Объем лекций по теме: 6 часов Лектор: Щеголева Людмила Владимировна
ПрИС 2 Паттерны проектирования 2 Тема 2 : Паттерны проектирования Содержание Введение Порождающие паттерны Структурные паттерны Паттерны поведения Пример использования паттернов
Тема 2: Паттерны проектирования
ПрИС 2 Паттерны проектирования 4 Паттерн: определение имя задача решение результаты
ПрИС 2 Паттерны проектирования 5 Классификация паттернов Архитектурные паттерны Паттерны проектирования Паттерны анализа Паттерны тестирования Паттерны реализации
ПрИС 2 Паттерны проектирования 6 Классификация паттернов Архитектурные паттерны Паттерны проектирования Паттерны анализа Паттерны тестирования Паттерны реализации
ПрИС 2 Паттерны проектирования 7 Паттерны проектирования Классификация порождающие паттерны структурные паттерны паттерны поведения
ПрИС 2 Паттерны проектирования 8 Порождающие паттерны Абстрактная фабрика Одиночка Прототип Строитель Фабричный метод
ПрИС 2 Паттерны проектирования 9 Структурные паттерны Адаптер Декоратор Заместитель Компоновщик Мост Приспособленец Фасад
ПрИС 2 Паттерны проектирования 10 Паттерны поведения Интерпретатор Итератор Команда Наблюдатель Посетитель Посредник Состояние Стратегия Хранитель Цепочка обязанностей Шаблонный метод
Тема 2: Паттерны проектирования
ПрИС 2 Паттерны проектирования 12 Паттерн «Абстрактная фабрика» Задача предоставляет интерфейс для создания семейств взаимосвязанных или взаимозависимых объектов, не специфицируя их конкретных классов другие имена: Инструментарий
ПрИС 2 Паттерны проектирования 13 Паттерн «Абстрактная фабрика» Решение
ПрИС 2 Паттерны проектирования 14 Паттерн «Одиночка» Задача необходим только один экземпляр класса
ПрИС 2 Паттерны проектирования 15 Паттерн «Одиночка» Решение Одиночка ПолучитьДоступ()
ПрИС 2 Паттерны проектирования 16 Паттерн «Прототип» Задача система не должна зависеть от того, как в ней создаются, компонуются и представляются объекты
ПрИС 2 Паттерны проектирования 17 Паттерн «Прототип» Решение Клиент Прототип Клонировать() Конкретный Прототип 1 Клонировать() Конкретный Прототип 2 Клонировать()
ПрИС 2 Паттерны проектирования 18 Паттерн «Строитель» Задача необходимо отделить конструирование сложного объекта от его представления
ПрИС 2 Паттерны проектирования 19 Паттерн «Строитель» Решение Продукт Директор Создать() Строитель ПостроитьЧасть() Конкретный Строитель ПостроитьЧасть() ПолучитьРезультат()
ПрИС 2 Паттерны проектирования 20 Паттерн «Строитель» Решение : Клиент : Директор : Конкретный Строитель new КонкретныйСтроитель ПолучитьРезультат() Создать() ПостроитьЧастьА() new Директор( КонкретныйСтроитель) ПостроитьЧастьВ() ПостроитьЧастьС()
ПрИС 2 Паттерны проектирования 21 Паттерн «Фабричный метод» Задача необходимо определить интерфейс для создания объекта, но оставить подклассам возможность решения о том, какой класс инстанцировать другие имена: виртуальный конструктор
ПрИС 2 Паттерны проектирования 22 Паттерн «Фабричный метод» Решение Продукт Конкретный Продукт Создатель ФабричныйМетод() Конкретный Создатель ФабричныйМетод()
ПрИС 2 Паттерны проектирования 23 CreateDocument () NewDocument() OpenDocument() Open() Close() Save() Revert() Паттерн «Фабричный метод» Пример Document MyDocument Application MyApplication CreateDocument ()
Тема 2: Паттерны проектирования
ПрИС 2 Паттерны проектирования 25 Паттерн «Адаптер» Задача необходимо обеспечить взаимодействие несовместимых интерфейсов
ПрИС 2 Паттерны проектирования 26 Паттерн «Адаптер» Решение
ПрИС 2 Паттерны проектирования 27 Паттерн «Декоратор» Задача необходимо возложить дополнительные обязанности на отдельный объект, а не на класс в целом другие имена: Оболочка Обертка
ПрИС 2 Паттерны проектирования 28 Паттерн «Декоратор» Решение Компонент Операция() Конкретный Компонент Операция() Декоратор Операция() Конкретный Декоратор 1 Операция() Конкретный Декоратор 2 Операция() Новая Операция()
ПрИС 2 Паттерны проектирования 29 Паттерн «Декоратор» Пример VisualComponent Draw () TextView Draw () Decorator Draw () ScrollDecorator scrollPosition Draw () ScrollTo() BorderDecorator borderWidth Draw () DrawBorder ()
ПрИС 2 Паттерны проектирования 30 Паттерн «Заместитель» Задача необходимо управлять доступом к объекту, так чтобы создавать громоздкие объекты «по требованию» другие имена: Суррогат
ПрИС 2 Паттерны проектирования 31 Паттерн «Заместитель» Решение Клиент Реальный Субъект Субъект Запрос() Заместитель Запрос()
ПрИС 2 Паттерны проектирования 32 Паттерн «Компоновщик» Задача необходимо обрабатывать группу или композицию структур объектов одновременно
ПрИС 2 Паттерны проектирования 33 Паттерн «Компоновщик» Решение Операция() Добавить() Удалить() ПолучитьЭлемент() Элемент Операция() Клиент Компонент Операция() Добавить() Удалить() ПолучитьЭлемент() СоставнойОбъект потомки
ПрИС 2 Паттерны проектирования 34 Паттерн «Мост» Задача необходимо отделить абстракцию от ее реализации так, чтобы то и другое можно было изменять независимо другие имена: Описатель Тело
ПрИС 2 Паттерны проектирования 35 Паттерн «Мост» Решение Клиент Абстракция Реализация Уточненная Абстракция Конкретная Реализация 1 Конкретная Реализация 2
ПрИС 2 Паттерны проектирования 36 Паттерн «Мост» Пример
ПрИС 2 Паттерны проектирования 37 Паттерн «Приспособленец» Задача необходимо обеспечить поддержку множества мелких объектов
ПрИС 2 Паттерны проектирования 38 Паттерн «Приспособленец» Решение ПриспособленецФабрика ПриспособленецСоздать(ключ) Клиент Приспособленец Операция(внешнее состояние) Конкретный Приспособленец Операция(внешнее состояние) Неразделяемый Конкретный Приспособленец Операция(внешнее состояние)
ПрИС 2 Паттерны проектирования 39 Паттерн «Фасад» Задача необходимо обеспечить унифицированный интерфейс с набором разрозненных реализаций или интерфейсов
ПрИС 2 Паттерны проектирования 40 Паттерн «Фасад» Решение «interface» IConcreteClass ConcreteClass Facade «interface» IFacade 1..* 1
ПрИС 2 Паттерны проектирования 41 Паттерн «Фасад» Пример « Interface » I Адрес + ЗадатьУлицу() + ЗадатьКорпус() + ЗадатьДом() + ЗадатьКвартиру() + ПрочитатьУлицу() + ПрочитатьКорпус() + ПрочитатьДом() + ПрочитатьКвартиру() « Interface » I Фасад + ЗадатьАдрес() + ПрочитатьАдрес() Адрес - Улица : String - Корпус : Integer - Дом : Integer - Квартира : Integer Фасад + Адрес : String
ПрИС 2 Паттерны проектирования 42 Паттерн «Фасад» Пример : Фасад : Адрес ЗадатьАдрес() ЗадатьУлицу() ЗадатьКорпус() ЗадатьДом() ЗадатьКвартиру()
Тема 2: Паттерны проектирования
ПрИС 2 Паттерны проектирования 44 Паттерн «Интерпретатор» Задача имеется часто встречающаяся, подверженная изменениям задача
ПрИС 2 Паттерны проектирования 45 Паттерн «Интерпретатор» Решение Клиент Абстрактное Выражение Разобрать(Контекст) Терминальное Выражение Разобрать(Контекст) Нетерминальное Выражение Разобрать(Контекст) Контекст
ПрИС 2 Паттерны проектирования 46 Паттерн «Итератор» Задача необходимо предоставить способ последовательного доступа ко всем элементам составного объекта, не раскрывая его внутреннего представления другие имена: Курсор
ПрИС 2 Паттерны проектирования 47 Первый() Следующий() Выполнено() ТекущийЭлемент() Паттерн «Итератор» Решение Агрегат СоздатьИтератор() Клиент Итератор Конкретный Агрегат СоздатьИтератор() Конкретный Итератор
ПрИС 2 Паттерны проектирования 48 Паттерн «Команда» Задача необходимо послать объекту запрос, не зная о том, выполнение какой операции запрошено и кто будет получателем другие имена: Действие Транзакция
ПрИС 2 Паттерны проектирования 49 Паттерн «Команда» Решение Клиент Команда Выполнить() Инициатор Получатель Действие() Конкретная Команда Состояние Выполнить()
ПрИС 2 Паттерны проектирования 50 Паттерн «Наблюдатель» Задача один объект («Подписчик») должен знать об изменении состояний или некоторых событиях другого объекта, при этом необходимо поддерживать низкий уровень связывания с объектом «Подписчик» другие имена: Опубликовать – подписаться Delegation Event Model
ПрИС 2 Паттерны проектирования 51 Паттерн «Наблюдатель» Решение Subject Concrete Subject ConcreteObserver Observer 1..* 1
ПрИС 2 Паттерны проектирования 52 Паттерн «Наблюдатель» Пример ТаблицаБД Таблица MSAccess Круговая Диаграмма Диаграмма 1..* 1 Столбиковая Диаграмма
ПрИС 2 Паттерны проектирования 53 Паттерн «Посетитель» Задача необходимо определить новую операцию, не изменяя классы объектов
ПрИС 2 Паттерны проектирования 54 Паттерн «Посетитель» Решение ПосетитьЭлементА() ПосетитьЭлементВ() Клиент Посетитель СтруктураОбъекта ПосетитьЭлементА() ПосетитьЭлементВ() Конкретный Посетитель1 Элемент Принять(Посетитель) Конкретный Элемент А Принять(Посетитель) ОперацияА() Конкретный Элемент В Принять(Посетитель) ОперацияВ()
ПрИС 2 Паттерны проектирования 55 Паттерн «Посетитель» Решение : Структура Объекта : Конкретный Элемент А : Конкретный Элемент В : Конкретный Посетитель Принять(Посетитель) ПосетитьЭлементА(КонкретныйЭлементА) ОперацияА() Принять(Посетитель) ПосетитьЭлементВ( КонкретныйЭлементВ) ОперацияВ()
ПрИС 2 Паттерны проектирования 56 Паттерн «Посредник» Задача обеспечить взаимодействие множества объектов, сформировав при этом слабую связанность и избавив объекты от необходимости явно ссылаться друг на друга
ПрИС 2 Паттерны проектирования 57 Паттерн «Посредник» Решение Посредник Коллеги Конкретный Посредник Конкретный Коллега 1 Конкретный Коллега 2
ПрИС 2 Паттерны проектирования 58 Паттерн «Посредник» Пример
ПрИС 2 Паттерны проектирования 59 Паттерн «Посредник» Пример DialogDirector ShowDialog() CreateWidget() WidgetChanged(Widget) Widget Changed() FontDialog Director CreateWidget() WidgetChanged(Widget) ListBox GetSelection() Edit SetText()
ПрИС 2 Паттерны проектирования 60 Паттерн «Посредник» Пример
ПрИС 2 Паттерны проектирования 61 Паттерн «Состояние» Задача необходимо варьировать поведение объекта в зависимости от его внутреннего состояния
ПрИС 2 Паттерны проектирования 62 Паттерн «Состояние» Решение Контекст Запросить() Конкретное Состояние 1 Изменить() Состояние Изменить() Конкретное Состояние 2 Изменить()
ПрИС 2 Паттерны проектирования 63 Паттерн «Стратегия» Задача необходимо спроектировать изменяемые, но надежные алгоритмы или стратегии другие имена Политика
ПрИС 2 Паттерны проектирования 64 Паттерн «Стратегия» Решение Контекст КонтекстИнтерфейс() Стратегия АлгоритмИнтерфейс() Конкретная Стратегия А АлгоритмИнтерфейс() Конкретная Стратегия В АлгоритмИнтерфейс() Конкретная Стратегия С АлгоритмИнтерфейс()
ПрИС 2 Паттерны проектирования 65 Паттерн «Хранитель» Задача необходимо зафиксировать поведение объекта для реализации другие имена: Лексема
ПрИС 2 Паттерны проектирования 66 Паттерн «Хранитель» Решение Посыльный Хозяин СоздатьХранитель() УстановитьХранитель() Хранитель УстановитьСостояние() СчитатьСостояние()
ПрИС 2 Паттерны проектирования 67 Паттерн «Цепочка обязанностей» Задача запрос должен быть обработан несколькими объектами
ПрИС 2 Паттерны проектирования 68 Паттерн «Цепочка обязанностей» Решение Клиент Обработчик ОбработатьЗапрос() Конкретный Обработчик 1 ОбработатьЗапрос() Конкретный Обработчик 2 ОбработатьЗапрос() преемник
ПрИС 2 Паттерны проектирования 69 Паттерн «Шаблонный метод» Задача необходимо определить алгоритм и реализовать возможность переопределения некоторых шагов алгоритма для подклассов без изменения общей структуры алгоритма
ПрИС 2 Паттерны проектирования 70 Паттерн «Шаблонный метод» Решение АбстрактныйКласс ШаблонныйМетод () Операция1 () Операция2() КонкретныйКласс Операция1() Операция2()
ПрИС 2 Паттерны проектирования 71 Аспекты паттернов Назначение Паттерн Аспекты Порождающие паттерны Абстрактная фабрика Семейства порождаемых объектов Одиночка Единственный экземпляр класса Прототип Класс, из которого инстанцируется объект Строитель Способ создания собственного объекта Фабричный метод Инстанцируемый подкласс объекта Структурные паттерны Адаптер Интерфейс к объекту Декоратор Обязанности объекта без порождения подкласса Заместитель Способ доступа к объекту, его местоположение Компоновщик Структура и состав объекта Мост Реализация объекта Приспособленец Накладные расходы на хранение объектов Фасад Интерфейс к подсистеме Паттерны поведения Интерпретатор Грамматика и интерпретация языка Итератор Способ обхода элементов агрегата Команда Время и способ выполнения запроса Наблюдатель Множество объектов, зависящих от другого объекта. Способ, которым зависимые объекты поддерживают себя в актуальном состоянии Посетитель Операции, которые можно применить к объекту, не меняя класса Посредник Объекты, взаимодействующие между собой, способ их коопераций Состояние Состояние объекта Стратегия Алгоритм Хранитель Закрытая информация, хранящаяся вне объекта и время ее сохранения Цепочка обязанностей Объект, выполняющий запрос Шаблонный метод Шаги алгоритма
Тема 2: Паттерны проектирования
ПрИС 2 Паттерны проектирования 73 Проектирование текстового редактора Функции документ состоит из текста и графики документ разбит на несколько колонок колонки состоят из строк строка состоит из символов или графики для текста можно установить тип шрифта, размер, выравнивание функция проверки правописания функция расстановки переносов
ПрИС 2 Паттерны проектирования 74 Структура документа
ПрИС 2 Паттерны проектирования 75 Структура объектов Текстового редактора
ПрИС 2 Паттерны проектирования 76 Структура документа Глиф абстрактный класс всех объектов документа подклассы: примитивные графические элементы (символ, рисунок) структурные элементы (строка, колонка) содержат информацию о своих предках и потомках могут нарисовать себя на экране содержат информацию об объеме занимаемого пространства
ПрИС 2 Паттерны проектирования 77 Иерархия классов Glyph Glyph + Bounds(Rect&) # Draw () + Intersects(Point&) : boolean + Insert(Glyph, int) + Remove(Glyph) + Child(int) : *Glyph + Parent() : *Glyph Character c: char Draw () Row Draw () Column Draw () Picture Draw ()
ПрИС 2 Паттерны проектирования 78 Форматирование документа алгоритм форматирования не должен зависеть от глифов
ПрИС 2 Паттерны проектирования 79 Форматирование Glyph + Insert(Glyph, int) Composition + Insert(Glyph, int) Compositor + Compose() + SetComposition() ArrayCompositor + Compose() TexCompositor + Compose()
ПрИС 2 Паттерны проектирования 80 Оформление шрифтов
ПрИС 2 Паттерны проектирования 81 Оформление шрифтов
ПрИС 2 Паттерны проектирования 82 Паттерны: Вопросы Что такое паттерн? Классификация паттернов. Классификация паттернов проектирования.
ПрИС 2 Паттерны проектирования 83 Заключение Паттерн описывает задачу, которая снова и снова появляется в работе Паттерн включает имя, задачу, решение, результаты Разработаны паттерны архитектурные, проектирования, анализа, тестирования, реализации
ПрИС 2 Паттерны проектирования 84 Список литературы Гамма Э. Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования. / Э. Гамма, Р. Хелм, Р. Джонсон, Дж. Влиссидес. – СПб.: Питер, 2001. – 368 с. Ларман К. Применение UML и шаблонов проектирования / К. Ларман. – М.: «Вильямс», 2001. – 496 с.
