Patrones GoF. of four) 23 patrones presentados por la pandilla de los cuatro en el libro Design Patterns.. Gamma, Helm, Johnson, Vlissides

Transcripción

1 Patrones GoF ANALISIS Y DISEÑO O O.O. Patrones GoF GoF (gang of four) 23 patrones presentados por la pandilla de los cuatro en el libro Design Patterns.. Gamma, Helm, Johnson, Vlissides

2 Patrones GoF Cómo usar un patrón n de diseño? Conocer en gran parte la solución genérica que brinda cada patrón n y el tipo de problemática que resuelven Evaluar la posibilidad de aplicar el o los patrones en el problema correspondiente Definir la implementación n de los mismos en nuestro modelo. Nombre de clases, métodos y atributos Implementar los métodos m correspondientes Patrones GoF De creación: Forma de crear instancias. Abstraer y ocultar cómo c son creados e inicializados los objetos (Factoría a (Factory( Factory), Singleton) Estructurales: Cómo se combinan clases y objetos para formar nuevas estructuras y proporcionar nuevas funciones (Adaptador (Adapter( Adapter)) De comportamiento: Ayudan a definir la comunicación n e interacción n de los objetos. Reducir acoplamiento (Observer). 2

3 Patrones G o F Patrones de Creación Abstract Factory Factory Method Singleton Patrones Estructurales Composite Adapter Patrones de Comportamiento Observer Patrones De creación Separan la forma en que se crean los objetos, para tratar las clases a crear de forma genérica. Se ocultan los métodos y clases concretas de tal forma que al variar su implementación no se vea afectado el resto de la aplicación. 3

4 Factoria (Factory) Su propósito es definir una interface para crear objetos donde se delega la creación de las instancias a las subclases. La clase factoría devuelve una instancia de un objeto según los datos que se le pasan como parámetros. Se encarga de centralizar el sitio donde se crean los objetos, normalmente donde se crean objetos de una misma "familia. Factoria (Factory) Motivación: Un sistema debe ser independiente de cómo se crean, componen y representan sus productos Un sistema debe ser configurado con una familia de productos Una familia de objetos relacionados está diseñada para ser usada conjuntamente, y es necesario hacer cumplir esta restricción. Quiere proporcionar una biblioteca de clases, y sólo quiere revelar sus interfaces, no sus implementaciones. 4

5 Factoria (Factory) Una clase C cliente de una clase abstracta A necesita crear instancias de subclases de A que no conoce <<abstract>> Documento open() close() save() revert() setdoc <<abstract>> Aplicacion creardocumento() nuevodocumento() opendocumento() Clase A Documento d d = creardocumento(); setdoc.add(d); d.open() método factoria MiDocumento MiAplicacion creardocumento() Clase C return new MiDocumento Ejemplo del patrón Factory Method Factoria (Factory) Aplicabilidad Una clase no puede anticipar la clase de objetos que debe crear. Una clase desea que sus subclases especifiquen los objetos que debe crear. <<abstract>> Figura crearmanipulador() Cliente <<abstract>> Manipulador downclick() drag() upclick() Linea Circulo ManipuladorLinea ManipuladorCirculo crearmanipulador() crearmanipulador() Ejemplo del patrón Abstract Factory 5

6 Factoria (Factory) Implementación Dos posibilidades Creador es una clase abstracta con un método factoría a abstracto. Creador es una clase concreta que ofrece una implementación n por defecto del método m factoría. a. El método m factoría a puede tener un parámetro que identifica a la clase del objeto a crear. Factoria (Factory) Programa public abstract Figura int lado = 0; public Figura (int lado) this.lado = lado; public abstract int getarea (); public abstract void dibujar (Graphics g, int x, int y); 6

7 Factoria (Factory) public Circulo public Circulo (int lado) super (lado); public int getarea () return (Math.PI x lado x lado); public void dibujar (Graphics g, int x, int y) g.setcolor (Color.black); g.setdrawarc (x, y, lado, lado, 0, 360); public Cuadrado public Cuadrado (int lado) super (lado); public int getarea () return (lado x lado); public void dibujar (Graphics g, int x, int y) g.setcolor (Color.black); g.setdrawrect (x, y, lado, lado); Factoria (Factory) public void FactoriaDeFiguras public static final int CUADRADO = 0 public static final int CIRCULO = 1 public Figura getfigura (int tipo, int lado) if (tipo == this.cuadrado) return (new Cuadrado (lado)) else return (new Circulo (lado)) 7

8 Factoria (Factory) Ventajas: Aisla las clases concretas para el cliente Facilita el intercambio entre familias de clase Promueve la consistencia Desventajas: No es sencillo agregar elementos a la factoría. a. Requiere modificar la interface Requiere modificar las subclases Patrones GoF Abstract Factory Este patrón n proporciona una interface para crear familias de objetos relacionados o dependientes sin especificar sus clases concretas. 8

9 Abstract Factory Se utiliza cuando Un sistema debería a ser independiente de cómo sus productos son creados, compuestos o representados. Un sistema sería a configurado con uno de sus múltiples m familias de productos. Se necesita proveer una librería a de clases de productos y se desea mostrar sus interfaces, no sus implementaciones. Se necesita que un conjunto de productos relacionados sean utilizados juntos. Abstract Factory La estructura típica t es: Abstract Factory: : Definición n de interfaces para la familia de productos genéricos Concrete Factory: Implementación n de las interfaces de los productos para cada una de las familias concretas Abstract Product: Definición n de los métodos de creación n genéricos en la interface de la fábrica. f (retornan las interfaces genéricas) Concrete Product: Implementación n de una fábrica f para cada una de las familias concretas. 9

10 Abstract Factory Estructura típicat Abstract Factory Abstract Product Concrete Product Concrete Factory Abstract Factory Ventajas y Desventajas Aisla las Clases concretas: El cliente manipula instancias a través s de las interfaces abstractas. Facilita el intercambio de familias de productos: Se puede cambiar la configuración n de un producto simplemente cambiando la factoria concreta. Promueve la consistencia entre productos: Cuando los objetos de una familia trabajan juntos, la aplicación n que los usa debe utilizar la misma familia Es difícil manejar nuevas clases de productos: Implica cambios en la clase Abstract Factory. 10

11 Patrones GoF Factory Method Define una interface para crear un objeto, pero deja a las subclases decidir qué clase instanciar. Se usa cuando: Una clase no puede anticipar la clase de objetos que debe crear. Una clase quiere que sus subclases especifiquen las clases que ella debe crear. Factory Method Utiliza una clase constructora (al estilo del Abstract Factory) ) abstracta con unos cuantos métodos m definidos y otro(s) abstracto(s): el dedicado a la construcción n de objetos de un subtipo de un tipo determinado. Las clases principales en este patrón n son el creador y el producto. 11

12 Factory Method El creador necesita crear instancias de productos, pero el tipo concreto de producto no debe ser forzado en las subclases del creador, porque entonces las posibles subclases del creador deben poder especificar subclases del producto para utilizar. Factory Method <<abstract>> Documento open() close() save() revert() setdoc <<abstract>> Aplicacion creardocumento() nuevodocumento() opendocumento() Clase A Documento d d = creardocumento(); setdoc.add(d); d.open() método factoria MiDocumento MiAplicacion creardocumento() Clase C return new MiDocumento Ejemplo del patrón Factory Method 12

13 Factory Method Una desventaja es tener que crear una subclase de la clase Creator sólo para crear un objeto de la clase ConcreteProduct Product Creator FactoryMethod() AnOperation() Product=FactoryMethod() ConcretProduct ConcreteCreator FactoryMethod() AnOperation() return new ConcreteProduct Factory Method // Definimos la clase abstracta Creator public abstract class Creator // Operación n que realiza public void anoperation() () Product aproduct = factorymethod() (); // Definimos método m abstracto protected abstract Product factorymethod() (); 13

14 Factory Method //Ahora definimos el creador concreto. public class ConcreteCreator extends Creator protected Product factorymethod() return new ConcreteProduct() (); //Y definimos el producto y su implementación n concreta. public interface Product String hacer(); public class ConcreteProduct implements Product Factory Method //Y un ejemplo de uso : public static void main(string args[]) Creator acreator; acreator = new ConcreteCreator(); acreator.anoperation(); 14

15 Patrones GoF Singleton Asegura que sólo se cree una instancia de la clase y provee un punto global de acceso a ésta. Este patrón es útil cuando se quiere tener solamente un objeto único instanciado (Ej: Cola de impresión, Conexión a BD, etc). Singleton Cuenta con un método o propiedad compartida (shared) que se encarga de regresar la clase instanciada. El constructor de la clase debe ser privado para evitar que se creen instancias de la clase. Dentro de la clase tendremos nuestra instancia viva. 15

16 Singleton Singleton unicainstancia datosingleton return unicainstancia instancia() operacionsingleton() getsingleton() Singleton final class Coche /* la única instancia de coche que se permitirá. No es obligatorio crear el Singleton estáticamente, se podría proveer un método que lo cree */ private static Coche c = new Coche(); // atributos private Motor motor = new Motor();... //constructor privado para que no se pueda instanciar private Coche() //vacío porque creamos la instancia estáticamente // método que devuelve el "singleton" Coche public static Coche getcoche () return c; // resto de métodos public void acelerar() // implementación del metodo 16

17 Singleton class ClaseSingletonEjemplo static ClaseSingletonEjemplo unicainstancia; public static ClaseSingletonEjemplo Instance() if (unicainstancia == null) unicainstancia = new ClaseSingletonEjemplo(); return unicainstancia; private ClaseSingletonEjemplo() ; Patrones GoF Composite Compone objetos en estructuras arborescentes para representar jerarquías as TODO-Partes Permite manejar indistintamente objetos individuales y composiciones de objetos 17

18 Composite Cliente Componente Operación() Adicionar(Componente) Remover(Componente) obtenerhijo(int) Hoja Operación() Composite Operación() Adicionar(Componente) Remover(Componente) obtenerhijo(int) hijos Para todo g en hijos: g.operación() Composite La estructura típica t es: Componente Declara la interface para objetos en la composición n y se encarga de acceder y manejar sus componentes hijo Hoja Representa objetos hoja (sin hijos) en la composición n y define un comportamiento específico Composite Almacena componentes hijo y define un comportamiento (adicionar, eliminar, modificar ) ) para sus componentes hijos 18

19 Composite Componente ObjetoGráfico Dibujar() Adicionar(ObjetoGráfico) Remover(ObjetoGráfico) obtenerhijo(int) Hoja Hoja Hoja Línea Texto Rectángulo Dibujar() Dibujar() Dibujar() En Dibujar() de figura: para todo g en el contenedor elementos g.dibujar() Composite elementos Figura Dibujar() Adicionar(ObjetoGráfico g) Remover(ObjetoGráfico g) obtenerhijo(int) Adicionar o remover g del contenedor elementos Patrones GoF Adapter Convierte la interface de una clase en otra interface que el cliente espera Permite a las clases trabajar juntas ya que de otra manera no lo podrían hacer debido a que las interfaces son incompatibles. 19

20 Adaptador (Adapter( Adapter/Wrapper) Se asegura de convertir la interface de una clase en otra que el cliente espera. Permite la colaboración de ciertas clases a pesar de tener interfaces incompatibles Se desea crear una clase reutilizable que debe colaborar con clases no relacionadas o imprevistas. La funcionalidad de Adaptador depende de la similitud entre la interfaz de las clases Objetivo y Adaptado. Adaptador Objetivo Define la interface de dominio específico que el cliente usa Cliente Colabora con los objetos que conforman la interface Objetivo Adaptado Define una interface necesita adaptarse Adaptador Adapta la interface interface Objetivo existente que Adaptado a la 20

21 Adaptador (Adapter( Adapter/Wrapper) Estructura 1: Herencia Múltiple Interface que el cliente espera Interface existente que se requiere adaptar Adapta la interface Adaptee al Target esperado usando herencia múltiple Adaptador (Adapter( Adapter/Wrapper) Estructura 2: Objeto Adaptador Interface que el cliente espera Interface existente que se requiere adaptar Adapta la interface Adaptee al Target esperado usando un objeto adaptador 21

22 Adaptador Cliente Objetivo Requerimiento() Adaptado RequerimientoEspecífico() implementación Adaptador Requerimiento() Realmente se invoca el RequerimientoEspecífico() Adaptador (Adapter( Adapter/Wrapper) Editor Cliente ElementoGrafico marco() crearmanipulador() Objetivo Adaptador return text.getextension ElemLinea marco() crearmanipulador() ElemTexto marco() crearmanipulador() +texto return new ManipuladorTexto Adaptado TextView getextension() 22

23 Adaptador (Adapter( Adapter/Wrapper) Objetivo, Cliente TreeDisplay getchildren(node) CreateGraphicNode(Node) display() BuildTree(Node n) Abstracta getchildren(n); for each child addgraphicnode(creategraphicnode(child)); buildtree(child) DirectoryTreeDisplay getchildren(node) creategraphicnode(node) adaptador FileSystemEntity adaptado Patrones GoF Observer Define una dependencia de uno a muchos entre objetos así que cuando un objeto cambia de estado, todos los objetos que dependen de él l son notificados para que se actualicen automáticamente. ticamente. 23

24 Patrones GoF Observer Define una dependencia de uno a muchos objetos de tal manera que cuando un objeto cambia su estado, todas sus dependencias son notificadas actualizándose de manera automática Se usa cuando una abstracción tiene dos aspectos y uno depende del otro. Encapsular estos dos aspectos en objetos separados permite actualizarlos y reutilizarlos de manera independiente. Cuando un cambio en un objeto requiere cambios en otros objetos asociados sin importar el tipo de esos cambios! Observer Sus principales componentes son: Sujeto: Puede tener asociados uno o más m s observadores Observador: Es notificado cuando el sujeto cambia de estado. Cada observador pregunta al sujeto acerca de su estado con el fin de sincronizar su estado con el del sujeto. 24

25 Observer a b c Observadores: N Observadores que cambian su presentación dependiendo de los datos del Sujeto x x x y x a b c z a b c Ejemplo: Uso de una interfaz gráfica para separar la presentación de la lógica de los datos Promedio a = 60 b = 30 c = 10 Sujeto Todos los Observadores son notificados de cualquier cambio en el estado del Sujeto cambio Notificación de Solicitudes, modificaciones Observer Conoce a todos sus Observadores Define una inteface actualizable para objetos que podrían ser notificados de cambios en el Sujeto Sujeto Asociar (Observador) Desasociar (Observador) Notificar() Mantiene un estado y nofitica a los Observadores de sus cambios SujetoConcreto estadosujeto darestado() modificarestado() observadores Observador Actualizar() Para todo o en observadores: o.actualizar() Implementa la Interface para mantener la actualización acorde con el estado del Sujeto sujeto ObservadorConcreto estadoobservador Actualizar() darestado() retorna estadosujeto estadoobservador= sujeto.darestado() 25

26 Observer Ejemplo de Implementación utilizando un Manejador del Cambio: (evita al sujeto tener las referencias de sus observadores) 26