Паттерны в объектно-ориентированном программировании

Шаблоны Паттернов проектирования в объектно-ориентированном программировании

Определения терминов и понятий

Ниже приводится краткое изложение терминов, которые вы уже были введено в более ранних главах, которые будут иметь важное значение для понимания шаблонов проектирования.

Курс можно скачать в конце статьи.

Одной из основных задач объектно-ориентированного проектирования является: определите классы, из которых состоит программная система.

Не все объекты, которые будут частью системы, идентифицируются на ранней стадии процесса разработки, для ряда причины, включая выбранный программный процесс (например, инкрементные процессы).

Наиболее важным аспектом объекта является его интерфейс . Интерфейс его определяет, как он может другими словами, к каким именно сообщениям он может быть использован и отклик. Параметры, которые необходимо передать с помощью сообщения, если таковое имеется, и возвращаемый тип вызывается коллективно подпись операции. Деталь реализации об этих операциях не обязательно знать клиенту.

Многие операции с одним и тем же именем могут иметь разные значения подписи, и многие операции с одной и той же подписью могут имеют различные реализации (с использованием наследования). Эти существуют формы полиморфизма.

Эта подменяемость — другими словами, возможность заменять на время выполнения — называется динамическим связыванием и является одной из основных характеристик объектно-ориентированного программного обеспечения. Объекты с одинаковыми наборами сигнатуры, как говорят, соответствуют общему интерфейсу.

Определение класса может быть использовано в качестве основы для определения подклассов посредством наследования. Подкласс обладает всеми реализация данных и методов суперкласса вместе с дополнительными данными и методами, относящимися к исключительно к объектам подкласса.

В некоторых случаях, данные подкласса могут затенять данные суперкласса с тем же самым идентификатором, или могут переопределять методы с той же самой подписью. Абстрактный класс — это класс, который не может иметь объекты. Его основная цель — определить общий интерфейс общие для его подклассов. Подклассы уточняют реализации для этих методов абстрактного класса перекрывая их.

Существует различие между наследственностью и соответствием. В Java это называется явно определяется путем расширения класса через наследование, а также путем реализации интерфейса для обеспечения соответствия определенному поведению.

Тип объекта — это определяется его интерфейсами; это определяет сообщения для на что он может ответить или, другими словами, как он может быть использованный. Класс — это тип, но очень разные классы могут иметь один и тот же тип.

Сфера деятельности по разработке: приложения, инструментарий, фреймворки

Сфера деятельности в Паттернах по разработке: приложения, инструментарий, интегрированные системы

Разработчики программного обеспечения могут оказаться вовлеченными в различные виды деятельности по разработке программного обеспечения. Большинство разработчиков работают о приложениях, предназначенных для использования неспециалистами компьютера пользователи для выполнения задач, имеющих отношение к их конкретной работа.

Однако некоторые разработчики могут быть вовлечены в производство специализированное программное обеспечение, предназначенное для помощи прикладному программному обеспечению разработчики в процессе производства своих приложений. То продукты таких разработчиков по-разному называются инструментариями или фреймворками, в зависимости от сферы применения их применимость.

При разработке приложения необходимо учитывать повторное использование существующего программного обеспечения, а также обеспечение того, чтобы вновь разработанное программное обеспечение легко поддерживать и является само собой разумеющимся многоразовый. Техническое обслуживание само по себе является формой повторного использования программного обеспечения.

Наименьшей единицей повторного использования в объектно-ориентированном программном обеспечении является объект или класс. При повторном использовании класса (например, уточнении с помощью средства подклассования) это называется повторным использованием белого ящика.

Это связано с тем, что видимость: все атрибуты и методы обычно видны пользователю. подклассы. Этот тип повторного использования считается более сложный для разработчиков, потому что он требует понимания о деталях реализации существующего программного обеспечения.

Когда повторное использование является посредством композиции объекта, и мы имеем дело только с интерфейсы-как он может быть использован — это называется повторное использование черного ящика, потому что внутренние детали данного не видны.

Повторное использование черного ящика оказалось гораздо более успешным, чем повторное использование белого ящика. Это менее сложно для разработчиков и делает не мешает инкапсуляции объектов и является поэтому безопаснее использовать.

Наборы инструментов представляют собой набор связанных между собой инструментов и многоразовые классы, предназначенные для обеспечения общего назначения функциональность. Наборы инструментов помогают в процессе разработки не накладывая слишком много ограничений на дизайн. То пакеты в Java, такие как java.net-Ява.util и java.авт есть примеры.

Фреймворки представляют собой повторное использование на гораздо более высокий уровень. Фреймворки представляют собой повторное использование дизайна и являются частично завершенные программные комплексы, предназначенные для конкретного семейство приложений. Одним из примеров фреймворка является Java Collections Framework.

Паттерны, напротив, вовсе не являются частью программного обеспечения. Они являются более абстрактными, предназначенными для использования для многих типов приложения. 

Паттерн — это небольшая коллекция объектов или классов их, которые взаимодействуют друг с другом для достижения какой-то желаемой цели. Каждый шаблон дизайна концентрируется по какому-то аспекту проблемы и большинство систем могут включать в себя много разных узоров.

Классификация паттернов и каталог паттернов

Классификация паттернов и каталог паттернов

Классификация паттернов и каталог паттернов

Шаблоны проектирования основаны на практических решениях, которые имеют были успешно реализованы снова и снова. Дизайн паттерны представляют собой средство перехода от анализа / проектирования к проектированию / реализации.

Чтобы помочь разработчикам использовать шаблоны проектирования, каталоги были созданы шаблоны. Каждая запись каталога для шаблона должен содержать следующие четыре основных элемента:

  • Имя шаблона, которое определяет общепринятое значение и представляет собой часть из лексики дизайна.
  • Проблема или семейство проблем и условия, к которым он относится можете применять.
  • Решение, которое является общее описание участвующих классов / объектов и взаимодействует с их ролями и сотрудничеством.
  • Последствия — Каждый паттерн выделяет какой-то аспект системы, а не другие, поэтому полезно уметь анализировать выгоды и ограничения.
  • Gamma et al классифицируют шаблоны проектирования на три категории в соответствии с назначением. Эти категории являются поведенческими, творческими и структурными. К сожалению, каталог выкроек не стандартизирован, что может привести к некоторой путаницы.

    Уровень детализации и абстракции сильно отличается от объектов, единственная ответственность которых заключается в том, чтобы создавать другие для тех, которые создают целые приложения. Нет никакой гарантии, что подходящая модель они всегда будут найдены.

    Также может быть, что несколько разных паттерны могут быть использованы для решения конкретной задачи — другими словами другими словами, один паттерн не может представлять собой единственное решение, но это возможное решение.

    Таблица 8.1. Шаблоны проектирования в соответствии с Gamma et. Аль.

    ПоведенческийТворческое началоСтруктурный
    Переводчикфабричный методПереходник (класс)
    Шаблонный МетодАбстрактная ФабрикаАдаптер (объект)
    Цепочка ответственностиКонструкторМост
    КомандаПрототипСоставной
    ИтераторОдиночкаОформитель
    ПосредникФасад
    MomentoFlyweight
    НаблюдательПолномочие
    Государство
    СТРАТЕГИИ
    Посетитель

    Портлендское Хранилище Шаблонов

    Портлендское Хранилище Шаблонов

    Большая коллекция шаблонов дизайна доступна на сайте Портлендский Узор Хранилище . Этот репозиторий размещен на сайте Каннингем & Каннингем, консалтинговая фирма Уорда Каннингем, один из Банды Четырех. Этот сайт также знаменит тем, что является первым Вики-сайтом в интернете.

    Поведенческие модели

    Поведенческие модели в Паттернах

    Поведенческие паттерны требуются, когда операции, которые потребность быть выполненной, не может быть достигнута без сотрудничества. Таким образом поведенческие паттерны концентрируются на пути в котором классы и объекты организуют обязанности для достижения необходимого взаимодействия.

    Паттерннаблюдателя — это пример поведенческого паттерна, определяющего некоторую зависимость между объектами.

    Наблюдатель шаблона

    В некоторых приложениях два или более объектов, которые являются независимо друг от друга должны реагировать на какое-то событие в синхронность. Например любой графический Пользовательский интерфейс (GUI) будет реагировать на щелчок мыши. кнопка мыши или клавиатура, которая вызовет выполнение приложения или утилиты и перерисовать экран соответственно.

    Событие щелчка мыши приведет к одному или нескольким событиям. другие объекты отвечают. Каждый из них является иным, независимый. Каждый способен реагировать только на определенные мероприятия.

    Другие типичные примеры применений, в которых нНаблюдатель паттерн может быть использованный:

  • Для интеграции инструментов в среду программирования. Для примера, редактор для создания программного кода может регистрироваться в компиляторе на предмет синтаксических ошибок. Когда компилятор столкнется с такой ошибкой, редактор будет информирован и может прокрутить соответствующую строку кода.
  • Для обеспечения согласованности ограничений, таких как ссылочные целостность для систем управления базами данных.
  • При проектировании пользовательских интерфейсов необходимо отделять представление данных из приложений, которые управляют данные. Например объект электронной таблицы и диаграмма или текстовый отчет может отображать одну и ту же информацию в результате данных приложения в то же время в их различные формы.
  • Проблема в patterns

    Важное отношение, которое необходимо установить, заключается в следующем: между субъектом и наблюдателем . То субъект может наблюдаться любым числом наблюдателей. То наблюдатели должны быть уведомлены, когда тема меняется.

    Каждый наблюдатель получит информацию, касающуюся состояние субъекта, с которым можно синхронизировать и позвольте им отвечать в соответствии с требованиями приложения. То ниже кратко излагаются условия:

  • Субъект независим, а наблюдатели независимы.
  • Изменение темы вызовет изменения в наблюдателе, которых может быть много.
  • Объектами, которые будут уведомлены субъектом, являются в остальном независимыми. Они только разделяют в некотором аспекте их поведения.
  • Рис. 8.8. Диаграмма классов паттерна наблюдателя

    Диаграмма классов паттерна наблюдателя
    Отчеты и автоматизация на Python PDF, HTML, email

    КУРСЫ ОБУЧЕНИЯ ПРОГРАММИРОВАНИЮ

    Python автоматизация рутинных задач с помощью Питон – курс

    Решение

    Участвующие классы /объекты:

    На диаграмме субъект показан как класс. Субъект имеет способы прикрепления и отсоединение наблюдателей. Методы показаны на диаграмма в виде addObserver (), deleteObserver () и notifyObservers ().

    Наблюдатель имеет обновление интерфейса для объектов, о которых будет сообщено изменения в предмете, здесь показанные как интерфейс с обновлением метода ().

    Конкретный предмет, а подкласс предмета, содержит свое состояние (представляющее интерес для наблюдателей), плюс операции по изменению его состояния. Конкретный субъект способен уведомлять своих наблюдателей, когда его состояние изменяется. На диаграмме состояния атрибута и методы getState(), setChanged() предоставляет эту функциональность, а другие методы наследуются от субъекта .

    Конкретный наблюдатель сохраняет ссылку на конкретный субъектный объект, а также состояние, которое необходимо поддерживать в соответствии с конкретным предметом. Он реализует интерфейс обновления. На диаграмме конкретный наблюдатель — это класс, который реализует наблюдатель интерфейса. Он предоставляет код для метода update() и имеет observerState для обозначения данных, которые должны держится в соответствии с бетоном Субъект-объект.

    Сотрудничества

    Конкретные Наблюдатели объекты регистрируются с помощью бетона Объект Subject, используя метод addObserver ().

    Когда конкретная тема изменяет состояние он уведомляет конкретные объекты наблюдателя путем выполнение метода notifyObservers ().

    Конкретный Наблюдатель объект(ы) получает информацию об измененном состоянии конкретного субъекта и выполните метод update ().

    Последствия

    Преимущество паттерна состоит в том, что субъект и наблюдатель независимы друг от друга другое, и субъекту не нужно ничего знать об обработке уведомления наблюдателями (то есть, как работает update ()). Это означает, что любой тип широковещательная коммуникация могла бы быть реализована в этом направлении путь.

    Созидательные паттерны

    Созидательные паттерны

    Созидательные паттерны управляют процессом создания объекта создание. Эти шаблоны могут быть использованы для обеспечения большего многоразовые конструкции, делая акцент на интерфейсах и а не реализация. Абстрактная фабрика является примером шаблон создания, который может быть использован для создания их более другими словами, адаптируемость:

  • Меньше зависит от конкретных реализаций.
  • Более поддается изменениям и настройке, легче поддается настройке. измените сами объекты.
  • Меньше необходимости менять приложения, которые используют Объекты.
  • Абстрактная фабрика шаблонов в patterns

    Абстрактный фабричный паттерн делает систему независимой от как создаются, составляются и представляются объекты. Так и должно быть быть использованным всякий раз, когда тип или конкретные детали фактического объекта, которые необходимо создать, не могут быть предсказаны в заранее, и поэтому должен определяться динамически.

    Только требуемое поведение в них задается в продвижение. Информация, которая может быть использована для создания таковых будет основано на данных, передаваемых при выполнении время. Примеры применения паттерна:

    • Настройка окон, шрифтов и т. д. Для платформы на котором приложение будет работать таким образом, чтобы обеспечить соответствующее форматирование, где бы ни находилось приложение развернутый.
    • Когда приложение указывает все необходимые операции над объектами, которые он будет использовать, но их фактические формат будет определяться динамически.
    • Для интернационализации пользовательских интерфейсов (например, для отображения весь текст на местном языке, чтобы настроить дату формат, чтобы использовать местные денежные символы).

    Проблема

    Приложение должно быть независимым от того, как его объекты создаются и представляются. Это должно быть возможно настройте приложение для разных целей продукты / платформы. Приложение точно определяет, как это сделать используются объекты (то есть их интерфейсы).

    Решение

    Решение

    Участвующий классы / объекты

    Абстрактный Заводской класс будет содержать определение операции, необходимые для создания объектов, createProductA (), createProductB ().

    Бетонный Завод реализует операции createProductA(), createProductB (). Только один бетонный завод создается на время выполнения, которое будет использоваться для создания объектов продукта

    Абстрактный продукт будет объявите интерфейс для типа объекта product для пример определенного типа объекта GUI: метка или окно.

    Продукт определит их, созданный бетоном Фабрика 1, реализующая абстрактный интерфейс ProductA.

    Использование клиентского приложения только интерфейсы из абстрактной фабрики и абстрактных классов продуктов.

    Рис. 8.9. Диаграмма классов для абстрактного фабричного шаблона

    Диаграмма классов для абстрактного фабричного шаблона
    python language

    Курс python для начинающих dict import django opencv modules while

    Последствия

    Различные конфигурации продукта могут быть использованы путем замены бетонный завод Ан использование приложения. Это и выгода, и ответственность, потому что для каждой платформы или семейства продуктов необходим новый подкласс бетонного завода быть определенным.

    Однако изменения будут носить широкий характер ограничившись определением подклассов абстрактной фабрики и абстрактного продукта, тем самым ограничившись изменения в программном обеспечении в хорошо документированных местах.

    Структурная схема в patterns

    Эти паттерны имеют дело с составом сложных объектов. Подобная функциональность часто может быть достигнута с помощью делегирование и композиция вместо наследования. Образец структурным паттерном является композитный паттерн. На Яве API, этот шаблон используется для организации графического интерфейса с помощью AWT объекты и менеджеры макетов.

    Композит шаблона

    Паттерн предполагает создание сложных объектов из простые детали, использующие отношения наследования и агрегирования чтобы сформировать древовидные иерархии.

    На диаграмме композитный паттерн показан как рекурсивный структура, в которой компонент может быть либо листом (который имеет нет собственных субкомпонентов) или композита (который может иметь любое количество дочерних компонентов).

    Класс компонента определяет единый интерфейс, через который клиенты могут получить доступ и манипулируйте композитными структурами. На диаграмме это выглядит следующим образом представлен абстрактным методом operation ().

    Рис. 8.10. Диаграмма классов составного паттерна

     

    Диаграмма классов составного паттерна
    CSS Анимация

     

    Проблема

    Сложные объекты нужно создавать, но композиция и его составные части должны быть обработаны равномерно.

    Решение

    Участвующий классы / объекты

    Компонент должен объявите интерфейс для них в композиции, а также интерфейсы для доступа и управления своим дочерним устройством Компоненты.

    Композит определит поведение для компонентов с детьми, и реализует дочерние интерфейсы.

    Клиентское Приложение манипулирует объектами через интерфейс компонента с помощью метод operation (). Если объектом манипулирования является это будет лист. обрабатывается непосредственно , если это композитный запрос, то он будет пересылается ребенку

    Последствия

    Паттерн обеспечивает равномерное взаимодействие с объектами в композитная структура через класс компонентов.

    Определяет иерархии, состоящие из простых объектов и составные они же, которые сами могут быть составлены и т. на.

    Это облегчает добавление или удаление компонентов.

    Скачать курс Паттерны в объектно-ориентированном программировании

    О курсе можно узнать по ссылке ниже

    https://www.specialist.ru/course/pattern

    Как использовать шаблон дизайна в patterns

  • Обратитесь к каталогам шаблонов проектирования для получения дополнительной информации (например, портлендское хранилище шаблонов, обсуждавшееся ранее). Вы возможно, вы найдете пример или описание, которые могут подсказать вам следующее: шаблон стоит рассмотреть.
  • Попробуйте изучить предложенное решение с точки зрения участвующие объекты / классы, условия и описание сотрудничества.
  • Если примеры этих паттернов являются частью инструментария, возможно, будет полезно изучить имеющиеся Информация. Ява например, util поддерживает шаблон наблюдателя.
  • Дайте участникам имена объектов, соответствующие вашим требованиям. контекст приложения.
  • Нарисуйте диаграмму классов, показывающую классы, их необходимые связи, операции и переменные, которые необходимы чтобы шаблон работал.
  • Измените имена операций и переменных подходит для вашего приложения.
  • Попробуйте этот шаблон, Протестировав пример скелета.
  • В случае успеха доработайте и внедрите его.
  • Рассмотрим альтернативные решения и solid паттерны проектирования.
  • 5 2 голоса
    Рейтинг статьи

    Подписаться
    Уведомить о
    guest
    0 комментариев
    Межтекстовые Отзывы
    Посмотреть все комментарии
    0
    Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x
    ()
    x