Diagrama de Classes UML: Guia Completo de Referência

Introdução aos Diagramas de Classes

Diagrama de Classesfornece uma visão geral do sistema-alvo descrevendo os objetos e classes dentro do sistema e as relações entre eles. Oferece uma ampla variedade de usos; desde o modelamento da estrutura de dados específica do domínio até o projeto detalhado do sistema-alvo.

Principais Benefícios:

Modelagem de Domínio: Capture entidades de negócios e suas relações
Projeto de Sistema: Defina a arquitetura de software ao nível de classe
Geração de Código: Gere código de implementação a partir de elementos do modelo
Documentação: Crie documentação técnica sustentável
Reutilização de Modelo: Compartilhe modelos de classes entre diagramas de interação para modelagem de comportamento dinâmico
Geração Automatizada: Use o Diagrama de Formulário para gerar diagramas automaticamente com escopo definido pelo usuário

Notações e Elementos Principais

Elementos Estruturais Básicos

Classe

Definição: Uma classe descreve um conjunto de objetos que compartilham as mesmas especificações de características, restrições e semântica. A classe é um tipo de classificador cujas características são atributos e operações.

Propriedades Principais:

Propriedade	Descrição
Nome	O nome da classe
Pai	O elemento do modelo que possui a classe
Visibilidade	Determina a aparência e acessibilidade do namespace
Abstrato	Se verdadeiro, a classe não pode ser instanciada diretamente
Folha	Se verdadeiro, a classe não pode ser mais especializada
Raiz	Indica se a classe não possui ancestrais
Ativo	Determina se os objetos são ativos (concorrentes) ou passivos
Atributos	Propriedades diretas possuídas pela classe
Operações	Recursos comportamentais que especificam parâmetros de invocação
Parâmetros de modelo	Parâmetros formais para vinculação de modelo

Classe <>

Definição: Uma forma de classe que atua como um contêiner de literais de enumeração. Por exemplo, uma enumeração Cor contém literais de enumeração vermelho, verde, e azul.

Classe <>

Definição: Uma interface é um tipo de classificador que representa uma declaração de um conjunto de recursos públicos coerentes e obrigações. Uma interface especifica um contrato; qualquer instância de um classificador que realize a interface deve cumprir esse contrato.

Características Principais:

Interfaces são declarações e não instanciáveis
Implementadas por instâncias de classificadores instanciáveis
Um classificador pode implementar múltiplas interfaces
Pode incluir restrições e especificações de protocolo

Classe <>

Definição: Uma forma de classe que representa um tipo de dados pré-definido. Por exemplo, uma booleano classe (tipo).

Nota

Definição: Uma nota (comentário) fornece a capacidade de anexar vários comentários a elementos. Um comentário não possui força semântica, mas pode conter informações úteis para um modelador.

Restrição

Definição: Uma condição ou restrição expressa em texto em linguagem natural ou em uma linguagem legível por máquina, com o propósito de declarar parte da semântica de um elemento.

Propriedades:

Propriedade	Descrição
Nome	Nome opcional da restrição
Expressão	A condição que deve ser verdadeira para satisfação
Documentação	Descrição da restrição

Colaboração

Definição: Uma colaboração é representada como um tipo de classificador e define um conjunto de entidades cooperativas a serem desempenhadas por instâncias (seus papéis), bem como um conjunto de conectores que definem caminhos de comunicação entre as instâncias participantes.

Modelo

Definição: Um pacote de nível superior que contém todo o modelo ou uma parte significativa dele.

NÁRIO

Definição: Representa uma associação n-ária que conecta múltiplos classificadores simultaneamente.

Tipos de Relacionamento

Relacionamentos de Associação

Associação (Sem agregação)

Definição: Uma associação especifica uma relação semântica que pode ocorrer entre instâncias tipadas. Ela possui pelo menos dois extremos representados por propriedades, cada uma das quais está conectada ao tipo do extremo.

Propriedades Principais:

Propriedade	Descrição
Nome	O nome da associação
Visibilidade	Aparência e acessibilidade no namespace
Extremo da Associação De/Para	Fonte e destino da associação
Abstrato	Se verdadeiro, a associação é incompleta e não instanciável
Folha	Se verdadeiro, a associação não pode ser mais especializada
Derivado	Especifica se é derivado de outros elementos do modelo

Agregação (Associação compartilhada)

Definição: Um tipo de associação que tem um de seus extremos marcadocompartilhadocomo um tipo de agregação, significando que possui uma agregação compartilhada (relação todo-parte em que as partes podem existir independentemente).

Composição (associação composta)

Definição: Uma forma forte de agregação em que uma instância de parte pode ser incluída em no máximo um composto por vez. Se um composto for excluído, suas partes geralmente são excluídas juntamente com ele.

Características Principais:

As partes não podem pertencer a múltiplos compostos simultaneamente
Excluir o composto geralmente exclui suas partes
As partes podem ser removidas antes da exclusão do composto
As composições podem formar grafos acíclicos direcionados com exclusão transitiva

Classe de Associação

Definição: Um elemento de modelo que possui propriedades de associação e de classe. Uma Classe de Associação pode ser vista como uma associação que também possui propriedades de classe, ou como uma classe que também possui propriedades de associação.

Recurso Relacionado: Desenhar classe de associação

Relacionamentos de Dependência

Dependência

Definição: Uma relação que indica que um elemento ou um conjunto de elementos de modelo requer outros elementos de modelo para sua especificação ou implementação.

Propriedades:

Propriedade	Descrição
Fornecedor	Elemento(s) independente(s) na relação
Cliente	Elemento(s) dependente(s) na relação
Visibilidade	Aparência e acessibilidade do namespace
Mapeamento	Expressão opcional que indica a relação

Abstração

Definição: Uma relação que relaciona dois elementos ou conjuntos de elementos que representam o mesmo conceito em níveis diferentes de abstração ou de perspectivas distintas.

Realização

Definição: Uma relação de abstração especializada entre dois conjuntos de elementos de modelo, um dos quais representa uma especificação (o fornecedor) e o outro representa uma implementação deste último (o cliente).

Casos de uso: Refinamento passo a passo, otimizações, transformações, modelos, síntese de modelos, composição de frameworks

Generalização

Definição: Uma relação taxonômica entre um classificador mais geral e um classificador mais específico. Cada instância do classificador específico também é uma instância indireta do classificador geral.

Propriedade-chave:

Propriedade	Descrição
Substituível	Se verdadeiro, o classificador específico pode substituir o classificador geral em tempo de execução

Uso

Definição: Uma relação na qual um elemento exige outro elemento (ou conjunto de elementos) para sua implementação ou operação completa.

Acesso

Definição: Uma importação de elemento definida como uma relação direcionada entre um namespace importador e um elemento pacotável. O nome do elemento pacotável ou seu alias é adicionado ao namespace do namespace importador.

Notação:

<<import>>palavra-chave para visibilidade pública
<<acesso>>palavra-chave para visibilidade privada

Importação

Definição: Uma importação de pacote é definida como uma relação direcionada que identifica um pacote cujos membros devem ser importados por um namespace.

Permissão

Definição: Um tipo de dependência que concede a um elemento de modelo permissão para acessar elementos em outro namespace.

Instanciação

Definição: Uma dependência de uso entre classificadores que indica que operações no cliente criam instâncias do fornecedor.

Vinculação

Definição: A Vinculação de Modelo é uma relação direcionada de um elemento modelável vinculado para a assinatura do modelo-alvo. Uma Vinculação de Modelo possui um conjunto de substituições de parâmetros de modelo.

Derivar

Definição: Especifica uma relação de derivação entre elementos de modelo que geralmente, mas não necessariamente, são do mesmo tipo. Uma dependência derivada especifica que o cliente pode ser calculado a partir do fornecedor.

Refinar

Definição: Especifica uma relação de aprimoramento entre elementos de modelo em níveis semânticos diferentes, como análise e design.

Casos de Uso: Transformações da análise para o design, evolução do modelo

Rastreamento

Definição: Especifica uma relação de rastreamento entre elementos de modelo ou conjuntos de elementos de modelo que representam o mesmo conceito em modelos diferentes.

Uso Principal: Rastreamento de requisitos e mudanças entre modelos; o mapeamento é geralmente informal e bidirecional

Substituição

Definição: Uma relação entre dois classificadores que indica que o classificador substituto está em conformidade com o contrato especificado pelo classificador de contrato.

Implicação: Instâncias do classificador substituto são substituíveis em tempo de execução onde instâncias do classificador de contrato são esperadas.

Mesclar

Definição: Uma mesclagem de pacotes é uma relação direcionada entre dois pacotes que indica que os conteúdos dos dois pacotes devem ser combinados.

Características Principais:

Semelhante à Generalização, mas para conteúdos de pacotes
Usado quando elementos em pacotes diferentes representam o mesmo conceito
Permite a extensão incremental de conceitos básicos
Particularmente útil na meta-modelagem e na definição de metamodelos UML

Variantes de Classe e Estereótipos

Classes Específicas de ORM

Classe <>

Definição: Uma forma especial de classe que pode ser usada para modelar um modelo de objeto de um banco de dados relacional. O código ORM pode ser gerado a partir de um conjunto de classes ORM Persistíveis.

Propriedades Adicionais:

Propriedade	Descrição
Detalhes da Classe ORM	Configurações que afetam a geração de código ORM
Chave de Negócio	Usado para gerar operações equals() e hashCode()
Consulta ORM	Define Qualificadores ORM e consultas nomeadas

Propriedade	Descrição
Detalhes do Código da Classe EJB	Atributos relacionados ao EJB para geração de código

Propriedades e Configuração

Referência às Propriedades Comuns da Classe

Propriedade	Aplica-se a	Descrição
Nome	Todos os elementos	Identificador para o elemento do modelo
Pai	Classes, Interfaces	Elemento do modelo proprietário
Visibilidade	A maioria dos elementos	Controla a aparência do namespace: `público`, `privado`, `protegido`, `pacote`
Abstrato	Classes, Associações	Se verdadeiro, o elemento é incompleto e não pode ser instanciado diretamente
Folha	Classes, Associações	Se verdadeiro, o elemento não pode ser mais especializado
Raiz	Classes	Indica se o elemento não possui ancestrais
Ativo	Classes	Determina se os objetos são ativos (concorrentes) ou passivos
Modelo de Negócio	Classes	Sinalizador para marcar como uma “classe de negócios”
Atributos	Classes	Propriedades diretas possuídas pela classe
Operações	Classes	Recursos comportamentais com parâmetros e restrições
Parâmetros de Modelo	Elementos modeláveis	Parâmetros formais para elementos genéricos/parametrizados
Derivado	Associações	Especifica se o elemento é derivado de outros elementos do modelo

Configurações de Geração de Código

Configuração Específica para Java

Anotações Java: Metadados adicionados ao código-fonte Java para fins de anotação
Engenharia de Ida e Volta: Gerar e sincronizar código Java

Configuração Específica para ORM

Consulta ORM: Define qualificadores e consultas nomeadas para classes persistíveis
Chave de Negócio: Configure campos usados para a geração de equals()/hashCode()
Mapeamento de Coluna: Especifique nomes e tipos de colunas do banco de dados

Tipos de Diagramas UML Relacionados

Diagramas de classe integram-se a outros diagramas UML para modelagem abrangente de sistemas:

Tipo de Diagrama	Propósito	Link
Diagrama de Caso de Uso	Capturar requisitos funcionais	Diagrama de caso de uso
Diagrama de Sequência	Modelar interações dinâmicas ao longo do tempo	Diagrama de sequência
Diagrama de Comunicação	Mostrar interações e links entre objetos	Diagrama de comunicação
Diagrama de Máquina de Estados	Modelar o ciclo de vida e os estados dos objetos	Diagrama de máquina de estados
Diagrama de Atividade	Representar fluxos de trabalho e processos	Diagrama de atividade
Diagrama de Componente	Mostrar componentes de software físicos	Diagrama de componente
Diagrama de Implantação	Modelar a implantação de hardware e software	Diagrama de implantação
Diagrama de Pacote	Organizar elementos do modelo em pacotes	Diagrama de pacote
Diagrama de Objeto	Mostrar instâncias em um momento específico	Diagrama de objeto
Diagrama de Estrutura Composta	Modelar a estrutura interna dos classificadores	Diagrama de estrutura composta
Diagrama de Tempo	Focar nas restrições de tempo	Diagrama de tempo
Diagrama de Visão Geral de Interação	Combinar diagramas de interação e diagramas de atividade	Diagrama de visão geral de interação

Lista de Referências

Referências de Diagramas Principais
Diagrama de Casos de Uso: Representação visual da funcionalidade do sistema do ponto de vista do usuário, capturando atores e seus objetivos.
Diagrama de Sequência: Mostra interações entre objetos organizadas em sequência temporal, enfatizando a ordem das mensagens.
Diagrama de Comunicação: Exibe interações entre objetos com ênfase nas relações estruturais entre eles.
Diagrama de Máquina de Estados: Modela o comportamento dinâmico de um objeto através de seus estados de ciclo de vida e transições.
Diagrama de Atividade: Representa fluxos de trabalho, processos de negócios e etapas operacionais com fluxo de controle.
Diagrama de Componente: Ilustra componentes de software físicos, suas interfaces e dependências.
Diagrama de Implantação: Mostra nós de hardware, artefatos de software e suas relações de implantação.
Diagrama de Pacote: Organiza elementos do modelo em pacotes hierárquicos para modularidade e gerenciamento de namespace.
Diagrama de Objeto: Exibe instâncias de classes e seus links em um ponto específico no tempo.
Diagrama de Estrutura Composta: Modela a estrutura interna de classificadores, incluindo partes, portas e conectores.
Diagrama de Tempo: Foca em restrições de tempo e mudanças de estado em intervalos de tempo precisos.
Diagrama de Visão Geral de Interação: Combina diagramas de interação com notação de diagrama de atividade para fluxo de interação de alto nível.
Referências de Notação de Diagrama de Classe
Abstração: Relação entre elementos que representam o mesmo conceito em níveis diferentes de abstração.
Acesso: Relação de importação de elemento que controla a visibilidade dos elementos pacotáveis importados.
Agregação (Associação compartilhada): Relação todo-parte em que as partes podem existir independentemente do todo.
Associação (Sem agregação): Relação semântica entre instâncias tipadas com extremidades navegáveis.
Classe de associação: Elemento de modelo que combina propriedades de associação e de classe para atributos de relacionamento.
Vinculação: Relação de vinculação de modelo com substituições de parâmetros para elementos genéricos.
Classe: Classificador principal que descreve objetos com recursos, atributos e operações compartilhados.
Classe <>: Classe container para literais de enumeração que representam conjuntos de valores fixos.
Classe <>: Especificação de contrato que declara recursos públicos para classificadores implementadores.
Classe <>: Classe de tipo de dados pré-definido que representa tipos básicos da linguagem.
Classe <>: Classe mapeada para banco de dados que suporta geração de código ORM e persistência.
Classe <>: Classe base abstrata para compartilhar atributos comuns ORM entre subclasses persistíveis.
Classe <>: Tipo personalizado persistido como coluna de banco de dados em vez de tabela de entidade.
Classe <>: Tipo parametrizado que permite a validação da correção dos dados no código ORM.
Classe <>: Classe de bean de entidade EJB para modelagem de aplicações Java empresariais.
Colaboração: Classificador que define papéis cooperativos e caminhos de comunicação para instâncias interativas.
Composição (Associação composta): Relação forte todo-parte com propriedade exclusiva e exclusão em cascata.
Restrição: Condição ou restrição que declara o significado dos elementos do modelo.
Dependência: Relação que indica que um elemento exige outro para especificação ou implementação.
Derivar: Relação que especifica que o elemento cliente é computável a partir do elemento fornecedor.
Generalização: Relação de herança onde o classificador específico herda características do classificador geral.
Importar: Relação de importação de pacote que torna os membros do pacote disponíveis para o namespace que importa.
Instanciação: Dependência que indica que operações do cliente criam instâncias do classificador fornecedor.
Mesclar: Mesclagem de pacotes que combina os conteúdos de dois pacotes para extensão incremental de conceitos.
Modelo: Container de nível superior para organizar elementos do modelo e pacotes.
N-ÁRIO: Associação n-ária que conecta múltiplos classificadores simultaneamente.
Nota: Elemento de comentário para anexar observações não semânticas a elementos do modelo.
Permissão: Dependência que concede permissão de acesso a elementos em outro namespace.
Realização: Abstração especializada onde o cliente implementa a especificação definida pelo fornecedor.
Refinar: Relação entre elementos do modelo em níveis semânticos diferentes, como análise e design.
Substituição: Relação que indica que o classificador substituto está em conformidade com a especificação do classificador de contrato.
Rastrear: Rastreamento de relacionamentos com o mesmo conceito em modelos diferentes, principalmente para gestão de requisitos.
Uso: Dependência em que o elemento cliente exige o elemento fornecedor para implementação ou operação completa.
Tutorial e Referências de Recursos
Desenhando a Classe de Associação: Guia passo a passo para criar classes de associação no Visual Paradigm.
Gerar e Sincronizar Código Java: Tutorial para engenharia de ida e volta entre diagramas de classes e implementação Java.
Suporte a Tipo de Usuário Hibernate: Recurso para implementar tipos de usuário personalizados do Hibernate com classes ORM-Persistable.
Referência de Padrões
Object Management Group – Linguagem Unificada de Modelagem: Fonte oficial da especificação UML da entidade reguladora da UML.
Definição das notações é citada de Object Management Group Linguagem Unificada de Modelagem (OMG UML) Versão Superestrutura 2.2 e versões anteriores (para notações que já não existem mais na especificação mais recente).

Este guia baseia-se na documentação do diagrama de classes UML do Visual Paradigm. Para as especificações mais atuais, sempre consulte os padrões oficiais OMG UML.