Class Diagram là gì? Cách thiết kế Class Diagram hiệu quả

Class Diagram là gì?

Class Diagram, hay biểu đồ lớp, là một phần của Unified Modeling Language (UML), được sử dụng để mô tả cấu trúc của hệ thống phần mềm thông qua các lớp (class), thuộc tính (attribute), phương thức (method) và mối quan hệ giữa chúng. Nó giúp các lập trình viên hình dung rõ ràng cách thức hoạt động của phần mềm và là cơ sở cho việc phát triển và bảo trì mã nguồn.

>>> Tham khảo các khóa học BA uy tín, hiệu quả hiện nay

Thành phần cơ bản của Class Diagram

Sau khi đã hiểu được Class Diagram là gì, chúng ta cũng cần phải biết về 4 thành phần cơ bản của nó. Một Class Diagram bao gồm các thành phần sau:

Lớp (Class)

Class là thành phần chính trong bản vẽ Class Diagram, nó đại diện cho một đối tượng trong hệ thống. Class mô tả về một nhóm đối tượng có cùng hành động và tính chất trong hệ thống. Ví dụ khi mô tả về khách hàng, chúng ta dùng lớp “Customer”. Class được mô tả sẽ bao gồm tên Class, thuộc tính và phương thức.

Thuộc tính (Attribute)

Attribute là các đặc điểm hoặc thông tin liên quan đến lớp. Nó được dùng để mô tả tính chất của các đối tượng. Ví dụ như khách hàng có Địa chỉ, Mã khách hàng, Tên khách hàng, Ngày sinh v.v…

Phương thức (Method)

Method là các hành động hoặc chức năng mà lớp có thể thực hiện trong hệ thống. Nó thể hiện hành vi của các đối tượng do lớp Class tạo ra.

Quan hệ (Relationship)

Relationship là mối liên kết giữa các lớp trong hệ thống. Mối quan hệ (Relationship) là yếu tố quan trọng giúp kết nối các lớp (Class) lại với nhau trong Class Diagram. Việc nắm vững các loại mối quan hệ này sẽ giúp bạn hiểu rõ cấu trúc và cách thức hoạt động của hệ thống phần mềm.

Dưới đây là một số loại Relationship thường gặp:

1. Association (Liên kết)

• Thể hiện mối liên quan giữa hai lớp.
• Ví dụ: "Khách hàng" có "Tài khoản" và "Tài khoản" được sở hữu bởi "Khách hàng".

2. Aggregation (Tập hợp)

• Là một dạng mạnh hơn của Association.
• Các đối tượng cùng tồn tại và cùng kết thúc vòng đời.
• Ví dụ: "Cửa sổ" được lắp trên "Khung cửa hình chữ nhật", nó có thể sinh ra cùng lúc.

3. Composition (Thành phần)

• Là dạng mạnh nhất trong các mối quan hệ.
• Một lớp là một phần của lớp khác.
• Cùng sinh ra và cùng chết đi.
• Ví dụ: "Địa chỉ nhà" là một phần của "Khách hàng", nên chỉ khi nào xuất hiện đối tượng Customer thì mới phát sinh đối tượng Mailing Address.

4. Generalization (Kế thừa)

• Mối quan hệ "cha-con" phổ biến trong lập trình hướng đối tượng.
• Lớp con thừa kế thuộc tính và phương thức từ lớp cha.
• Ví dụ: "Tài khoản" là lớp cha của "Tài khoản ngắn hạn", "Tài khoản dài hạn", "Tài khoản vãng lai", "Tài khoản tiết kiệm".

Ngoài ra, còn có một số loại mối quan hệ khác như dependence (phụ thuộc) và realization (thực hiện), tuy nhiên ít được sử dụng hơn.

Tìm hiểu thêm các bài viết liên quan:

• Sequence Diagram là gì - Cẩm nang từ A đến Z cho người mới
• Use Case là gì? Tìm hiểu về sơ đồ Use Case từ A đến Z
• Activity diagram là gì? Hướng dẫn sử dụng cho BA

Phạm vi truy cập trong Class Diagram

Phạm vi truy cập (Access Modifier) trong Class diagram xác định mức độ truy cập mà các lớp khác có thể đối với các thuộc tính và phương thức của một lớp. Việc sử dụng Access Modifier giúp kiểm soát sự phức tạp của hệ thống và ngăn chặn truy cập trái phép vào dữ liệu.

Có 4 mức độ truy cập chính:

1. Private (-): Chỉ có các đối tượng được tạo từ chính class này mới có thể truy cập thuộc tính và phương thức được đánh dấu là private. 
2. Public (+): Mọi đối tượng trong hệ thống đều có thể truy cập thuộc tính và phương thức được đánh dấu là public.
3. Protected (#): Chỉ có các đối tượng được tạo từ chính class này và các class kế thừa từ nó mới có thể truy cập thuộc tính và phương thức được đánh dấu là protected.
4. Package/Default: Các đối tượng được tạo từ các class trong cùng gói (package) có thể truy cập thuộc tính và phương thức được đánh dấu là package/default.

Ngoài 4 mức độ truy cập chính này, một số ngôn ngữ lập trình còn cung cấp các mức độ truy cập khác, ví dụ như internal trong C#.

Tại sao class diagram lại quan trọng?

Class Diagram đóng vai trò then chốt trong việc thiết kế phần mềm, mang đến cái nhìn tổng quan về cấu trúc và mối quan hệ giữa các thành phần tạo nên hệ thống. Nhờ vậy, các thành viên trong nhóm phát triển có thể dễ dàng hiểu được cấu trúc tổng thể của hệ thống, từ đó tạo nền tảng vững chắc cho việc triển khai các bước tiếp theo. Việc sử dụng biểu đồ giúp họ dễ dàng trao đổi và thống nhất ý tưởng về thiết kế hệ thống, tránh hiểu lầm và sai sót trong quá trình phát triển.

Class Diagram hỗ trợ việc mở rộng và tích hợp các tính năng mới một cách thuận tiện. Nhờ cấu trúc rõ ràng và các mối quan hệ được xác định cụ thể, việc thêm vào các thành phần mới vào hệ thống trở nên dễ dàng hơn, tiết kiệm thời gian và công sức.

Class Diagram giúp việc bảo trì mã nguồn trở nên dễ dàng hơn. Bằng cách nhìn vào biểu đồ, các nhà phát triển có thể nhanh chóng xác định vị trí của các lỗi và sửa chữa chúng một cách hiệu quả. Nhờ vậy, việc bảo trì hệ thống được thực hiện nhanh chóng và tiết kiệm chi phí.

Tuy là một trong những bản vẽ quan trọng nhất, Class Diagram cũng được đánh giá là khó xây dựng nhất bởi đòi hỏi người thiết kế phải đưa ra nhiều quyết định quan trọng về cấu trúc hệ thống.

>>>Xem thêm: Diagram là gì? Tổng hợp các loại diagram phổ biến