Wzorce projektowe cz. II - Politechnika Częstochowskadyja/pliki/IO/wyklad09.pdf · Singleton...

Wzorce projektowe – cz. II

Wzorce projektowe – cz. II 1/35

IteratorPrzeznaczenieWzorzec zapewnia sekwencyjny dostęp do elementów obiektuzagregowanego bez ujawniania jego reprezentacji wewnętrznej

UzasadnienieObiekt zagregowany, taki jak lista, powinien umożliwiać dostęp doswoich elementów bez ujawniania struktury wewnętrznej.

Stosowalność:I uzyskanie dostępu do zawartości obiektu-agregatu bez

ujawniania jego struktury wewnętrznej,I umożliwienie wielokrotnego przechodzenia

obiektów-agregatów,I zapewnienia jednakowego interfejsu przechodzenia różnych

struktur zagregowanych


Iterator

Rysunek: Struktura budowy wzorca Iterator


Iterator

Uczestnicy:

I iteratorI iterator konkretnyI agregatI agregat konkretny

Konsekwencje:

I Możliwość rozmaitego przechodzenia agregatówI Iteratory upraszczają interfejs AgregatuI W danej chwili może się odbywać więcej niż jedno

przechodzenie agregatu


Iterator

Znane zastosowaniaWiększość bibliotek klas-kolekcji oferuje iteratory w takiej czy innejpostaci, np:

I C++I JavaI C#


Iterator – przykład kodu

Implementacja listy

template <c l a s s Item>c l a s s L i s t {pub l i c :

L i s t ( long s i z e = DEFAULT LIST CAPACITY ) ;

long Count ( ) const ;I tem& Get ( long i n d e x ) const ;// . . .

} ;



Implementacja klasy abstrakcyjnej Iterator

template <c l a s s Item>c l a s s I t e r a t o r {pub l i c :

v i r t u a l void F i r s t ( ) = 0 ;v i r t u a l void Next ( ) = 0 ;v i r t u a l void I sDone ( ) const = 0 ;v i r t u a l I tem C u r r e n t I t e m ( ) const = 0 ;

protected :I t e r a t o r ( ) ;

} ;



Implementacja podklasy ListIterator klasy Iterator

template <c l a s s Item>c l a s s L i s t I t e r a t o r : pub l i c I t e r a t o r <Item> {pub l i c :

L i s t I t e r a t o r ( const L i s t <Item>∗ a L i s t ) ;v i r t u a l void F i r s t ( ) ;v i r t u a l void Next ( ) ;v i r t u a l void I sDone ( ) const ;v i r t u a l I tem C u r r e n t I t e m ( ) const ;

pr i va te :const L i s t <Item>∗ l i s t ;long c u r r e n t ;

} ;


Iterator – przykład koduImplementacja podklasy ListIterator klasy Iterator

template <c l a s s Item>L i s t I t e r a t o r <Item > : : L i s t I t e r a t o r (

const L i s t <Item>∗ a L i s t) : l i s t ( a L i s t ) , c u r r e n t ( 0 ) { }

template <c l a s s Item>void L i s t I t e r a t o r <Item > : : Next ( ) { c u r r e n t ++; }

template <c l a s s Item>I tem L i s t I t e r a t o r <Item > : : C u r r e n t I t e m ( ) const {

i f ( I sDone ( ) ) {throw I t e r a t o r O u t O f B o u n d s ;

}return l i s t −>Get ( c u r r e n t ) ;

}



Wykorzystanie iteratorów

void P r i n t E m p l o y e e s ( I t e r a t o r <Employee∗>& i ) {f o r ( i . F i r s t ( ) ; ! i . I sDone ( ) ; i . Next ( ) ) {

i . C u r r e n t I t e m ()−>P r i n t ( ) ;}

}

L i s t <Employee∗>∗ employees ;// . . .L i s t I t e r a t o r <Employee∗> f o r w a r d ( employees ) ;B a c k w a r d L i s t I t e r a t o r <Employee∗> backward ( employees ) ;

P r i n t E m p l o y e e s ( f o r w a r d ) ;P r i n t E m p l o y e e s ( backward ) ;


SingletonPrzeznaczenieGwarantuje, że klasa ma tylko jeden egzemplarz i zapewniaglobalny dostęp do niego.

UzasadnienieW wypadku niektórych klas jest niezwykle ważne, by miały tylkojeden egzemplarz, np. w systemie może być wiele drukarek, alepowinien być tylko jeden program buforujący.

Stosowalność:I klasa musi mieć dokładnie jeden egzemplarz, dostępny dla jej

klientów,I powinno być możliwe rozbudowywanie tego jedynego

egzemplarza przez definiowanie podklas, a klienci powinni mócużywać rozszerzonego egzemplarza bez modyfikowaniaswojego kodu


Singleton

Rysunek: Struktura wzorca Singleton


Singleton

Uczestnicy

I Singleton

Konsekwencje

I Kontrolowany dostęp do jednego egzemplarzaI Mniejsza przestrzeń nazwI Możliwe udoskonalanie operacji i reprezentacjiI Zmienna liczba egzemplarzyI Większa elastyczność niż w wypadku operacji statycznych


SingletonPrzykład kodu

c l a s s S i n g l e t o n {pub l i c :

s t a t i c S i n g l e t o n ∗ I n s t a n c e ( ) ;protected :

S i n g l e t o n ( ) ;pr i va te :

s t a t i c S i n g l e t o n ∗ i n s t a n c e ;} ;

S i n g l e t o n ∗ S i n g l e t o n : : i n s t a n c e = 0 ;S i n g l e t o n ∗ S i n g l e t o n : : I n s t a n c e ( ) {

i f ( i n s t a n c e == 0) {i n s t a n c e = new S i n g l e t o n ;

}return i n s t a n c e ;

}


Fabryka abstrakcyjna

PrzeznaczenieUdostępnia interfejs do tworzenia rodzin powiązanych ze sobą lubzależnych od siebie obiektów bez określania ich klas konkretnych.

UzasadnieniePakiet narzędziowy do tworzenia interfejsów użytkownikaobsługiwać ma różne standardy wyglądu i działania. Aby aplikacjabyła przenośna nie należy zapisywać w niej na stałe określonegosposobu działania widgetów. Tworzenie określających te aspektyegzemplarzy klas w różnych miejscach aplikacji utrudnia późniejszązmianę jej wyglądu i zachowania.



Stosowalność:I gdy system powinien być niezależny od sposobu tworzenia,

składania i reprezentowania obiektówI gdy system należy skonfigurować za pomocą jednej z wielu

rodzin produktówI gdy powiązane obiekty-produkty z jednej rodziny są

zaprojektowane do wspólnego użytku i trzeba wymusićkorzystanie z tych obiektów

I gdy programista chce udostępnić klasę biblioteczną produktówi ujawnić jedynie interfejsy, a nie implementacje



Rysunek: Struktura budowy wzorca Fabryka abstrakcyjna



Uczestnicy:

I AbstractFactory — obejmuje deklarację interfejsu zoperacjami tworzącymi produkty abstrakcyjne

I ConcreteFactory — obejmuje implementację operacjitworzących produkty konkretne

I AbstractProduct — obejmuje deklarację interfejsów dlaproduktów określonego typu

I ConreteProduct — definiuje obiekt-produkt tworzony przezodpowiadającą mu fabrykę konkretną

I Client — korzysta jedynie z interfejsów zadeklarowanych wklasach AbstractFactory i AbstractProduct



Konsekwencje:

I Fabryka abstrakcyjna izoluje klasy konkretne.I Fabryka abstrakcyjna ułatwia zastępowanie rodzin produktów.I Fabryka abstrakcyjna ułatwia zachowanie spójności między

produktami.I Fabryka abstrakcyjna utrudnia dodawanie obsługi produktów

nowego rodzaju.



Przykład kodu

c l a s s MazeFactory {pub l i c :

MazeFactory ( ) ;v i r t u a l Maze∗ MakeMaze ( ) const

{ return new Maze ; }v i r t u a l Wall∗ MakeWall ( ) const

{ return new Wall ; }v i r t u a l Room∗ MakeRoom( i n t n ) const

{ return new Room( n ) ; }v i r t u a l Door∗ MakeDoor (Room∗ r1 , Room∗ r2 ) const

{ return new Door ( r1 , r2 ) ; }} ;



Przykład kodu

Maze∗ MazeGame : : CreateMaze ( MazeFactory& f a c t o r y ) {Maze∗ aMaze = f a c t o r y . MakeMaze ( ) ;Room∗ r1 = f a c t o r y . MakeRoom ( 1 ) ;Room∗ r2 = f a c t o r y . MakeRoom ( 2 ) ;Door∗ aDoor = f a c t o r y . MakeDoor ( r1 , r2 ) ;

aMaze−>AddRoom( r1 ) ;aMaze−>AddRoom( r2 ) ;

r1−>S e t S i d e ( North , f a c t o r y . MakeWall ( ) ) ;r1−>S e t S i d e ( East , aDoor ) ;// . . .return aMaze ;

}



Przykład kodu

c l a s s EnchantedMazeFactory : pub l i c MazeFactory {pub l i c :

EnchantedMazeFactory ( ) ;

v i r t u a l Room∗ MakeRoom( i n t n ) const{ return new EnchantedRoom ( n , C a s t S p e l l ( ) ) ; }

v i r t u a l Door∗ MakeDoor (Room∗ r1 , Room∗ r2 ) const{ return new RoomNeedingSpel l ( r1 , r 2 ) ; }

protected :S p e l l ∗ C a s t S p e l l ( ) const ;

} ;


Metoda wytwórcza

PrzeznaczenieOkreśla interfejs do tworzenia obiektów, przy czym umożliwiapodklasom wyznaczenie klasy danego obiektu. Metoda umożliwiaklasom przekazanie procesu tworzenia egzemplarzy podklasom.

UzasadnienieW platformach klasy abstrakcyjne służą do definiowania ipodtrzymywania relacji między obiektami. Platforma częstoodpowiada także za tworzenie obiektów.


Metoda wytwórcza

Stosowalność:I gdy w danej klasie nie można z góry ustalić klasy obiektów,

które trzeba utworzyć,I jeśli programista chce, aby to podklasy danej klasy określały

tworzone przez nią obiekty,I jeżeli klasy delegują zadania do jednej z kilku podklas

pomocniczych, a programista chce zapisać w określonymmiejscu informacje o tym, która z tych podklas jest delegatem.


Metoda wytwórcza

Rysunek: Struktura budowy wzorca Metoda wytwórcza


Metoda wytwórcza

Uczestnicy:

I Product — definiuje interfejs obiektów generowanych przezmetodę wytwórczą

I ConreteProduct — obejmuje implementację interfejsu klasyProduct

I Creator — obejmuje deklarację metody wytwórczejzwracającej obiekty typu Product; może wywoływać metodęwytwórczą w celu wygenerowania obiektu Product

I ConreteCreator — przesłania metodę wytwórczą, tak abyzwracała egzemplarz klasy ConcreteProduct


Metoda wytwórcza

Konsekwencje:

I Zapewnienie punktów zaczepienia dla podklasI Połączenie równoległych hierarchii klas


Metoda wytwórcza – implementacja

Sparametryzowane metody wytwórcze

c l a s s C r e a t o r {pub l i c :

v i r t u a l Product ∗ C r e a t e ( P r o d u c t I d ) ;} ;

Product ∗ C r e a t o r : : C r e a t e ( P r o d u c t I d i d ) {i f ( i d == MINE) return new MyProduct ;i f ( i d == YOURS) return new YourProduct ;// Powtarzan i e d l a p o z o s t a l y c h produktow

return 0 ;}


Metoda wytwórcza – implementacjaWykorzystanie szablonów w celu uniknięcia tworzenia podklas

c l a s s C r e a t o r {pub l i c :

v i r t u a l Product ∗ C r e a t e ( P r o d u c t I d ) ;} ;

template <c l a s s TheProduct>c l a s s S t a n d a r d C r e a t o r : pub l i c C r e a t o r {pub l i c :

v i r t u a l Product ∗ C r e a t e P r o d u c t ( ) ;} ;

template <c l a s s TheProduct>Product ∗ S t a n d a r d C r e a t o r<TheProduct > : : C r e a t e P r o d u c t ( ) {

return new TheProduct ;}


MVC – Model-View-Controller

Model-Widok-Kontroler:I Wzorzec architektury.I Oparty o inne wzorce projektowe.I Zawiera trzy rodzaje obiektów:

I model – obiekt aplikacji,I widok – ekranowa reprezentacja modelu,I kontroler – definiuje sposób, w jaki interfejs użytkownika

reaguje na operacje wykonywane przez użytkownika.


Model-Widok-Kontroler

I Przenosi tradycyjną architekturę aplikacji wsadowych:I wejście-przetwarzanie-wyjście

do środowiska aplikacji z interfejsem graficznym:I kontroler-model-widok



Rysunek: Komunikacja we wzorcu MVC



Scenariusz:Użytkownik wpisuje tekst do okna:

1. Kontroler informuje model, aby ten przechował tekstwprowadzony przez użytkownika.

2. Model powiadamia wszystkie widoki o swojej zmianie.3. Wszystkie widoki się przerysowują.4. W czasie ponownego rysowania wszystkie widoki pytają model

o wprowadzony tekst.



Rysunek: Diagram sekwencji dla wzorca MVC


W wykładzie wykorzystano materiały

I Gamma E. i in.: Wzorce projektowe, WNT, Warszawa 2005


Wzorce projektowe cz. II - Politechnika Częstochowskadyja/pliki/IO/wyklad09.pdf · Singleton...

Documents

Transcript of Wzorce projektowe cz. II - Politechnika Częstochowskadyja/pliki/IO/wyklad09.pdf · Singleton...