Klasa Składnia UML/Java Modyfikatory dostępu
�� Pola - atrybuty klasy �� public - dostępne globalnie (w UML +)
�� Metody - operacje klasy �� private - dostępne lokalnie (tylko w obrębie
klasy)
�� Konstruktor  określa sposób tworzenia klasy
�� protected - dostępne w pakiecie oraz klasach
pochodnych z innych pakietów
Klasa aktywna  klasa zawierająca metodę
�� static - bez konieczności tworzenia obiektu
statyczną main() (punkt wejścia programu), na
diagramie oznaczamy pogrubiona linia
�� final - brak możliwości zmiany
public class MainClass
public int attribute;
public class ExampleClass {
public Mainclass() {
public static final int CONSTANT = 0;
}
private int private Attribute;
public static
int friendly Attribute;
void main (String[ ]args){
}
public void public Method() {
}
}
protected void protected Method();
Klasa abstrakcyjna
}
�� klasa abstrakcyjna - klasa z niepełną
implementacją
Uogólnienie
�� metody abstrakcyjne - bez implementacji
�� dziedziczenie - rozszerzenie klasy bazowej
�� polimorfizm - przeciążanie oraz przesłanianie
abstrakcja oznaczana jest kursywa
Interfejs
�� interfejs - klasa całkowicie abstrakcyjna
�� metody - tylko deklaracje (bez implementacji)
�� pola - traktowane jako stałe
wszystkie elementy są automatycznie publiczne,
pola dodatkowo statyczne i ostateczne
Class BaseClass {
public void method() {
}
}
public class ChildClass
public interface interface {
extends BaseClass {
void method();
public void method() {
}
}
public void method(int arg){
Pakiet
}
�� pakiet - jednostka biblioteczne (grupuje klasy
}
oraz interfejsy)
package package.name;
1
Realizacja
�� implementacja  definiowanie metod
Kompozycja (agregacja całkowita):
�� związek typu całość- część
interface Interface {
�� agregacja całkowita (kompozycja) - relacja
void method();
wyłącznej własności (FirstClass nie może
}
istnieć bez SecondClass) oraz jedności czasu
public class ImplementationClass implements
życia (część nie może istnieć bez całości)
Interface {
public void method() {
}
}
Asocjacja
�� asocjacja - czasowe utrzymywanie referencji
do obiektu klasy wskazywanej przez związek
(obiekty są od siebie niezależne, ale mają do
siebie dostęp)
�� zwykle reprezentuje atrybut klasy
class FirstClass{}
public class SecondClass {
public FirstClass(){
}
Zależność (związek opcjonalny):
użycie  przekazywanie obiektu klasy wskazywanej
przez związek poprzez argument metody lub
powrót (zmiany w jednej klasie są uzależnione od
drugiej)
Agregacja (niecałkowita):
�� związek typu całość-część
�� agregacja - długotrwałe utrzymywanie
referencji do obiektu;
referencja przekazywana w konstruktorze lub/i
metodzie (część może należeć do wielu
całości)
class FirstClass{
public class SecondClass{
class FirstClass{}
private FirstClass composition;
public class SecondClass {
public SecondClass (FirstClass c)
public FirstClass make(){
{
return new FirstClass(); } }
composition=c; } }
2
Wzorce projektowe definicja
Wzorzec identyfikuje i specyfikuje pewną abstrakcję, której poziom znajduje się powyżej poziomu abstrakcji
pojedynczej klasy, instancji lub komponentu.
�� wzorzec projektowy - stanowi sposób rozwiązania problemu
�� klasa - sposób opisu (rzeczywistości)
�� instancja - reprezentacja bytu
�� komponent - część systemu
Przegląd wzorców projektowych
�� GOF Patterns  23 wzorce projektowe (GOF - Gang of Four (Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vlissides))
�� GUI Patterns: Applet, Aplication
�� Testing Patterns: Test Case, Test Suite
�� J2EE Patterns
GOF
�� wzorce konstrukcyjne
�� wzorce strukturalne
�� wzorce czynnościowe
Wzorce konstrukcyjne
Określają sposoby tworzenia(inicjowania) obiektów. Oddzielają resztę programu od sposobu tworzenia i
reprezentacji obiektów.
�� Abstract Factory
�� Builder
�� Factory Method
�� Prototype
�� Singleton
Wzorce strukturalne
Opisują strukturę połączeń różnych klas, określając sposób dostępu tych klas (między sobą) oraz ich hierarchie.
�� Adapter
�� Bridge
�� Composite
�� Decorator
�� Facade
�� Flyweight(pyłek)
�� Proxy(pośrednik)
Wzorce czynnościowe
Opisują sposób interakcji klas. Dzielą funkcjonalność pomiędzy klasy tak aby dostęp do niej nie wymagał
wnikania w strukturę systemu.
�� Chain of Responsibility
�� Command (polecenie)
�� Interpreter
�� Iterator
�� Mediator
�� Memento (pamiątka)
�� Observer (obserwator)
�� State
�� Strategy
�� Template Method
�� Visitor
Przydatne uwagi:
dziedziczenie- definiować szczyt hierarchii dziedziczenia jako klasy abstrakcyjne lub interfejsy, które nie
dostarczają implementacji
kompozycja - stosować raczej kompozycję niż dziedziczenie
3
WZORCE KONSTRUKCYJNE
Factory Method (metoda fabrykująca)
Prosta klasa decyzyjna, która w zależności od otrzymanych danych, zwraca obiekt jednej z wielu klas
pochodnych abstrakcyjnej klasy bazowej.
(definiuje, który konkretny obiekt ma utworzyć)
Elementy:
�� produkt (Shape) - definiuje interfejs obiektów tworzonych przez metodę wytwórczą
�� produkt konkretny (Square/Circle) - implementuje interfejs produktu
�� twórca - deklaruje metodę wytwórczą, która zwraca obiekt produktu
�� twórca konkretny (ShapeFactory) - definiuje metodę wytwórczą, żeby zwracała obiekt produktu
konkretnego
Zastosowanie:
�� gdy klasa nie może przewidzieć, jakich klas obiekty musi tworzyć
�� gdy klasa chce, by to jej podklasy specyfikowały tworzone przez nią obiekty
Odmiany wzorca:
�� parametry są przekazywane do fabryki i określają, który z wielu rodzajów klas obiekt zwrócić
�� klasa bazowa jest abstrakcyjna, a wzorzec zwraca obiekt kompletnej (nie abstrakcyjnej) klasy pochodnej
(klasa abstrakcyjna zawiera metodę fabryki)
�� klasa bazowa zawiera podstawowe metody i tworzy obiekt klasy pochodnej tylko wtedy, gdy podstawowa
implementacja jest niewystarczająca
4
Abstract Factory (fabryka abstrakcyjna)
Dostarcza interfejsu umożliwiającego tworzenie rodzin spokrewnionych lub uzależnionych od siebie obiektów
bez konieczności określania ich konkretnych klas.
Elementy:
�� fabryka abstrakcyjna (GameElementFactory) - deklaruje interfejs tworzenia produktów
�� fabryka konkretna (KittiesAndPuzzles/KillAndDismember) - implementuje operacje tworzenia produktów
konkretnych
�� produkt abstrakcyjny (Obstacle/Player) - deklaruje interfejs dla pewnego rodzaju produktu
�� produkt konkretny (Puzzle/Kitty/NastyWeapon/KungFuGuy) - definiuje klasę obiektu będącego produktem,
który ma być utworzony przez odpowiednią fabrykę konkretną
�� klient (GameEnviroment) - używa jedynie interfejsów zadeklarowanych przez klasy fabryki abstrakcyjnej i
produktu abstrakcyjnego
Konsekwencje:
�� pomaga zapanować nad tym, jakie klasy obiektów tworzy dana aplikacja
�� umożliwia łatwą zmianę fabryki konkretnej używanej przez aplikację (zmiana rodziny produktów)
�� ogranicza używane przez aplikację klasy obiektów do jednej rodziny
�� dołączanie nowych rodzajów produktów związane jest ze zmianą fabryki abstrakcyjnej oraz jej wszystkich
podklas
5
Singleton
Klasa zezwalająca na utworzenie tylko jednego jej obiektu udostępnionego globalnie.
Elementy:
�� singleton (Singleton) - jest odpowiedzialny za tworzenie swojego jedynego egzemplarza
Szczegóły implementacji:
�� prywatny konstruktor (brak możliwości utworzenia obiektu klasy poprzez konstrukcję new)
�� statyczna metoda zwracająca instancję klasy (tylko jedna instancja)
Zastosowanie:
�� klasa musi mieć tylko jeden egzemplarz udostępniany klientom
Odmiany wzorca:
�� możliwe rozszerzenie klasy singleton w celu zwracania rozbudowanego egzemplarza podklasy
(ExtendedSingleton)
- chroniony konstruktor
- deklaracje metod w klasie bazowej
6
Builder (budowniczy)
Oddziela konstruowanie złożonych obiektów od ich reprezentacji w celu umożliwienia budowania różnych reprezentacji
obiektów za pomocą tych samych zabiegów konstrukcyjnych.
Budowniczy służy do budowania złożonych projektów.
Elementy:
�� kierownik (MediaDirector) - konstruuje obiekt używając interfejsu budowniczego
�� budowniczy (MediaBuilder) - określa interfejs abstrakcyjny do utworzenia części składowych obiektu produktu
�� budowniczy konkretny (BookBuilder/MagazineBuilder) - konstruuje i zestawia części produktu, definiuje i kontroluje
tworzoną przez siebie reprezentację
�� produkt (Media) - reprezentuje konstruowany obiekt złożony, zawiera klasy definiujące części składowe (MediaItem)
�� produkt konkretny (Book/Magazine)
Współpraca:
�� klient tworzy obiekt kierownika i konfiguruje go za pomocą pożądanego obiektu budowniczego (budowniczy
konkretny)
�� kierownik informuje budowniczego o potrzebie zbudowania części produktu
�� budowniczy przetwarza żądania kierownika i dodaje części do produktu
�� klient odbiera gotowy produkt od kierownika
Konsekwencje:
�� abstrakcyjny interfejs budowniczego ukrywa reprezentację i wewnętrzną strukturę produktu oraz sposób montowania
tego produktu, umożliwia również zdefiniowanie w zależności od potrzeb nowego rodzaju budowniczego
�� wzorzec oddziela kod służący do konstruowania od reprezentacji produktu
�� polepsza kontrolę procesu konstruowania produktu przez podział procesu tworzenia na etapy
Odmiany:
�� interfejs budowniczy nie musi być klasą abstrakcyjną (standardowo zawiera puste metody), co daje możliwość zmiany
implementacji tylko niektórych metod
Porównanie
Builder vs Abstract Factory:
�� oba wzorce zwracają obiekty związanych ze sobą klas
�� Abstract Factory zwraca rodzinę uzależnionych od siebie obiektów
�� Builder konstruuje złożony obiekt krok po kroku, na podstawie dostarczanych danych
7
Prototype (prototyp)
Tworzenie obiektu poprzez klonowanie prototypu instancji klasy. Właściwości instancji mogą być
modyfikowane za pomocą metod publicznych (w celu dostosowania obiektu do nowych potrzeb).
Elementy:
�� prototyp (Prototype) - deklaruje interfejs klonowania się
�� prototyp konkretny (FirstPrototype/SecondPrototype) - implementuje operację klonowania się
�� klient (Client) - tworzy nowy obiekt, prosząc prototyp o sklonowanie się
Konsekwencje:
�� ukrywa przed klientem klasę konkretną produktu
�� umożliwia specyfikowanie nowych produktów przez zmienianie wartości (skrócenie czasu powstania
obiektu w przypadku pominięcia czasochłonnego kompletowania danych)
�� wymaga głębokiego kopiowania podczas budowania obiektów o złożonej strukturze
�� ogranicza liczbę podklas odpowiedzialnych za tworzenie bliz
niaczych obiektów
�� umożliwia dynamiczne konfigurowanie aplikacji
Klonowanie w Javie:
�� .clone() - płytka kopia (shallow copy) - kopiowana jest tylko referencja do obiektu wskazująca na te same
dane
�� .deepClone() - głęboka kopia (deep clone) - należy zaimplementować samodzielnie (np. poprzez klonowanie
składowych obiektu, wywołanie konstruktora tworzącego nowe instancje składowych obiektu, lub
serializację i deserializację struktury obiektów)
Podsumowanie wzorców konstrukcyjnych:
�� Factory Method (fabryka) - używany do zwracania instancji jednej spośród wielu podobnych klas;
wyboru dokonuje na podstawie danych dostarczonych do fabryki
�� Abstract Factory (fabryka abstrakcyjna) - zwraca jedną z wielu grup klas lub fabrykę dla odpowiedniej
grupy klas
�� Builder (budowniczy) - składa wiele obiektów, aby zbudować nowy obiekt na podstawie dostarczonych
danych
�� Prototype (prototyp) - kopiuje (klonuje) istniejącą instancję klasy, zamiast tworzyć nową, kiedy
utworzenie nowej instancji byłoby bardziej skomplikowane lub czasochłonne
�� Singleton - zapewnia, że będzie utworzona tylko jedna instancja klasy oraz możliwe jest uzyskanie
globalnego punktu dostępu do tej instancji
8
WZORCE STRUKTURALNE
Adapter
Używany do stworzenia nowego interfejsu dla klasy adaptowanej, tak aby dostosować go do interfejsu innej
klasy.
Elementy:
�� cel (Target) - definiuje specyficzny dla danej dziedziny interfejs używany przez klienta
�� klient (AdapterClient) - współpracuje z obiektami dostosowanymi do interfejsu celu
�� adaptowany (Adaptee) - definiuje istniejący interfejs, który wymaga zaadaptowania
�� adapter (Adapter) - adaptuje interfejs adaptowanego do interfejsu celu
Warstwy:
�� frontend - dostępne zewnętrznie (Target, Adapter)
�� backend - dostępne wewnętrznie (Adaptee)
Realizacja:
�� poprzez dziedziczenie - dziedziczymy po klasie o niezgodnym interfejsie i dopisujemy nowe metody, aby
uzyskać wymagany interfejs (class Adapter extends Adaptee implements Target)
�� poprzez kompozycję - zawieramy klasę pierwotną wewnątrz nowej i tworzymy metody wymaganego
interfejsu (przypadek powyżej)
Odmiany:
�� adapter wzorzec klasy - realizacja przez dziedziczenie (w razie konieczności przesłanianie metod klasy
bazowej w celu nadanie nowej funkcjonalności) - związane z konkretną klasą
�� adapter wzorzec obiektu - realizacja przez kompozycję - możliwość adaptowania klas pochodnych (brak
związania z konkretną klasą)
�� adapter uniwersalny - gdy zachowany jest dostęp do metod adaptera oraz klasy adaptowanej (np. przypadek
adaptera wzorzec klasy, gry metody klasy nie są przesłaniane)
�� adapter dynamiczny - tworzy interfejs dla wielu różnych klas (określanie klasy przez parametr podany w
konstruktorze lub metodzie dzięki mechanizmowi refleksji - pobranie informacji o
klasie/metodach/argumentach)
Konsekwencje:
�� umożliwia przedefiniowanie części zachowania klasy adaptowanej
�� może zwiększyć elastyczność lub uprościć interfejs klasy adaptowanej
�� poszerza zasięg zastosowań klasy adaptowanej
9
Bridge (most)
Oddziela interfejs obiektu od jego implementacji, dzięki temu mogą być niezależne modyfikowane
Elementy:
�� abstrakcja (Abstraction) - definiuje interfejs klasy mostu; zarządza odwołaniem do obiektu typu Implement
�� rozwinięta abstrakcja (ClientService) - rozszerza interfejs zdefiniowany przez abstrakcję
�� implementacja (Implement) - definiuje interfejs klas implementujących adapter, który nie musi dokładnie
odpowiadać interfejsowi abstrakcji
�� implementacja konkretna (Implementation) - implementuje interfejs implementacji (definiuje implementację
konkretną)
�� abstrakcja pierwotna (Library) - definiuje adaptowany interfejs; może być to biblioteka natywna
Warstwy:
�� frontend - dostępne zewnętrznie (Abstraction - interfejs mostu, ClienService - klasa mostu)
�� middleware  adapter (Implement - interfejs adaptera, Implementation - klasa adaptera)
�� backend - dostępne wewnętrznie (Library - klasa adaptowana)
Konsekwencje:
�� pozwala zachowywać stały interfejs dla programu klienta podczas wprowadzania dowolnych zmian do
wykorzystywanych klas
�� umożliwia niezależne rozszerzenie klas implementujących i klasy mostu
�� ukrywa szczegóły implementacji przed klientem
Porównania
Bridge/Adapter
�� Adapter tworzy interfejs dla istniejącej klasy, tak aby wyglądał on jak interfejs innej klasy
�� Bridge oddziela interfejs klasy od jej implementacji, dzięki czemu można zmieniać implementację bez
potrzeby wprowadzanie zmian w kodzie, który korzysta z klasy.
10
Composite (kompozyt)
Tworzy obiekt, który jest kompozycją obiektów, z których każdy może być obiektem prostym lub kompozytem.
Elementy:
�� komponent (Component) - deklaruje interfejs składanych obiektów; definiuje interfejs umożliwiający dostęp
i zarządzanie komponentami
�� liść (Leaf) - reprezentuje obiekty będące dziećmi w składanej strukturze (elementy końcowe); definiuje
zachowanie komponentów pierwotnych w strukturze
�� kompozyt (Node) - przechowuje komponenty (elementy bazowe); definiuje zachowanie komponentów
złożonych - mających dzieci
�� klient (CompositeStructure) - manipuluje obiektami występującymi w strukturze, wykorzystujące do tego
interfejs komponentu
Konsekwencje:
�� definiuje hierarchie klas grupujące obiekty pierwotne i złożone (obiekty pierwotne mogą być składane w
obiekty złożone, które dalej mogą być składane rekurencyjnie)
�� upraszcza budowę klienta, ze względu na jednakowe traktowanie struktury prostej i złożonej
�� ułatwia dodawanie nowych rodzajów komponentów (nie ma potrzeby wprowadzania modyfikowania
klientów)
�� komplikuje wprowadzanie ograniczeń dotyczących komponentów struktury (trzeba stosowanie dynamiczną
kontrolę typów)
11
Decorator (dekorator)
Pozwala dynamicznie dodawać nowe cechy do obiektu.
Elementy:
�� komponent (DrinkComponent) - definiuje interfejs obiektów , do których można dynamicznie dołączyć
zobowiązania
�� komponent konkretny (Mug) - definiuje obiekt, do którego można dołączać dodatkowe zobowiązania
�� dekorator (Decorator) - zarządza odwołaniem do obiektu komponentu oraz definiuje interfejs dopasowany
do interfejsu komponentu
�� dekorator konkretny (Espresso/FoamedMilk/SteamedMilk) - dodaje zobowiązania do komponentu
Praktyczne zastosowanie:
�� dekorowanie komponentów wizualnych (np. Jcomponent)
�� dekorowanie komponentów nie wizualnych (np. InputStream, OutputStream)
Zastosowanie:
�� gdy chcemy dynamicznie i w przez
roczysty sposób dodawać zobowiązania do pojedynczych obiektów
�� gdy przewidujemy, ze możemy chcieć wycofać zobowiązania
�� gdy rozszerzanie przez zobowiązanie podklas jest niepraktyczne
Konsekwencje:
�� wzorzec zwiększa elastyczność dodawania zobowiązań do obiektów w stosunku do statycznego
dziedziczenia (możliwe dodawanie i usuwanie zobowiązań w czasie wykonywania programu)
�� pozwala zastosować przyrostowe zwiększanie funkcjonalności , przez co możliwe jest unikniecie
przeładowanych właściwościami klas na szczycie hierarchii
�� ułatwia definiowanie nowych rodzajów dekoratorów niezależnie od rozszerzanych przez nie klas obiektów
12
Facade (fasada)
Używany do utworzenia pojedynczej klasy reprezentującej złożony system.
Elementy:
�� fasada (Database) - wie, jakie klasy podsystemu są odpowiedzialne za spełnienie żądania; przekazuje
żądania klienta do odpowiednich obiektów podsystemu
�� klasy podsystemu (Connection/DatabaseMetaData/ResultSet) - implementują funkcje podsystemu;
wykonują prace przydzieloną przez obiekt fasady; nie posiadają referencji do fasady
Właściwości:
�� wzorzec izoluje klienta od skomplikowanych komponentów podsystemów i dostarcza do nich prostszy
interfejs do ogólnego użytku, jednocześnie nie ogranicza zaawansowanemu użytkownikowi dostępu do
złożonych klas znajdujących się głębiej
�� umożliwia dokonywanie zmian w przykrywanych podsystemach bez potrzeby modyfikacji kodu klienta i
redukuje liczbę zależności podczas kompilacji
Konsekwencje:
�� oddziela klientów od komponentów podsystemu, dzięki czemu zmniejsza sie liczba obiektów, z którymi
klienci maja do czynienia
�� ułatwia ułożenie warstwami systemu i zależności między obiektami (eliminuje złożone lub cykliczne
zależności)
�� upraszcza przenoszenie systemów na inne platformy - zmniejsza prawdopodobieństwo przebudowywania
dużej części systemu, podczas modyfikacji jednego podsystemu
�� nie umożliwia aplikacjom bezpośrednio dostępu do klas podsystemu.
Porównanie
Dekorator/Fasada
�� fasada ukrywa złożoność systemu za prostym interfejsem
�� dekorator dodaje nowe funkcje poprzez obudowywanie klas
13
Flyweight (waga piórkowa/pyłek)
Stosowany dla obiektów współdzielonych. Instancja nie zawiera informacji o stanie, lecz stan jest
przechowywany na zewnątrz. Takie rozwiązanie pozwala na wydajne współdzielenie obiektów, tak aby przy
dużej liczbie instancji i przy niewielu typach obiektów zajmowały one jak najmniej miejsca.
Elementy:
�� stan zewnętrzny (Data) - oddziela dane od implementacji
�� pyłek (Flyweight) - deklaruje interfejs, poprzez który pyłki mogą otrzymywać stan zewnętrzny i
współdziałać zgodnie z nim
�� pyłek konkretny (SharedFlyweight/UnsharedFlyweight) - definiuje interfejs pyłku i dodaje pamięć do
przechowywania stanu wewnętrznego
�� fabryka pyłków (FlyweightFactory) - zapewnia właściwe współdzielenie pyłków (dostarcza istniejący lub
tworzy nowy egzemplarz pyłku)
�� klient (Client) - utrzymuje odwołania do pyłków oraz przechowuje ich stan zewnętrzny
Przykładowe zastosowanie:
�� rysowanie ikon - mapa bitowa ikony jako obiekt zewnętrzny (stan zewnętrzny)
Konsekwencje:
�� zastosowanie wzorca może zwiększyć czas wykonywania w związku z przesyłaniem, wyszukiwaniem lub
wyliczaniem stanu zewnętrznego
�� redukuje wykorzystanie (utylizację) pamięci poprzez współdzielenie stanów zewnętrznych - pamięć nie jest
zajmowana przez duplikaty tych samych danych
14
Proxy(pośrednik)
Tworzy prosty obiekt zastępujący obiekt bardziej złożony, który może być dostępny w póz
niejszym czasie. Często
stosowany w programach działających w rozproszonym środowisku sieciowym.
Elementy:
�� pośrednik (ProxyImage) - przechowuje odwołanie (referencję), która umożliwia mu dostęp do prawdziwego przedmiotu
oraz kontroluje dostęp do niego; może być odpowiedzialny za tworzenie i usuwanie prawdziwego przedmiotu; ma
zgodny interfejs z przedmiotem
�� przedmiot (Image) - definiuje wspólny interfejs dla prawdziwego przedmiotu oraz pośrednika, tak aby pośrednik mógł
być używany wszędzie tam, gdzie jest oczekiwany prawdziwy przedmiot
�� prawdziwy przedmiot (RealImage) - definiuje rzeczywisty obiekt reprezentowany przez pośrednika
Rodzaje pośredników:
�� pośrednik zdalny - jest odpowiedzialny za kodowanie żądań i ich argumentów oraz za wysyłanie zakodowanych żądań
do rzeczywistych przedmiotów w innej przestrzeni adresowej
�� pośrednik wirtualny - może przechowywać w pamięci podręcznej dodatkowe informacje o rzeczywistym przedmiocie,
dzięki czemu może odłożyć na póz
niej uzyskanie dostępu do niego
�� pośrednik ochraniający - sprawdza, czy wywołujący czyli klient ma zezwolenie na dostęp, wymagane do spełnienia
danego żądania
Zastosowanie:
�� gdy obiekt potrzebuje dużo czasu na załadowanie (np. przez sieć)
�� gdy prawa dostępu do obiektu mają być ograniczone (pośrednik może sprawdzać uprawnienia użytkownika)
Właściwości:
�� pozwala odróżnić wymaganie utworzenia instancji obiektu od rzeczywistej potrzeby dostępu do niej (obiekt może być
tworzony dopiero wtedy, gdy będzie potrzebny)
�� może przechowywać kopie dużych obiektów, które rzadko są modyfikowane
Konsekwencje:
�� wprowadza dodatkowy poziom pośrednictwa przy dostępie do obiektu
Porównanie
Adapter/Proxy
�� adapter oraz proxy obudowują obiekt
�� adapter dostarcza inny interfejs do obiektu
�� proxy dostarcza identyczny interfejs udając obudowywany obiekt, pośrednicząc między klientem a obiektem
Porównanie
Dekorator/Proxy
�� dekorator oraz proxy mają taki sam interfejs jak obudowywany obiekt
�� dekorator dodaje dodatkowe cechy do oryginalnego obiektu
�� proxy kontroluje obudowywany obiekt
15
Podsumowanie wzorców strukturalnych:
�� Adapter - zamienia interfejs danej klasy na inny
�� Bridge (most) - oddziela interfejsy klas od ich implementacji, dzięki czemu można zmieniać implementację bez
potrzeby zmian kodu klienta
�� Composite (kompozyt) - to kolekcja obiektów, z których każdy może być kompozytem lub obiektem typu liść
�� Decorator (dekorator) - obudowuje dostarczony obiekt, umożliwia dynamiczne uzupełnianie obiektów nowymi
właściwościami
�� Facade (fasada) - ujednolica zbiór interfejsów w podsystemie, ułatwiając użytkowanie systemu
�� Flyweight (waga piórkowa/pyłek) - pozwala ograniczyć liczbę małych, podobnych do siebie instancji poprzez
wyodrębnienie części danych poza klasę
�� Proxy (pośrednik) - dostarcza prostego obiektu w miejsce bardziej złożonego, którego utworzenie może być
odroczone w czasie
WZORCE CZYNNOŚCIOWE
Chain of Responsibility (łańcuch odpowiedzialności)
Uwalnia nadawcę żądania (kod kliencki) od konieczności powiązania żądania z jednym odbiorcą. Obiekty łańcucha
odpowiedzialności przekazują kolejno między sobą żądanie do czasu, aż zostanie ono rozpoznane i obsłużone przez jeden z
nich.
Elementy:
�� obsługa (HandlerBase) - definiuje interfejs obsługi żądań; może implementować odwołanie do następnika
�� obsługa konkretna (MessageFilter/SpamFilter) - obsługuje żądania, za które odpowiada; pozostałe żądania przekazuje
do swojego następnika
�� klient (ChainClient) - generuje żądanie i przesyła je do łańcucha
Właściwości:
�� łańcuch może być uporządkowany hierarchicznie od klas obsługujących bardziej specyficzne przypadki do klas
bardziej ogólnych
�� łańcuch może być nieuporządkowany, gdy klasy nie są ze sobą powiązane (klasy konkurencyjne)
�� nie ma gwarancji, że każde żądanie zostanie obsłużone
Struktura:
�� liniowa - przeglądanie od pierwszego do ostatniego elementu
�� drzewiasta - przeglądanie od liścia do korzenia (obiekt musi wiedzieć od którego miejsca łańcucha przekazać żądanie)
Rodzaje:
�� obiekty łańcucha samodzielnie obsługują żądanie
�� obiekty łańcucha współpracują ze sobą poprzez modyfikację żądania
Konsekwencje:
�� redukuje ilość połączeń pomiędzy obiektami
�� obiekty łańcucha są niezależne i nie posiadają informacji o innych obiektach łańcucha
�� ostatni obiekt łańcucha może, ale nie musi obsługiwać wszystkich żądań (żądania nieobsłużone są gubione)
16
Command(polecenie)
Nadaje żądaniu formę obiektu, pozwala na zrealizowanie dziennika poleceń i wycofanie wykonanej operacji.
Elementy:
�� polecenie (Command) - deklaruje interfejs do wykonywania operacji
�� polecenie konkretne (ConcreteCommand) - implementuje metodę execute() przez wywołanie odpowiednich
metod odbiorcy
�� klient (Client) - tworzy obiekt klasy polecenie konkretne i ustala jego odbiorcę
�� wywołujący (Invoker) - prosi polecenie o spełnienie żądania
�� odbiorca (Receiver/ConcreteReceiver) - wykonuje operacje w celu spełnienia żądania
Właściwości:
�� klient może zgłosić żądanie bez wiedzy na temat operacji (zna tylko publiczny interfejs)
�� uniezależnienie kodu programu od operacji (niezależność rozwijania części aplikacji)
Zastosowanie:
�� przechowywanie programu i interfejsu użytkownika oddzielnie od operacji
�� kolejkowanie poleceń, gdy zasoby nie są dostępne bezpośrednio
�� zapamiętywanie ostatniej operacji, gdy mamy mieć możliwość jej wycofania
Struktura:
�� duża liczba małych klas (zewnętrznych, wewnętrznych lub anonimowych) zawierających metodę execude
�� lub jedna klasa z rozbudowaną konstrukcją sterującą w metodzie execude (stosowane tylko w mało
skomplikowanych przypadkach
17
Iterator
Formalizuje sposób poruszania się po dowolnej kolekcji danych.
Elementy:
�� iterator (Iterator) - deklaruje interfejs dostępu do elementów i przechodzenia ich
�� iterator konkretny (VectorIterator) - implementuje interfejs iteratora; pamięta bieżącą pozycję przy przechodzeniu
agregatu
�� agregat - deklaruje interfejs tworzenia obiektów - iteratorów
�� agregat konkretny - implementuje interfejs tworzenia iteratora tak, aby przekazywał egzemplarz odpowiedniego
iteratora konkretnego
interface Iterator{
public boolean hasNext();
public Object next();
public void remove();
}
public class VectorIterator implements Iterator {
private Vector vector;
private int current;
private boolean removeEnabled;
public VectorIterator(Vector v){
vector = v;
current = 0;
removeEnabled = false;}
}
Typy iteratorów:
�� sekwencyjne:
- zwracające obiekty w kolejności występowania w kolekcji
�� filtrujące:
- zwracające obiekty, spełniające określony warunek
- zwracające obiekty posortowane w nietypowy sposób
Konsekwencje:
�� należy zwrócić szczególną uwagę na zagrożenia wynikające z dodawania lub usuwania danych podczas
przemieszczania się po kolekcji (dane zwracane przez iterator mogą być nieprawidłowe)
�� klasa iteratora musi mieć dostęp do struktury danych w celu jej przeglądania (poprzez metodę get zwracającą
strukturę, dziedziczenie lub implementację jako klasy wewnętrznej)
18
Mediator
Definiuje, w jaki sposób można uprościć komunikację pomiędzy obiektami z użyciem osobnego obiektu,
zapobiegając jawnym odwołaniom między nimi.
Elementy:
�� mediator (Mediator) - deklaruje interfejs porozumienia się z obiektami kompanów
�� mediator konkretny (MediatorClass) - odbiera informacje od dowolnej klasy (kompana) i decyduje, które
pozostałe klasy powinny zostać poinformowane o zaistniałym zdarzeniu
�� kompan (Colleague) - komponent komunikujący się z mediatorem; wysyła informacje o zdarzeniach
Diagram obiektów bez udziału mediatora
Diagram obiektów z udziałem mediatora
19
Właściwości:
�� tylko jedna klasa (mediator) posiada informacje o innych klasach
�� w przypadku modyfikacji jednej z pozostałych tylko mediator wymaga aktualizacji
Implementacja komponentu kompana:
�� każda klasa musi wiedzieć o istnieniu mediatora - najlepiej przekazać referencję do obiektu mediatora w
konstruktorze komponentu
�� podczas inicjalizacji obiektu klasy, należy poinformować mediatora o istnieniu komponentu
Implementacja mediatora:
�� inicjalizacja komponentów za pomocą metody .init()
�� interfejs obsługi zdarzenia
- każdy komponent ma swój własny interfejs dostępu do mediatora
- komponenty mają ten sam interfejs, rozróżnianie kompanów na zasadzie przeciążonych metod, gdzie jako
argument jest przekazywany typ komponentu
Konsekwencje:
�� zapobiega skomplikowanym powiązaniom pomiędzy klasami, kiedy operacja wykonywania w jednej klasie
musi zmienić stan obiektu innej klasy
�� pozwala łatwo modyfikować działania programu (zazwyczaj poprzez modyfikację klasy mediatora lub
utworzenie klasy pochodnej)
�� można dodawać nowe komponenty bez potrzeby modyfikowania kodu poza mediatorem
Memento (pamiątka)
Definiuje sposób zapisywania stanu obiektu bez naruszania zasad enkapsulacji.
Elementy:
�� z
ródło (Originator) - zawiera stan wewnętrzny
�� pamiątka (Memento) - przechowuje stan wewnętrzny obiektu z
ródła; chroni stan przed dostępem ze strony
innych obiektów
�� opiekun (Caretaker) - zarządza zapisem stanu; przechowuje instancje klasy pamiątka
Odmiany wzorca:
�� wzorzec może posiadać uprzywilejowany dostęp do stanu obiektu przez zastosowanie widoczności
pakietowych lub będąc klasą wewnętrzną (pozostałe obiekty poza pakietem/klasą mają dostęp ograniczony)
�� pamiątka przechowuje informację o instancji klasy z
ródła oraz dane, które będą odtwarzane za pomocą
metody restore()
Zastosowanie:
�� systemy udostępniające operacje wycofania zmian
Konsekwencje:
�� umożliwia przechowywanie stanu obiektu poza nim nie łamiąc przy tym zasad enkapsulacji
�� użycie pamiątek może być związane ze znacznymi kosztami związanymi z koniecznością kopiowania dużej
ilości danych
�� opiekun jest odpowiedzialny za usuwanie pamiątek, co może powodować duże koszty pamięciowe (opiekun
nie posiada informacji o wielkości danych przechowywanych przez pamiątkę)
20
State(stan)
Umożliwia obiektowi zmianę jego zachowania w wyniku zmiany jego stanu wewnętrznego
Elementy:
�� kontekst (StateContext) - utrzymuje egzemplarz podklasy stanu, definiujący bieżący stan
�� stan (State) - definiuje interfejs do enkapsulacji zachowania związanego z określonym stanem kontekstu
�� stan konkretny (LowerCaseState/UpperCaseState) - implementuje zachowanie związane ze stanem kontekstu
Konsekwencje:
�� wzorzec tworzy obiekty klas pochodnych klasy State dla każdego stanu, w którym może znalez
ć się aplikacja oraz
przełącza między nimi, gdy zmieni się stan aplikacji
�� eliminuje zestawy długich instrukcji warunkowych określających sposób zachowania obiektu (zachowanie obiektu,
czyli stan obiektu jest ukryty wewnątrz odpowiedniej klasy)
�� przed każdorazowym wykonaniem operacji nie trzeba sprawdzać stanu obiektu
�� generuje wiele małych klas, ale upraszcza i zwiększa czytelność kodu
Strategy (strategia)
Definiuje rodzinę obudowanych algorytmów i umożliwia ich wymianę.
Elementy:
�� kontekst (Context) - umożliwia wybór strategii (algorytmu) dokonywanych obliczeń
�� strategia (Strategy) - określa sposób wykonywania obliczeń
�� strategia konkretna (FirstStrategy/SecondStrategy/ThirdStrategy) - dostarcza implementacji algorytmu
Konsekwencje:
�� pozwala dynamicznie przełączać algorytmy w klasie kontekstu
�� algorytmy muszą być powiązane ze sobą hierarchicznie (przez dziedziczenie lub implementację interfejsu)
Porównanie
Strategy vs State
�� strategia i stan umożliwiają dokonywanie wyboru algorytmu/stanu lub może on być determinowany samoczynnie w
klasie kontekstu
�� tylko jedna strategia może być utworzona i aktywowana w klasie kontekstu
�� wiele stanów może być utworzonych jednocześnie i często mogą być przełączane
�� wzorzec strategia zawiera szereg algorytmów wykonujących podobne czynności
�� wzorzec stan zawiera klasy stanów, które wykonują całkowicie różne czynności
21
Template Method (metoda szablonowa)
Dostarcza abstrakcyjnej definicji algorytmu
Elementy:
�� szablon (Interest) - klasa zawierająca deklarację metody szablonowej (najczęściej abstrakcyjna)
�� klasa konkretna (SimpleInterest) - zawierająca implementację metody szablonowej
Rodzaje metod w klasach szablonowych:
�� kompletne metody, z których korzystają wszystkie klasy pochodne
�� abstrakcyjne metody, które muszą zostać zaimplementowane w klasach pochodnych
�� metody, które zawierają podstawową implementację pewnych operacji, jednak mogą być nadpisane w
klasach pochodnych (tzw. metoda uchwyt)
�� metody, które wywołują dowolną kombinację metod powyższych typów
Konsekwencje:
�� klasa bazowa może definiować jedynie część metod; reszta implementowana będzie w klasach pochodnych
�� w klasie bazowej mogą znajdować się metody, które wywołują sekwencje inne metody, niektóre z nich
mogą być zaimplementowane w klasie bazowej, a niektóre w klasach pochodnych
22
Observer (Obserwator)/Listener
Definiuje sposób powiadamiania o zmianach stanu obiektu.
Elementy:
�� obserwowany (Subject) - zna swoich obserwatorów; zapewnia interfejs dołączania i odłączanie
obserwatorów
�� obserwowany konkretny (SubjectClass) - gdy zmienia się stan, wysyła powiadomienie do swoich
obserwatorów
�� obserwator (Observer) - definiuje interfejs uaktualniania dla obiektów, które powinny być poinformowane o
zmianach, jakie zaszły w obserwowanym
�� obserwator konkretny (ObserverClass) - przechowuje stan, który powinien być spójny ze stanem
obserwowanego; implementuje interfejs obserwatora służący do uaktualniania, żeby zachować spójność
swojego stanu ze stanem obserwowanego
Szczegóły implementacji:
�� obserwowany rejestruje obserwatorów zainteresowanych wizualizacją zmian stanu obiektu
�� obserwowany wywołuje metodę update() na wszystkich zainteresowanych obserwatorach w celu
aktualizacji zmian stanu obiektu
Zastosowanie:
�� aplikacje okienkowe (reprezentacja danych)
�� architektura MVC
Architektura MVC (Model-View-Controller)
�� model - reprezentacja danych
�� widok - komponent wizualny
�� kontroler - warstwa komunikacyjna pomiędzy obiektami modelu i widoku, może być osobną klasą lub
stanowić część klasy modelu lub widoku
Konsekwencje:
�� umożliwia niezależne zmienianie obserwowanych i obserwatorów
�� obserwowany i obserwator nie są ściśle ze sobą powiązani (obserwowany zna jedynie listę
obserwatorów), więc mogą należeć do innych warstw abstrakcji w systemie
�� powiadomienie o zmianie jest automatycznie rozsyłane do wszystkich obserwatorów
23
Visitor (wizytator)
Pozwala na zdefiniowanie nowej operacji bez zmian w klasach elementów, do których operacja się odnosi.
Elementy:
�� wizytator (Visitor) - definiuje nowe operacje dla gospodarzy
�� gospodarz (Host) - przekazuje sterowanie do wizytatora w celu rozszerzenia funkcjonalności
Współpraca:
�� przejście w pętli przez wszystkich gospodarzy
�� wywołanie metody accept() dla każdego gospodarza
�� wywołanie metody visit() przez instancję gospodarza na wizytatorze
�� wykonanie operacji na obiekcie gospodarza
Zastosowanie:
�� w przypadku wykonywanie operacji na danych zawartych w dużej liczbie obiektów, które mają różne
interfejsy
�� w przypadku wykonywanie wielu niezwiązanych operacji na tych klasach
�� w przypadku dodawania funkcji do bibliotek lub szkieletów, gdy nie ma dostępu do kodu lub nie chcemy go
modyfikować
�� nie ma zastosowania gdy do programu będzie dodawane dużo nowych klas
Odmiany:
�� program przechowuje i przekazuje wszystkie instancje klas do wizytatora (powyżej)
�� program przekazuje całą strukturę danych do wizytatora
�� wizytator sam przechowuje obiekty, które wizytuje
Konsekwencje:
�� umożliwia pobieranie danych z wielu instancji różnych klas
�� wprowadza dodatkową funkcjonalność do klas bez potrzeby ich modyfikowania
�� posiada dostęp do danych tylko przez publiczne metody
�� jest mało przydatny w rozwojowej fazie programu ze względu na wielokrotne dodawanie abstrakcyjnych
metod wizytacji oraz ich implementacji dla każdej nowej klasy
24