Diagrama de Classe

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4.1SEL3113–EngenhariadeSoftware
Programa do Módulo 2
Orientação a Objetos
– Conceitos Básicos
– Análise Orientada a Objetos (UML)
Diagrama de Classes
– Processo Unificado (RUP)
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4.2
SEL3113–EngenhariadeSoftware
Diagrama de Classes – Dados
Objetos, Classes, Atributos, Operações,
Associações, Agregação, Composição,
Herança 
Métodos Orientados a Objetos - UML

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Objetos
É a representação de uma entidade que pode ser real ou conceitual Ele pode
representar alguma coisa concreta (um computador) ou um conceito (transação
bancária).
Cada objeto tem definidas as seguintes características:
– Estado: define uma das possíveis condições nas quais um objeto pode existir.
O estado de um objeto, que é definido por um conjunto de propriedades (Atributos) mais
as relações que o objeto tem com outros objetos Estado normalmente vai mudando com
o passar do tempo (execução do sistema do qual ele faz parte).
– Comportamento: determina a maneira pela qual um objeto responde aos questionamentos
dos outros objetos, determinando cada ação que um objeto pode realizar
O comportamento de um objeto é implementado através de Operações.
– Identidade: indica a unicidade de cada objeto em um sistema, mesmo se seu estado for
idêntico ao de outro objeto.
Métodos Orientados a Objetos – UML – Diagrama de Classes
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4.4
Representando Objetos em UML
Um objeto é representado como um retângulo com o nome sublinhado.
J Clark :
Professor
: Professor
Objeto com Nome
Objeto Anônimo
Professor J Clark

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Classes
Classe: é a descrição de um grupo de objetos com propriedades comuns (Atributos),
comportamento comum (Operações), relações comuns com outros objetos além de
uma semântica comum.
Uma Classe é um padrão para a criação de objetos, e cada objeto é uma instância de
uma única classe.
Uma Classe bem definida deve capturar uma e somente uma abstração, e seu nome
deve vir do domínio da aplicação sendo definido por um substantivosendo definido por um substantivo.
eeee JP mP
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4.6
Representando Classes em UML
Uma classe é representada utilizando um retângulo com três
compartimentos:
– O nome da classe
– A estrutura (Atributos)
– O comportamento (Operações)
Professor
- name
- employeeID : UniqueId
- hireDate
- status
- discipline
- maxLoad
+ submitFinalGrade()
+ acceptCourseOffering()
+ setMaxLoad()
+ takeSabbatical()
+ teachClass()

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Relação entre Classes e Objetos
Uma classe é uma definição abstrata de um objeto.
– Ela define a estrutura e o comportamento de cada objeto da classe.
– Ela serve como um modelo para a criação dos objetos.
Classes não são coleções de objetos.
Professor
Professor Meijer
Professor Torpie
Professor Allen
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4.8
O que é um Atributo?
Um atributo é uma propriedade de uma classe com um nome e que
descreve a faixa de valores que instâncias da classe podem manter para
esta propriedade.
Uma classe pode ter qualquer número de atributos ou pode não ter
nenhum atributo.
Atributos
Student
- name
- address
- studentID
- dateOfBirth

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Atributos: Propriedades Estáticas
Atributos estão ligados às estruturas de dados
Sintaxe
– [visibilidade] nome [multiplicidade] [ : tipo ][= valor-inicial]
Três valores para a visibilidade :
– +, public (visível por todas as classes).
– #, protected (visível na classe e nas sub-classes).
– -, private (visível unicamente na classe).
eeee JP mP
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4.10
Atributos em Classes e Objetos
Classe
Objetos
Student
- name
- address
- studentID
- dateOfBirth
:Student
- name = “M. Modano”
- address = “123 Main St.”
- studentID = 9
- dateOfBirth = “03/10/1967”
:Student
- name = “D. Hatcher”
- address = “456 Oak Ln.”
- studentID = 2
- dateOfBirth = “12/11/1969”

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O que é uma Operação?
Um serviço que pode ser requisitado a um objeto para que ele
implemente um comportamento.
Uma operação tem uma assinatura, que define seus parâmetros e seu
tipo de retorno.
Uma classe pode ter qualquer número de operações ou nenhuma.
Operações
Student
+ get tuition()
+ add schedule()
+ get schedule()
+ delete schedule()
+ has prerequisites()
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4.12
Operações: Propriedades Dinâmicas
Sintaxe
– [visibilidade] nome [ (lista-parâmetros) ] [ : tipo-retorno ]
Três valores para a visibilidade :
– +, public (visível por todas as classes).
– #, protected (visível na classe e nas sub-classes).
– -, private (visível unicamente na classe).
eeee JP mP

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Exemplos
As operações de criação de objetos são implícitas pois são “padrão”.
Formação
nome : String
adicionar(nom : String) : void
validar(nom : String) : void
Inscrição
data : Date
Esporte
nome
adicionar()
invalidar()
Estudante
nome : String
número : Integer = 0
idade : Integer
ano
adicionar(nome : String) : void
s-inscrever() : Boolean
Formação: ciclo de estudos ao
qual os estudantes podem se
inscrever na instituição na qual
estão matriculados.
Criada ou invalidade pela
administração após a habilitação.
Arquivada para o histórico da
vida do estabelecimento.
Nota
Na criação da classe
ela deve ser
documentada com uma
Nota ou na própria
Documentação da
classe.
eeee JP mP
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4.14
O que é um Diagrama de Classes?
Uma visão estática do sistema.
CloseRegistrationForm
+ open()
+ close registration()
Student
+ get tuition()
+ add schedule()
+ get schedule()
+ delete schedule()
+ has pre-requisites()
Schedule
- semester
+ commit()
+ select alternate()
+ remove offering()
+ level()
+ cancel()
+ get cost()
+ delete()
+ submit()
+ save()
+ any conflicts?()
+ create with offerings()
+ update with new selections()
Professor
- name
- employeeID : UniqueId
- hireDate
- status
- discipline
- maxLoad
+ submitFinalGrade()
+ acceptCourseOffering()
+ setMaxLoad()
+ takeSabbatical()
+ teachClass()
CloseRegistrationController
+ is registration open?()
+ close registration()

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Utilização dos Diagramas de Classes
Quando modelando a visão estática do sistema, diagramas de classes
são tipicamente utilizados com três finalidades, na modelagem:
– Do vocabulário do sistema: definição das abstrações que estarão dentro ou fora
dos sistema Os diagramas de classes especificam estas abstrações e suas
responsabilidades.
– De Colaborações: grupos de classes e outros elementos que trabalham juntos para
fornecer uma solução que é maior que a soma dos elementos colaborando
Classes não trabalham sozinhas na implementação de uma solução e diagramas de
classe são a maneira utilizada para apresentar a colaboração entre as classes.
– De um esquema lógico de um banco de dados: diagramas de classe podem ser
utilizados para modelar os esquemas dos bancos de dados que serão utilizados
para tornar persistentes os objetos do sistema Diagramas de classe são um tipo
de Diagramas Entidade Relacionamento (ER) que apresentam além dos dados, o
comportamento dinâmico dos elementos através das operações Operações são
normalmente transformadas em triggers ou stored procedures do banco de dados.
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4.16
Diagrama de Classes: Exemplo
Existe uma maneira de organizar melhor estas classes?
Que problema se pode observar neste diagrama?
CloseRegistrationForm
LoginForm
Professor
BillingSystem
CloseRegistrationController
RegisterForCoursesForm
Course
CourseCatalogSystem
Student
RegistrationController
CourseOffering
Schedule

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Um mecanismo de propósito geral para organizar elementos em grupos.
Um elemento de modelagem que contém outros elementos de
modelagem.
Um pacote pode ser usado para:
– Organizar o modelo sendo desenvolvido.
– Criar uma unidade de gerenciamento da configuração.
Revisão: O que é um Pacote?
University
Artifacts
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4.18
Exemplo: Pacote Registration
Registration
CloseRegistrationForm CloseRegistrationController
RegisterForCoursesForm RegistrationControler
&

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Tipos Particulares de Classes - I
- <<entity>> - Classe Entidade: modelam informação e comportamento
associado com uma classe que tem um “longo tempo de vida” Este
tipo de classe representa uma entidade do mundo real ou pode ser
necessária para implementar tarefas internas do sistema.
– <<boundary>> - Classe de Fronteira: tratam com a comunicação entre
as entidades externas e o interior do sistema Elas podem implementar
a interface para um usuário ou para outro sistema Cada par
ator/cenário deve ser examinado na procura destas classes.
– <<control>> - Classe de Controle: modelam o comportamento
seqüencial específico para um ou mais casos de uso Elas coordenam
os eventos necessários para realizar o comportamento especificado no
caso de uso.
Classe Entidade
Classe de Fronteira
Classe de Controle
Pode-se diferenciar três tipos primários de classes através da utilização de «estereótipos»:
Métodos Orientados a Objetos - UML - Diagramas de Classes
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4.20
Tipos Particulares de Classes - II
– «interface» : associada a uma classe, ele descreve um comportamento visível Contém
somente operações.
POSterminal
I-Store
Store
storeId : Integer
POSlist : list
create()
login()
find()
getPOStotals()
updateStoreTotals()
get()
<<uses>>
POSterminal
I-Store
getPOStotals()
updateStoreTotals()
get()
Store
storeId : Integer
POSlist : list
create()
login()
find()
getPOStotals()
updateStoreTotals()
get()
<<uses>>
Uma classe «interface» é uma
Classe abstrata.
Outra representação
eeee JP mP

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Relações entre Classes
Ligação entre objetos ou classes que cria uma dependência forte entre
as classes do diagrama Três tipos básicos de relações (estruturação):
– Associação
– Agregação, Composição
– Herança
Relações de dependência, mais fracas voltadas ao projeto/realização do
modelo de base (dependências) :
– « realize » entre classe e uma interface
– « realize » entre os componentes de software de uma classe
– « trace » entre uma classe “usuário” proveniente da análise e uma classe
“componente” que é o resultado do projeto do software.
eeee JP mP
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4.22
Um relacionamento semântico entre duas ou mais classes que
especifica conexões entre suas instânciasentre suas instâncias Relação estrutural que
especifica que objetos de uma classe estão conectados a objetos de
outra classe.
Associações são representadas em UML por linhas entre as classes
Dados “podem fluir” através das associações de uma classe para outra.
Uma associação representa uma informação cujo tempo de vida não é
negligenciável em relação à dinâmica geral dos objetos associados.
O que é uma Associação
Student Schedule

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Nome das Associações: como regra geral, pode-se dizer que as
associações devem ser nomeadas com formas verbais ativas ou passivas
Elas devem ser representadas em itálico e pode-se colocar os sinais
de < > para indicar o sentido de leitura do nome das associações.
Papel: é o nome dado as extremidades de uma associação
representando um pseudo-atributo da classe fonte Um papel deve ter
um nome único no conjunto de atributos da classe fonte O papel
descreve como uma classe vê a outra classe através da associação.
Cada associação binária pode possuir dois papeis, um em cada
extremidade Os papeis são nomeados com uma forma nominal.
O que é uma Associação
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4.24
O que é Multiplicidade?
Multiplicidade indica o número de instâncias de uma classe que se relaciona a UMA
instância de outra classe.
Para cada associação, existem duas decisões que devem ser tomadas a respeito das
multiplicidades para cada final de associação:
– Para cada instância de Professor, diversos cursos podem ser oferecidos.
– Para cada instância de CourseOffering, pode-se ter um ou nenhum Professor
como instrutor.
Indicadores de multiplicidade:
Professor CourseOffering
0..1 0..*0..1 0..*
instructor
1 exatamente um.
0..*, ou * zero ou mais.
1..* um ou mais.
0..1 zero ou um (elemento opcional).
5..8 faixa específica (5, 6, 7, ou 8 ).
4..7, 9 combinação (4, 5, 6, 7, ou 9).
&
Métodos Orientados a Objetos - UML - Diagramas de Classes - Associações

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Relações que têm como origem e destino uma única classe.
Normalmente isto não indica que um objeto da classe tem uma
associação com ele mesmo Geralmente indicam relações existentes
entre diferentes objetos da mesma classe.
Com associações reflexivas para se nomear a associação são utilizados
papeis e não nomes de associação.
Associação Reflexiva
Pessoa
2+pais
+crianças
2
0, n
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4.26
Multiplicidade: Exemplo
RegisterForCoursesForm
CourseOfferingSchedule
0..4
0..*Student
0..*
1
RegistrationController
1
1
1
1
0..1
0..1
1. Descreva os relacionamentos entre: RegisterForCoursesForm e
RegistrationController; Schedule para Student; e CourseOffering para
Schedule. Quais são os limites superiores e inferiores destes relacionamentos?
2. Qual relacionamento é obrigatório? O que isto significa?
3. Quantos CourseOffering podem aparecer em um Schedule?
4. Quantos Student estão ligados a cada Schedule?
5. Pode um Schedule existir sem um Student?
6. Quantos Schedule podem ser abertos em um RegisterForCoursesForm?

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Estudante
nome : String
idade : Integer
ano
adicionar(Nom : String) : void
Curso
nome : String
adicionar()
validar()
1..41..n 1..41..n
Inscrito >+inscrição
Associações: Exemplo
O Curso no qual o estudante se inscreve não faz parte dos atributos
de Estudante É a associaassociaassociaassociaççççãoãoãoão que traduz esta característica.
Papel (não é necessário que esteja dos dois lados)
Nome da associação (em itálico)
> Como ler a associação
Cardinalidades (invertidas)
eeee JP mP
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4.28
Classe Associativa
Inscrição
data : Date Inscrição de um estudante
em um curso do
estabelecimento, criada e
datada pela escolaridade
no ato da inscrição.
Arquivada para o histórico
da vida do estudante.
Classe associativa: um objeto da classe é identificado
pelo “casal” de objetos ligados à associação
– Uma associação pode intrinsecamente ter uma estrutura e um comportamento que
deva ser representado Associação representada como uma classe.
– Situação verdadeira quando existe uma informação a ser representada e esta
informação é ligada simultaneamente aos dois objetos ligados pela associação e não
somente a um deles.
Estudante
nome : String
idade : Integer
ano
adicionar(Nom : String) : void
Curso
nome : String
adicionar()
validar()
1..41..n
Inscrição >+inscritos
eeee JP mP

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Define uma associação entre classes onde uma classe compartilha a estrutura e/ou
comportamento com uma ou mais classes.
– Uma hierarquia de abstrações, na qual uma sub-classe herda de uma ou mais classes, é
criada Uma sub-classe herdará todos os atributos, operações (públicas ou protegidas) e
associações definidos em qualquer uma de suas super-classes.
– Uma sub-classe pode ser aumentada com atributos, operações e associações adicionais que
se aplicam somente no nível hierárquico ao qual a sub-classe pertence.
– Uma sub-classe pode fornecer sua própria implementação para uma operação definida em
uma super-classe Polimorfismo.
– Generalização: mecanismo utilizado para criar super-classes que encapsulam estrutura e
comportamento comuns a diversas classes Relacionamento que permite que objetos de
um elemento especializado (filho) sejam substituídos por objetos de um elemento geral
(o pai).
– O conceito de generalização é utilizado em UML não só com classes mas também com
pacotes e casos de uso.
– Especialização: mecanismo utilizado para criar sub-classes que representam refinamentos
de super-classes Tipicamente estrutura e comportamento são adicionados às novas sub-
classes.
Herança
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4.30
Herança: Generalização-Especialização
Instância-Vôo
associarAvião()
Instância-Pass
res1
res2
reservar1()
reservar2()
associarAvião()
Instância-Carga
carga
reservar-carga()
associarAvião()
Herança
Polimorfismo
Generalização: mais geral…
– super-classe
– sub-classe (herda de)
Especialização: mais específico
Generalizar :
– Fatorar atributos, operações,
restrições.
Especializar :
– Extensão Coerente no sentido da
teoria de conjuntos...
Métodos Orientados a Objetos - UML - Diagramas de Classes - Herança
eeee JP mP

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Herança Múltipla
Animal
Felino
eeee JP mP
MamíferoPeixe Carnívoro Herbívoro
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4.32
Classe Abstrata
Classe reagrupando propriedades comuns de suas sub-classes;
Não tem instâncias próprias Serve somente como “fatoração”, “abstração”.
Pessoa
nome : String
sobrenome : String
cpf : Integer
endereço : String
identificar()
Empregado
salário : Double
índice : Double
identificar()
Estudante
n-inscrição : Integer
identificar()
Nome em itálico
eeee JP mP

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Considerações sobre Herança
Sentido: “é um”, “é um tipo de”, “é da família dos”.
Propriedades:
– Não reflexiva: A não herda dele mesmo; ele é ele próprio;
– Não simétrica: B sub-classe de A, proíbe A sub-classe de B (não cíclico)
– Transitiva: C sub-classe de B, B sub-classe de A C sub-classe de A
A
B
C
eeee JP mP
A
B
A
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4.34
Curso Módulo
1..n1 1..n1
Curso Módulo
1..n1..n 1..n1..n
Forma especializada de associação, na qual um “todo” é relacionado com suas partes
(Whole-Parts) Como determinar se uma associação é uma agregação:
– A frase “uma parte de” pode ser utilizada para descrever a associação?
– Algumas operações do “todo” são aplicadas automaticamente às partes?
– Existe uma assimetria intrínseca ligada à associação, com uma classe subordinada a outra?
ForteForteForteForte : Composição
FracaFracaFracaFraca : Agregação
Agregação
Um módulo pertence a um só curso (e desaparece com ele).
Os módulos são compartilhados por diferentes cursos.
composição = agregação forte
não existe compartilhamento e
a morte é simultânea
Todo Parte
eeee JP mP

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4.35SEL3113–EngenhariadeSoftware Métodos Orientados a Objetos - UML - Diagramas de Classes
Diagrama de Classe - ExemploDiagrama de Classe - Exemplo
 Modelagem de Objetos através da UML
J. D. Furlani – Makron Books
Restrição
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4.36
O que representa um diagrama de classes?
Que benefícios os pacotes oferecem ao
processo de modelagem?
Defina associação, generalização e
agregação.
Como se pode encontrar associações?
O que é multiplicidade? Que informações a
multiplicidade fornece a pessoa que constrói o
modelo?
Revisão

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Exercício 1
Sabendo que:
– Um Diagrama de Classes contém as seguintes classes: Perfil Pessoal
do Planejador (PPP), Perfil Pessoal do Controlador (PPC), Perfil do
Consumidor (PC), e Registro do Comprador (RC).
– As Associações apresentam as seguintes informações:
1. Cada objeto Perfil Pessoal do Planejador (PPP) pode estar associado
com um objeto Perfil Pessoal do Controlador (PPC).
2. Cada objeto Perfil Pessoal do Controlador (PPC) deve estar relacionado
com um Perfil Pessoal do Planejador (PPP).
3. Um objeto Perfil Pessoal do Controlador (PPC) pode estar associado
com um objeto de Registro do Comprador (RC) e um Perfil do
Consumidor (PC).
4. Cada instância da classe Registro do Comprador (RC) pode estar
relacionada com zero ou uma instância de Perfil Pessoal do Controlador
(PPC).
5. Cada instância da classe Perfil do Consumidor (PC) está associado com
zero ou um objeto de Perfil Pessoal do Planejador (PPP).
Desenhe o Diagrama de Classes.
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4.38
Solução do Exercício
PPP
PC
PPC11
1
0..1
RC
1
0..1
11
0..1
1
0..1
1

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Exercício 2: Sistema de Controle de Pedidos
Uma empresa pretende desenvolver um Sistema de Informação para a gerência
dos pedidos recebidos pela empresa. Este sistema de informação deve ser capaz de
controlar o cadastro dos clientes, dos pedidos e dos produtos com todas as
funcionalidades características (inclusão, alteração, supressão). Para realizar qualquer operação
com o sistema o funcionário deve ter realizado o login no sistema. No sistema um login é
caracterizado por um username e uma password. Os Clientes que serão gerenciados pelo SI
podem ser do tipo Cliente Corporativo ou Cliente Pessoal. Cada Cliente pode estar associado a
diversos Pedidos, mas um Pedido está associado unicamente a um Cliente. Um Pedido é
composto por diversas Linhas de Pedido e cada Linha de Pedido logicamente só pode fazer parte
de um único Pedido. As linhas de Pedido nascem e morrem com os Pedidos. Cada Linha de
Pedido está associada a unicamente um Produto, mas um Produto pode estar associado a diversas
Linhas de Pedido. Clientes Corporativos são definidos por um código, um nome, um endereço,
um nome de contato, uma classe de crédito e um limite de crédito. Clientes Pessoais são definidos
por um código, um nome, um endereço, e um número de cartão de crédito. Um Pedido é definido
por uma data, um preço e um número. Cada Linha do Pedido é definida por uma quantidade e um
preço e cada Produto é definido por um código, uma descrição e um preço.
Métodos Orientados a Objetos - UML – Diagramas de Casos de Uso
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4.40
ClienteCorporativo
contato : String
classeCredito : String
limiteCredito : String
setCodido(codigo : String) : Boolean
ClientePessoal
nCartao : String
Cliente
codigo : String
nome : String
endereco : String
Pedido
numero : String
data : Date
preco : Float0..n1 0..n1
Produto
codigo : String
descricao : String
preco : Float
LinhaPedido
quantidade : Integer
preco : Float1..n
1
0..n
1
0..n

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4.42
Bibliografia
[FOO04] Martin Fowler, UML Essencial – 3 ª Edição, Bookman, 2004.
[IBM04] IBM Corporation, Essentials of Visual Modeling with UML 2.0, Material
disponibilizado através do programa University da IBM.
Métodos Orientados a Objetos – UML

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