent les mêmes dans toutes les instances et que l'appel d'une méthode n'affecte pas l'état de l'instance. En comparaison, les instances contiennent des méthodes qui peuvent modifier l'état de l'instance et des valeurs d'attributs qui peuvent varier d'une instance à l'autre. Pour indiquer un classificateur, il suffit de souligner son nom ; laissez le texte tel quel pour indiquer une instance.

Interactions

Le terme "interactions" fait référence aux différentes relations et liens qui peuvent exister dans les diagrammes de classes et d'objets. Parmi les interactions les plus courantes, on peut citer :

Héritage : processus par lequel une classe enfant ou une sous-classe reprend les fonctionnalités d'une classe parent ou d'une super-classe, également appelé généralisation. Il est symbolisé par une ligne droite reliée par une flèche fermée pointant vers la super-classe.

Dans cet exemple, l'objet "Car" hériterait de tous les attributs (vitesse, nombre de passagers, carburant) et méthodes (go(), stop(), changeDirection()) de la classe parent ("Vehicle") en plus des attributs spécifiques (type de modèle, nombre de portes, constructeur automobile) et méthodes de sa propre classe (Radio(), windshieldWiper(), ac/heat()). L'héritage est représenté dans un diagramme de classes par une ligne pleine avec une flèche fermée et vide.

Association bidirectionnelle : la relation par défaut entre deux classes. Les deux classes ont connaissance l'une de l'autre et de leur relation mutuelle. Cette association est représentée par une ligne droite entre deux classes.

Dans l'exemple ci-dessus, la classe Car et la classe RoadTrip sont interdépendantes. À l'une des extrémités de la ligne, Car prend l'association de "assignedCar" avec la valeur de multiplicité de 0..1, de sorte que lorsque l'instance de RoadTrip exists, elle peut avoir soit une instance de Car qui lui est associée, soit aucune voiture. Dans ce cas, une classe Caravan distincte avec une valeur de multiplicité de 0..* est nécessaire pour démontrer qu'un RoadTrip pourrait avoir plusieurs instances de Cars associées. Étant donné qu'une instance de Car pourrait avoir plusieurs associations "getRoadTrip" — en d'autres termes, une voiture pourrait faire plusieurs voyages — la valeur de multiplicité est définie sur 0..*

Association unidirectionnelle : une relation un peu moins fréquente entre deux classes. Une classe a connaissance de l'autre et interagit avec elle. L'association unidirectionnelle est modélisée par une ligne de connexion droite qui pointe une flèche ouverte de la classe qui connaît vers la classe connue.

Par exemple, lors de votre voyage en Arizona, vous risquez de tomber sur un radar automatique qui enregistre votre activité de conduite, mais vous ne le saurez pas avant de recevoir une notification par courrier. Cela n'est pas représenté sur l'image, mais dans ce cas, la valeur de multiplicité serait de 0..* selon le nombre de fois où vous passez devant le radar.

Exemples de diagrammes de classes

Il est facile de créer un diagramme de classes pour cartographier les flux de processus. Examinez les deux exemples ci-dessous lorsque vous créez vos propres diagrammes de classes en UML.

Diagramme de classes pour un système de gestion hôtelière

Un diagramme de classes peut montrer les relations entre chaque objet d'un système de gestion hôtelière, y compris les informations sur les clients, les responsabilités du personnel et l'occupation des chambres. L'exemple ci-dessous fournit un aperçu utile du système de gestion hôtelière. Commencez à créer un diagramme de classes en cliquant sur le modèle ci-dessous.

Diagramme de classes pour un système de guichet automatique (GAB)

Les guichets automatiques sont d'une simplicité trompeuse : bien que les clients n'aient qu'à appuyer sur quelques boutons pour retirer de l'argent, un GAB sûr et efficace doit franchir de nombreux niveaux de sécurité pour prévenir la fraude et offrir de la valeur aux clients des banques. Les différentes parties humaines et inanimées d'un système de GAB sont illustrées par ce diagramme facile à lire — chaque classe a son titre et les attributs sont listés en dessous. Vous pouvez modifier, enregistrer et partager ce graphique en ouvrant le document et en vous inscrivant pour obtenir un compte Lucidchart gratuit.

Conseils pour planifier des diagrammes de classes clairs

Avant de commencer à créer des diagrammes (ou lors de l'itération d'un premier projet), quelques habitudes de planification simples peuvent rendre vos diagrammes de classes mais plus clairs et plus utiles pour les autres.

• Le nom de la classe doit être descriptif et avoir un sens. Par exemple, si vous nommez une classe UserAccount, il est clair que la classe créera un compte d'utilisateur d'un certain type.
• Identifiez clairement ce dont chaque classe est responsable.
• Identifiez chaque élément à l'avance et comprenez comment ils se rapportent les uns aux autres.
• N'ajoutez que les propriétés pertinentes à chaque classe. L'ajout de propriétés inutiles peut rendre votre diagramme encombré et excessivement complexe.
• Utilisez des notes brèves lorsque vous devez décrire une partie spécifique du diagramme.
• Collaborez avec les membres de l'équipe et remaniez le diagramme si nécessaire pour obtenir un résultat correct.

Ces pratiques sont particulièrement utiles car les diagrammes de classes vivent rarement de manière isolée ; ils représentent généralement un ensemble de classes qui doivent fonctionner ensemble dans le cadre d'un système plus vaste. Même si vous ne représentez qu'une seule classe, il est probable qu'elle soit utilisée dans un système plus grand. Un système est représenté dans un diagramme de classes comme une collection de classes qui doivent fonctionner ensemble. C'est pourquoi il est important d'identifier les éléments à l'avance et de comprendre comment ils se rapportent les uns aux autres. Lorsque plusieurs classes sont regroupées dans un seul diagramme de classes, cela vous aide à comprendre la structure statique et les relations entre elles. Cela peut également vous aider à identifier et à corriger d'éventuels problèmes avant qu'une anomalie ne survienne.

Comment créer un diagramme de classes

Dans Lucidchart, la création d'un diagramme de classes à partir de zéro est étonnamment simple. Il vous suffit de suivre ces étapes :

1. Prise en main de Lucidchart

Si vous découvrez Lucidchart, vous devez d'abord créer un compte et ouvrir un document avant de commencer à faire glisser des formes sur la zone de travail. Si vous n'êtes pas encore inscrit à Lucidchart, vous pouvez vous inscrire gratuitement. Connectez-vous et sélectionnez un modèle ou ouvrez un nouveau document.

2. Ajouter ou importer des formes

Chaque diagramme de classes doit inclure les formes de classes UML. Dans Lucidchart, vous pouvez ajouter l'ensemble de la bibliothèque de formes UML à votre barre d'outils. Cliquez sur Formes sur le côté gauche de l'éditeur et choisissez "UML." À partir de là, vous pouvez aller au-delà de la bibliothèque UML par défaut si votre diagramme nécessite des visuels supplémentaires ou des ressources personnalisées. Si vous avez encore besoin de formes, vous pouvez rechercher des icônes à l'aide de la fonctionnalité de recherche d'images, ou vous pouvez importer vos propres modèles et icônes. En ce qui concerne les formes, il n'y a aucune limite dans Lucidchart. Lorsque vous placez une forme de classe, vous pouvez choisir le niveau de détail à afficher — certains diagrammes omettent les attributs et les opérations pour rester à un niveau général. Le symbole de classe standard comporte trois lignes, mais vous pouvez utiliser une forme similaire qui omet les deux lignes inférieures si vous préférez.

3. Ajouter des textes et des concepts à votre diagramme de classes

Au fur et à mesure que vous remplissez chaque classe, suivez la convention standard ligne par ligne afin que les lecteurs puissent interpréter rapidement ce qu'ils voient. Pour ajouter du texte dans chaque ligne de la forme de la classe, il vous suffit de cliquer et de saisir votre texte. La première ligne ne doit inclure que le nom de la classe, tandis que la deuxième présente les attributs de la classe. La dernière section répertorie les méthodes ou opérations potentielles que la classe pourrait effectuer. Continuez à ajouter des formes de classes jusqu'à ce que votre application statique soit entièrement représentée.

Indiquez la portée en soulignant certains membres (le terme désignant les attributs ou les méthodes d'une classe). Les membres peuvent être classés comme des instances ou des classificateurs. Les classificateurs sont souvent reconnus comme statiques, ce qui signifie que les valeurs des attributs restent les mêmes dans toutes les instances et que l'appel d'une méthode n'affecte pas l'état de l'instance. En comparaison, les instances contiennent des méthodes qui peuvent modifier l'état de l'instance et des valeurs d'attributs qui peuvent varier d'une instance à l'autre. Pour indiquer un classificateur, il suffit de souligner son nom ; laissez le texte tel quel pour indiquer une instance.

Démontrez la visibilité en plaçant le symbole de visibilité approprié à l'intérieur de la forme de la classe et avant l'attribut ou la méthode en question. C'est ce qu'on appelle aussi évaluer la visibilité. Utilisez le symbole associé à chaque niveau d'accès : public (+), privé (-), protégé (#), package (~) et dérivé (/).

Montrez à votre public les interactions avec les diagrammes de classes et d'objets, ou les relations et les liens qui existent entre les objets. Dans Lucidchart, vous pouvez indiquer les relations entre les objets en traçant une ligne, puis en modifiant le style de notation selon vos besoins.

4. Formater votre diagramme de classes

Une fois le contenu en place, vous pouvez peaufiner l'aspect du diagramme et le rendre plus facile à assimiler grâce à un style cohérent. Formatez facilement vos diagrammes de classes dans Lucidchart en mettant à jour les polices, les couleurs et les paramètres de ligne.

5. Publier, implémenter et partager

Enfin, les diagrammes de classes sont d'autant plus précieux qu'ils sont partagés, qu'ils soient intégrés à la documentation, distribués aux parties prenantes ou intégrés aux outils que votre équipe utilise déjà. Une fois que vous avez créé un diagramme de classes dans Lucidchart, vous pouvez facilement le partager pour améliorer la compréhension au sein de l'ensemble de votre organisation. Publiez et intégrez votre graphique dans le wiki de votre entreprise, ou envoyez-le à d'autres utilisateurs actuels ou non de Lucidchart grâce à des fonctionnalités de partage simples. Vous pouvez également télécharger votre diagramme de classes final dans n'importe quel format de fichier.

Grâce aux nombreuses intégrations Lucidchart, vous pouvez include vos diagrammes de classes dans les applications que vous utilisez au quotidien. Avec nos intégrations Google Workspace gratuites, vous pouvez ajouter votre diagramme de classes avec un contexte supplémentaire dans Google Docs, Sheets ou Slides. Nos intégrations Microsoft vous permettent d'importer vos diagrammes de manière transparente après avoir collaboré en temps réel dans le cloud.

Les diagrammes de classes sont l'un des types de diagrammes les plus courants en UML, et Lucidchart a facilité leur compréhension et leur création. Plongez directement dans l'un de nos modèles, importez un diagramme de classes existant et continuez à y travailler dans Lucidchart, ou partez de zéro. Nous disposons de toutes les fonctionnalités et de tous les outils dont vous avez besoin pour commencer.