UMLのクラス図とオブジェクト図：例を交えた包括的なガイド

統合化モデリング言語（UML）はソフトウェアシステムを可視化するための強力なツールです。UMLにおける2つの主要な図はクラス図およびオブジェクト図です。見た目は似ているかもしれませんが、ソフトウェア設計および分析においてそれぞれ異なる目的を果たします。

このチュートリアルでは、以下の内容を扱います：

• 以下の違いを説明します：クラス図およびオブジェクト図.
• それぞれについて、実際の例を提供します。
• システムモデリングにおいて、どのように互いに補完し合うかを示します。

1. UMLクラス図：システムの設計図

クラス図とは何ですか？

Aクラス図は静的システム構造の表現です。以下の内容を定義します：

• クラス（オブジェクトのテンプレート）
• 属性（クラスのプロパティ）
• メソッド（クラスの関数）
• 関係 (関連、継承、依存関係)

クラス図を使うべきタイミングはいつか？

• ソフトウェアアーキテクチャの設計。
• システム構造の文書化。
• 開発者が実装を行う際のガイドライン。

例：「大学システム」のクラス図

説明：

• 学生, 授業、および教授はクラスである。
• 各クラスには属性（例：学生ID, 名前).
• 各クラスにはメソッド（例：登録(), 授業を教える()).

2. UMLオブジェクト図：実行時オブジェクトのスナップショット

オブジェクト図とは何か？

ある オブジェクト図は、動的特定の瞬間におけるシステムの表現です。次を示します：

• オブジェクト（クラスのインスタンス）
• 属性値（オブジェクトの現在の状態）
• リンク（オブジェクト間の関係）

オブジェクト図を使うべきタイミングは？

• 実行時における問題のデバッグ。
• 実際のデータを使ってクラス図の妥当性を検証する。
• 特定のシステムのシナリオを説明する。

例：「大学システム」のオブジェクト図

説明：

• :学生, :授業、および:教授はオブジェクト（クラスのインスタンス）です。
• 各オブジェクトには現在の属性値（例：学生ID = 101).
• リンクは関係を示します（例：アリスは「OOP」に登録されています）。

3. クラス図とオブジェクト図の主な違い

4. 両者がどのように連携するか

1. クラス図　構造を定義する。
2. オブジェクト図　その構造を実際のデータで具現化する。

例：

• A クラス図　は、車　クラスを定義し、属性（モデル, 年).
• ある オブジェクト図 は特定の 車 オブジェクト（モデル = "Tesla", 年 = 2023).

5. 実践演習

課題：「図書館システム」をモデル化する

1. クラス図を作成する 以下を含む：

   • 本 （属性： タイトル, 著者, ISBN)
   • 会員 （属性： 会員ID, 名前)
   • 図書館 （メソッド： borrowBook(), returnBook())

2. オブジェクト図を作成する表示:

   • A Book オブジェクト (title = "UMLガイド", author = "John Doe")
   • A Member オブジェクト (memberID = 1, name = "Alice")
   • Aliceが「UMLガイド」を借りていることを示すリンク

結論

• クラス図 = ブループリント (静的構造).
• オブジェクト図 = スナップショット (実行時状態).
• 両方を活用して 設計、検証、デバッグを行うシステムを効果的に運用する。