複合構造図

統一モデリング言語（UML） における複合構造図^[1]は、クラスの内部構造と、この構造によって可能になる コラボレーションを示す静的構造図の一種です。

この図には、内部パーツ、パーツ同士がやり取りするポート、またはクラスのインスタンスがパーツや外部とやり取りするポート、パーツ間またはポート間のコネクタを含めることができます。複合構造は、実行時に連携して何らかの目的を達成する、相互接続された要素のセットです。各要素には、連携における 定義された役割があります。

UML 2.0仕様で識別される主要な複合構造エンティティは、構造化分類子、パーツ、ポート、コネクタ、コラボレーションです。^[2]

• パート: パートは、実行時に分類子の 1 つのインスタンスまたはインスタンスのコレクションによって実行されるロールを表します。パートはロールのみを指定することも、抽象スーパークラスを指定することも、特定の具象クラスを指定することもできます。パートには、図の Viewer に示されている [0..*] などの多重度係数を含めることができます。
• ポート: ポートは、構造化された分類子をその部分や環境に接続するために使用できる相互作用ポイントです。ポートは、オプションで、提供するサービスとシステムの他の部分から要求するサービスを指定できます。図では、小さな四角形がそれぞれポートです。各ポートにはタイプがあり、図では「var」、「indVar1」、「view」などの名前が付けられています。ポートには、たとえば [3] のように多重度係数が含まれる場合があります。

ポートは、受信したリクエストを内部パーツに委任することも、ポートが含まれる構造化分類子の動作に直接渡すこともできます。環境内で可視のパブリック ポートは境界をまたいで表示され、環境内で可視でない保護ポートは境界内に表示されます。図のポートはすべてパブリックですが、FibonacciSystem の右側の境界に沿ったビュー ポートは例外です。

• コネクタ:コネクタは2 つ以上のエンティティを結合し、実行時に相互作用できるようにします。コネクタは、パーツ、ポート、構造化分類子の組み合わせ間の線として表示されます。図には、ポート間の 3 つのコネクタと、構造化分類子とパーツ間の 1 つのコネクタが示されています。
• コラボレーション:コラボレーションは、一般的に構造化された分類子よりも抽象的です。コラボレーションでインスタンスが果たすことができる役割を含む点線の楕円として表示されます。
• 構造化分類子: StructuredClassifierは、部分間の相互作用を通じて動作を完全にまたは部分的に記述できるクラス (多くの場合は抽象クラス) を表します。
• カプセル化された分類子: EncapsulatedClassifierは、ポートを含む構造化された分類子の一種です。下の図では、FibonacciSystem と Variable はどちらも境界に沿ってポートを持っているため、カプセル化された分類子です。

例として、フィボナッチ数列の生成をモデル化する 1 つの方法を考えてみましょう。

この UML 2.0 複合構造図は、「FibonacciSystem」クラスのインスタンスが複数の部分から構成されていることを示しています。これらの部分の最上位は、分類子「FibonacciFunction」を持つものとして識別されます。3 つの部分は、FibonacciSystemのインスタンス内で果たす役割( NMinus2役割、NMinus1役割、およびN役割) によって識別されます。分類子Viewerによって識別される 5 番目の部分には、多重度指定が含まれます。実行時には、Viewer のインスタンスが 0 個以上、または Viewer の具体的なサブクラスが存在する可能性があります。

実行時に、これら 3 つのロールを実装するクラス インスタンスは、 var ポートを通じて IVar インターフェイスで指定されたサービスを提供する必要があります。そのようなクラスの 1 つがVariable で、図ではIVarインターフェイスを実現するVar型のvarという名前のポートとともに示されています。

「view」という名前のポートは、 FibonacciSystemのインスタンスがViewerのオプションのインスタンスにアクセスするために使用できる非パブリック ポートです。

ウィキメディア・コモンズには、複合構造図に関連するメディアがあります。

• 公式 UML 2.0 仕様を含む UML に関する一般情報。特に、複合構造に関する大きなセクションを参照してください。
• Xholon オープンソース プロジェクトは、複合構造に関係する一連のリンクを維持しています。
• UML 2 複合構造図