Sabloane de proiectare structurale (I)

Ingineria programării
7. Șabloane de proiectare
structurale (I)
Florin Leon
Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iași
Facultatea de Automatică și Calculatoare
http://florinleon.byethost24.com/curs_ip.htm
Florin Leon, Ingineria programarii, http://florinleon.byethost24.com/curs_ip.htm

Șabloane de proiectare
structurale (I)
1. Adaptorul
2. Fațada
3. Principiul cunoașterii minime
4. Decoratorul
5. Principiul deschis-închis
6. Puntea
7. Concluzii

3
Terminologie
 Adapter = Adaptor
 Façade = Fațadă
 Decorator
 Bridge = Punte
 The Principle of Least Knowledge =
Principiul cunoașterii minime
 The Open-Closed Principle =
Principiul deschis-închis

Notă
 Programele care implementează șabloanele
descrise și care pot fi descărcate din pagina
cursului sunt parte integrantă a prezentării
4

6
Adaptoare

7
Adaptoare OO

8
Adaptoare OO
Cod neschimbat Cod neschimbat
Cod nou

9
Exemplul 1

10
Adaptorul “TurkeyToDuck”

11
Utilizare

12
Diagrama UML

13
Definiție
 Șablonul Adaptor convertește interfața unei
clase în altă interfață pe care o așteaptă
clientul. Adaptorul permite să funcționeze
împreună clase care altfel nu ar putea din
cauza interfețelor incompatibile

14
Adaptori de obiecte și de clase
 Adaptorul
de obiecte
 Adaptorul
de clase

15
Comparație
 Adaptorul de obiecte este mai flexibil
 Poate adapta nu numai clasa Adaptee,
ci și orice clasă derivată a acestuia
 Adaptorul de clase este mai eficient
 Un singur obiect adaptor vs. două obiecte:
un adaptor și un adaptat

16
Exemplul 2
Abordare mai veche Abordare mai nouă
Are în plus remove()

17
Exemplul 2
throw new Exception("The method or operation is not implemented.")

18
Implementare

19
Alte exemple
 Structură...
 Compuși chimici...

20
Compuși chimici

22
„Cinema la tine-acasă”

23
Vizionarea unui film

24
Vizionarea unui film

25
Fațada

26

27
Implementare
 Constructor...
 WatchMovie...
 EndMovie...
 Adăugarea unor funcții noi:
 ListenToCd...
 EndCd...
 ListenToRadio...
 EndRadio...

28
Definiție
 Șablonul Fațadă asigură o interfață unificată
la o mulțime de interfețe dintr-un subsistem.
Fațada definește o interfață de nivel mai înalt
care face subsistemul mai ușor de utilizat

29
Diagrama UML

30
Alte exemple
 Structură...
 Credite ipotecare...

Structură
31

32
Credite ipotecare

33
Discuție
 Fațada nu numai că simplifică o interfață,
ci și decuplează clientul de subsistemul de
componente
 Subsistemul poate fi de asemenea accesat direct,
fațada nu încapsulează subsistemul
 Atât Fațada cât și Adaptorul pot împacheta
(pot fi wrappere pentru) una sau mai multe clase
 Scopul Adaptorului este să convertească interfața
 Scopul Fațadei este să simplifice interfața

35
 „Vorbește numai cu prietenii imediați”
 Se recomandă apelul metodelor numai din:
 Obiectul însuși
 Câmpurile obiectului
 Obiectele primite ca parametri în metode
 Obiectele instanțiate în metode

36
 Nu se recomandă apelul metodelor din
obiectele returnate de alte metode

37
Apeluri admise

38
Fațada și PCM
 Clientul are o singură dependență („prieten imediat”):
fațada
 Dacă subsistemul este prea complex și nu respectă
PCM, se pot defini fațade suplimentare pentru
niveluri succesive din subsistem

40
Starbuzz Coffee
cost() este abstract

41
Tipuri de cafea și condimente

42
Abordarea 1
valori bool pentru
fiecare condiment
cost() nu mai este abstract, ci virtual
Calculează costurile determinate de
condimente

43
Abordarea 1
Dacă se adaugă sau se
elimină unele condimente?

44
Principiul deschis-închis
 Clasele trebuie să fie deschise pentru
extindere dar închise pentru modificări
 Utilizarea principiului introduce de obicei noi
niveluri de abstractizare, care cresc
complexitatea codului
 Compromis: aplicarea în secțiunile cu stabilitate
redusă (unde probabilitatea de modificare este
ridicată)

45
Decorarea unui obiect

46
Apelul metodei

47
Abordarea 2: decorarea
Componenta
abstractă
Componentele
concrete
Decoratorii concreți

48
Clasele abstracte

49
Clasele concrete

50
Utilizare

51
Definiție
 Șablonul Decorator atașează responsabilități
suplimentare unui obiect în mod dinamic.
Decoratorii asigură o alternativă flexibilă la
derivare pentru extinderea funcționalității

52
Diagrama UML
derivarea este folosită pentru
respectarea interfeței
compunerea este folosită
pentru apelul metodei

53
Alte exemple
 Structură...
 Împrumuturi la bibliotecă...
 Butoane decorate...

54
Structură

55
Împrumuturi la bibliotecă

56
Butoane decorate

57
Discuție (I)
 Decoratorii au același tip ca și obiectele decorate
 Putem trimite ca parametru un obiect decorat în locul
obiectului inițial
 Decoratorul folosește moștenirea pentru a prelua tipul
obiectului decorat și compunerea pentru a-i schimba
comportamentul
 Se pot utiliza unul sau mai mulți decoratori pentru un obiect
 Obiectele pot fi decorate dinamic în momentul execuției
 Decoratorul își poate adăuga propriul comportament înainte
sau după delegare

58
Discuție (II)
 Adaptorul permite utilizarea unor clase fără a modifica
nici codul client nici codul țintă; Decoratorul permite
adăugarea de noi funcționalități fără modificări în cod
 Adaptorul convertește interfețele, Decoratorul nu
 Decoratorul schimbă comportamentul, Adaptorul nu
 Decoratorii pot fi creați cu șabloanele Fabrică și
Constructor

60
Ferestre: motivație

61
Ferestre: motivație
 Când o abstracțiune poate avea mai multe implementări,
se utilizează moștenirea pentru acestea
 Însă moștenirea leagă o implementare de o abstracțiune
în mod permanent, deci este dificil să se modifice, să se
extindă și să se reutilizeze în mod independent
abstracțiunea și implementările
 În exemplul anterior, nu este convenabilă extinderea
abstracțiunii Window pentru a acoperi diferite tipuri de
ferestre sau platforme
 Moștenirea fără o Punte face codul client dependent de
platformă

62
Ferestre: soluție

63
Discuție
 Abstracțiunea Window și implementarea ei sunt puse în
ierarhii de clase separate
 Există o ierarhie de clase pentru interfețele de ferestre și
o ierarhie separată pentru implementările specifice ale
ferestrelor cu rădăcina WindowImp
 Toate operațiile asupra subclaselor Window sunt
implementate în termeni de operații abstracte din
interfața WindowImp
 Se decuplează abstracțiunea fereastră de diferitele
implementări specifice platformelor
 Relația dintre Window și WindowImp este o Punte

64
Planificarea firelor de execuție
Se mai adaugă o
platformă cu
planificatori ai
firelor de execuție

65
Soluție folosind Puntea
Varianta inițială
Varianta folosind Puntea

66
Telecomanda: motivație
 Toate telecomenzile au
aceeași abstractizare
 Există foarte multe
implementări, câte una
pentru fiecare tip de
televizor

67
Telecomanda: motivație
 Problemă: pe lângă
schimbările din
implementări, vor
exista și schimbări în
abstractizare

68
Telecomanda: soluție

69
Definiție
 Șablonul Punte decuplează o abstracțiune de
implementarea ei, astfel încât cele două să
poată varia în mod independent

70
Diagrama UML

71
Alte exemple
 Structură...
 Clienți de afaceri...
 Vizualizări de produse...

72
Structură

73
Clienți de afaceri

74
Vizualizări de produse

75
Exemple din viața reală
 Windows
 Șablonul Punte permite unui proiectant să furnizeze o
interfață simplă pentru abstracțiune și o interfață puternică
și complexă pentru implementare
 Win32API este interfața abstracțiunii
 Limbajul de nucleu (engl. “kernel”) este interfața
implementării
 Platforma .NET
 CIL, C#, Visual Basic, Managed C++ sunt abstracțiuni
 MSIL este o implementare
 Mono și dotGnu sunt alte implementări

Exemple din viața reală
 Vizualizarea listelor de proprietăți ale controalelor .NET
este implementată cu șablonul Punte
76

77
Avantaje și dezavantaje
 Evitarea legării clienților de o implementare;
schimbările de implementare nu afectează clientul
 Detaliile de implementare sunt ascunse clientului
 Potrivit pentru dezvoltarea pentru platforme diferite
 Abstracțiunile și implementările pot fi selectate în
momentul execuției
 Separarea abstracțiunii de implementare crește
complexitatea

78
Discuție
 Șablonul Punte descompune interfața și implementarea unei
componente în ierarhii de clase independente
 Clasa de interfață conține o referință la clasa de implementare
abstractă, referință care este inițializată cu o instanță a clasei de
implementare concretă, dar toate interacțiunile ulterioare de la clasa
de interfață spre clasa de implementare se limitează la
abstracțiunea din clasa de bază de implementare
 Clientul interacționează cu clasa de interfață iar cererile sunt
delegate către clasa de implementare
 Obiectul de interfață este punctul de contact cunoscut și utilizat de
către client iar obiectul de implementare este „corpul” încapsulat
pentru a-i permite să evolueze sau chiar să fie schimbat complet

79
Concluzii
 Șablonul Adaptor convertește interfața unei clase în
altă interfață pe care o așteaptă clientul
 Șablonul Fațadă asigură o interfață unificată la o
mulțime de interfețe dintr-un subsistem
 Șablonul Decorator atașează responsabilități
suplimentare unui obiect în mod dinamic
 Șablonul Punte decuplează o abstracțiune de
implementarea ei, astfel încât cele două să poată
varia în mod independent

Sabloane de proiectare structurale (I)

More Related Content

Similar to Sabloane de proiectare structurale (I)

More from Florin Leon

Recently uploaded

Sabloane de proiectare structurale (I)