Object Constraint Language: differenze tra le versioni

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L''''Object Constraint Language''' o '''OCL''' è un [[Linguaggio formale (matematica)|linguaggio di specifica formale]] inizialmente proposto come estensione per il linguaggio di modellazione [[Paradigma object-oriented|object-oriented]] [[Unified Modeling Language|UML]] e successivamente ([[2003]]) entrato a far parte del nuovo standard del linguaggio (UML 2.0). OCL può essere impiegato insieme a qualunque [[metamodello]] basato su [[Meta-Object Facility|MOF]]. Inoltre, OCL è un elemento chiave del nuovo standard per la trasformazione di modelli di OMG, [[QVT]], e fa parte della famiglia di standard che compongono la [[Model Driven Architecture]]. I principali ideatori di OCL sono [[Jos Warmer]] e [[Anneke Kleppe]].

OCL deriva da un linguaggio precedente noto come [[Syntropy]]. Il nucleo di OCL può essere descritto come un linguaggio mutuato dal [[Calcolo dei predicati|calcolo dei predicati del primo ordine]] per l'espressione di condizioni logiche inerenti allo stato e alle operazioni di oggetti in un contesto ''object-oriented''. Con la potenza del calcolo dei predicati, OCL consente di descrivere [[invarianteInvariante di classe|invarianti]] che legano il valore degli attributi di una classe, [[asserzione (informatica)|precondizioni e postcondizioni]] delle operazioni, e via dicendo. A partire dalla versione 2.0 (che è quella inclusa nello standard UML), il linguaggio è stato arricchito di elementi che consentono di descrivere la semantica di operazioni di tipo ''interrogazione'' (''query''), ovvero prive di [[effetto collaterale (informatica)|effetti collaterali]].

Gran parte delle informazioni che si possono descrivere in OCL non sono esprimibili in nessun altro modo ''formale'' nel contesto di UML (ovvero non possono essere rappresentate dai [[diagramma|diagrammi]] UML).

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== Descrizione ==

=== Invarianti semplici ===

In genere, in UML, un'espressione OCL è associata a una ''classe'', e descrive proprietà degli ''oggetti'' istanze di quella classe. Queste proprietà sono espresse in forma di condizioni che legano i valori degli attributi, dei parametri, dei valori tornatirestituiti delledalle operazioni, e così via. Nel seguente esempio compare un'espressione che fa riferimento a un attributo:

:<code>'''context''' Persona '''inv:'''<br /></code>

:<code>età>=0</code>

La [[parola chiave]] <code>context</code> precede la dichiarazione della classe a cui questa regola OCL si applica. <code>inv:</code> specifica che questa particolare regola è una [[un'invariante]], ovvero deve essere interpretata come una condizione che è sempre vera, per tutti gli oggetti di classe <code>Persona</code>. L'espressione che segue dichiara che l'età di una persona è sempre non negativa.

Nel caso in cui un attributo di una classe sia a sua volta un oggetto, è possibile riferirsi ai suoi attributi o metodi utilizzando la ''[[dot notation]]'':

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=== Invarianti su collezioni ===

Gli attributi con molteplicità maggiore di 1 (ovvero che rappresentano [[insieme|insiemi]]), detti ''collezioni'', possono essere manipolati in OCL con un insieme di [[operatore (informatica)|operatori]] specifici. Anche un attributo con molteplicità 1 ma trattato come collezione può essere manipolato con i seguenti operatori.

L'operatore <code>->size()</code> fornisce la numerosità di una collezione. La seguente regola indica che ogni persona ha due genitori:

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:<code>genitori->size()=2 and genitori->forAll(genitore:Persona | età<genitore.età)</code>

Il [[quantificatore esistenziale]] è rappresentato dall'operatore <code>->exists</code>. Questo operatore ritorna un valore [[logica booleana|booleano]] (''vero'' o ''falso'') a seconda che nella collezione esista almeno una un'istanza che soddisfa una certa condizione. La condizione viene espressa facendo riferimento agli attributi e i metodi dell'istanza da selezionare. Nel seguente esempio, si indica che deve esistere un genitore ''il cui'' sesso è maschile, e uno ''il cui'' sesso è femminile.

:<code>'''context''' Persona '''inv:'''<br /></code>

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:<code>collezione->exists(condizione)</code>

:<code>collezione->select(condizione)->size()>0</code>

L'operatore <code>->includes</code> torna invece un valore booleano a seconda che una certa collezione includa o meno un determinato oggetto, e l'operatore <code>->excludes</code> verifica la condizione opposta. Vi sono poi operatori che rappresentano operazioni insiemistiche, come <code>->union</code> ([[unione (insiemistica)|unione]]).

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:<code>antenati=genitori->union(genitori.antenati->asSet())</code>

Quest'ultimo vincolo mostra come OCL consenta una un'applicazione insolita della dot notation della forma ''<nowiki><collezione>.<attributo></nowiki>''; questa espressione ritorna l'insieme dei valori che l'attributo specificato assume nei vari elementi della collezione. Nel caso <code>genitori.antenati</code> si tratterebbe di un insieme di insiemi. Per ricondurlo a un insieme semplice, viene usato l'operatore <code>->asSet</code>.

=== Precondizioni e postcondizioni ===

OCL consente di descrivere (parzialmente o completamente) la semantica di un'operazione di una classe per mezzo di ''precondizioni'' e ''postcondizioni''. Una precondizione è una condizione che deve essere vera immediatamente prima dell'esecuzione di una un'operazione (e quindi corrisponde anche a una ''guardia'' in un [[Statechart Diagram|diagramma degli stati]]). Una postcondizione è una condizione che deve essere vera al termine dell'esecuzione di un'operazione. Precondizioni e postcondizioni sono esprimibili formalmente anche in molti [[linguaggio di programmazione|linguaggi di programmazione]], e possono avere sia funzioni di [[debug]] che concorrere alla semantica del [[programma (informatica)|programma]]: vedi [[asserzioni in Java]].

:<code>'''context''' Persona::sposa(p:Persona) '''pre:'''<br /></code>

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:<code>figli.coniuge->asSet().genitori->asSet()</code>

Estremamente simile a un attributo derivato è una ''query'', ovvero una un'operazione senza effetti collaterali che fornisce un'informazione sull'oggetto a cui viene applicata. (Da un punto di vista implementativo potrebbe non esistere ''alcuna'' distinzione). La sintassi OCL per descrivere la semantica di un'operazione ''query'' è dunque molto simile a quella per le regole di derivazione. Se <code>suoceri</code> fosse stata espressa come [[query]], la si sarebbe specificata in OCL come segue:

:<code>'''context''' Persona::suoceri():Set(Persona) '''body:'''<br /></code>

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=== Valori iniziali di attributi ===

Un'espressione OCL può essere usata anche per descrivere il valore iniziale di un attributo:

:<code>'''context''' Persona::età:Integer '''init:'''<br /></code>

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=== Informazioni aggiuntive ===

I vincoli OCL possono essere corredati di altre caratteristiche che non concorrono alla loro semantica ma contribuiscono alla loro [[leggibilità]]. I [[commento (informatica)|commenti]] sono introdotti dai caratteri <code>--</code>, e si intendono proseguire fino alla fine della linea. I vincoli possono essere dotati di un nome, composto da una singola parola (senza spazi) posta dopo la parola chiave <code>inv</code>, <code>pre</code> ecc:

:<code>'''context''' Persona::sposa(p:Persona) <b>pre</b> monogamia:<br /></code>

:<code>coniuge->size()=0</code>

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| a'''.abs'''

| Integer o Real

|-

| disuguaglianza

| a'''<>'''b

| Boolean

|-

| massimo

Line 238 ⟶ 234:

| a'''.substring('''n, m''')'''

| String

|-

| esistenza carattere all'interno della stringa (da A a Z)

| a'''.exists('''c ┃ c = [A, ..., Z]''')'''

| Boolean

|-

| uguaglianza

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La maggior parte dei tool e degli [[Integrated development environment|ambienti integrati]] per la modellazione in UML non gestiscono ancora OCL, o lo gestiscono in modo solo parziale. Molti dei tool elencati qui di seguito non sono integrati in ambienti di modellazione UML.

* [[Model Run]] ([[Borland]], {{collegamento interrotto|1=[http://www.borland.com/company/boldsoft.html/products/modelrun/modelrun.html] |data=marzo 2018 |bot=InternetArchiveBot }}), attualmente incluso in [[Borland Delphi 7 Studio Architect]]

* [[OCL Compiler]] ([[Cybernetic Intelligence GMBH]], [https://web.archive.org/web/20191227145653/http://www.cybernetic.org/]), un analizzatore di espressioni OCL, con diversi front-end per l'integrazione in ambienti UML come [[Rational Rose]]

* [[OCLCUD]] ([[Università tecnica di Dresda|Università di Dresda]]), [http://dresden-ocl.sourceforge.net]), integrato con [[ArgoUML]]

* [[Octopus]] ([[Klasse Objecten]], [http://www.klasse.nl/ocl/octopus-intro.html] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20050208013427/http://www.klasse.nl/ocl/octopus-intro.html |data=8 febbraio 2005 }}). Supporta completamente l'ultima versione di OCL, 2.0. Creato dagli autori di OCL.

== Voci correlateCuriosità ==

* Il linguaggio [[Eiffel (linguaggio)|Eiffel]] fu uno dei primi [[linguaggio di programmazione|linguaggi]] [[Programmazione orientata agli oggetti|object-oriented]] a includere un sottolinguaggio dichiarativo per esprimere [[asserzione (informatica)|asserzioni]]

* IlAnche [[EiffelJava (linguaggio)|linguaggio Eiffel]] fu uno dei primi [[linguaggio di programmazione)|linguaggiJava]] [[Programmazioneha orientataun agli oggetti|object-oriented]] a includere unproprio sottolinguaggio dichiarativo per esprimerele [[asserzione (Java)|asserzioni]]

* [[Syntropy]], [[Catalysis]] e [[BON]] sono altri linguaggi che consentono di esprimere vincoli su sistemi a oggetti

* Anche [[Java (linguaggio)|Java]] ha un proprio sottolinguaggio per le [[asserzione (Java)|asserzioni]]

* [[Syntropy]], [[Catalysis]] e [[BON]] sono altri linguaggi che consentono di esprimere vincoli su sistemi a oggetti

* L'uso di precondizioni, postcondizioni e invarianti come strumenti di specifica di dati e operazioni ha origine negli studi sulla [[semantica assiomatica]] di [[C.A.R. Hoare]] e [[Edsger Dijkstra]].

== Bibliografia ==

* [[Jos B. Warmer]], [[Anneke G. Kleppe]]. ''[[The Object Constraint Language: Precise Modeling with UML]]'' ([[Addison-Wesley]] [[Object Technology Series]] 1998), ISBN 0-201-37940-6

== Collegamenti esterni ==

* [https://web.archive.org/web/20110807045309/http://www.omg.org/technology/documents/modeling_spec_catalog.htm#UML Specifiche di UML] (includono la specifica di OCL)

* [https://web.archive.org/web/20060220003552/http://www.parlezuml.com/tutorials/umlforjava/java_ocl.pdf Tutorial su OCL per [[Java (linguaggio)|Java]]], con informazioni molto complete sulla sintassi OCL

* [http://www.klasse.nl/ocl/index.html Varie risorse su OCL] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060515052915/http://www.klasse.nl/ocl/index.html |data=15 maggio 2006 }} nel sito di [[Jos Warmer]] e [[Anneke Kleppe]], ideatori di OCL

* [{{cita web | 1 = http://www.deepthought.com.au/it/ocl_review.html | 2 = Una revisione critica di OCL] | accesso = 5 maggio 2006 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20060505175435/http://www.deepthought.com.au/it/ocl_review.html | dataarchivio = 5 maggio 2006 | urlmorto = sì }}

* [{{cita web | 1 = http://projekte.fast.de/Projekte/forsoft/ocl/4_1Equivalence_OCL_relation.html | 2 = Confronto fra OCL e calcolo relazionale] | accesso = 7 maggio 2006 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20070313123733/http://projekte.fast.de/Projekte/forsoft/ocl/4_1Equivalence_OCL_relation.html | dataarchivio = 13 marzo 2007 | urlmorto = sì }}

{{Linguaggi di interrogazione}}

[[Categoria:UML]]

[[Categoria:LinguaggiTeoria dei linguaggi formali]]