Wzorce_projektowe_Elementy_oprogramowania_obiektowego_wielokrotnego_uzytku_wzoele.pdf

Wzorce projektowe. Elementy

oprogramowania obiektowego

wielokrotnego u¿ytku

Autorzy: Erich Gamma, Richard Helm,

Ralph Johnson, John M. Vlissides

T³umaczenie: Tomasz Walczak

ISBN: 978-83-246-2662-5

Tytu³ orygina³u : Design Patterns: Elements

of Reusable Object-Oriented Software

Format: 180 × 235, stron: 376

Naucz siê wykorzystywaæ wzorce projektowe i u³atw sobie pracê!

Jak wykorzystaæ projekty, które ju¿ wczeœniej okaza³y siê dobre?

Jak stworzyæ elastyczny projekt obiektowy?

Jak sprawnie rozwi¹zywaæ typowe problemy projektowe?

Projektowanie oprogramowania obiektowego nie jest ³atwe, a przy za³o¿eniu, ¿e powinno

ono nadawaæ siê do wielokrotnego u¿ytku, staje siê naprawdê skomplikowane.

Aby stworzyæ dobry projekt, najlepiej skorzystaæ ze sprawdzonych i efektywnych

rozwi¹zañ, które wczeœniej by³y ju¿ stosowane. W tej ksi¹¿ce znajdziesz w³aœnie

najlepsze doœwiadczenia z obszaru programowania obiektowego, zapisane w formie

wzorców projektowych gotowych do natychmiastowego u¿ycia!

W ksi¹¿ce „Wzorce projektowe. Elementy oprogramowania obiektowego wielokrotnego

u¿ytku” opisano, czym s¹ wzorce projektowe, a tak¿e w jaki sposób pomagaj¹ one

projektowaæ oprogramowanie obiektowe. Podrêcznik zawiera studia przypadków,

pozwalaj¹ce poznaæ metody stosowania wzorców w praktyce. Zamieszczono tu równie¿

katalog wzorców projektowych, podzielony na trzy kategorie: wzorce konstrukcyjne,

strukturalne i operacyjne. Dziêki temu przewodnikowi nauczysz siê skutecznie

korzystaæ z wzorców projektowych, ulepszaæ dokumentacjê i usprawniaæ konserwacjê

istniej¹cych systemów. Krótko mówi¹c, poznasz najlepsze sposoby sprawnego

opracowywania niezawodnego projektu.

Wzorce projektowe w architekturze MVC

Katalog wzorców projektowych

Projektowanie edytora dokumentów

Wzorce konstrukcyjne, strukturalne i operacyjne

Dziedziczenie klas i interfejsów

Okreœlanie implementacji obiektów

Obs³uga wielu standardów wygl¹du i dzia³ania

Zastosowanie mechanizmów powtórnego wykorzystania rozwi¹zania

Wykorzystaj zestaw konkretnych narzêdzi do programowania obiektowego!

S PIS TREŚCI

Przedmowa ............................................................................................................................. 9

Wstęp ..................................................................................................................................... 11

Przewodnik dla Czytelników ............................................................................................ 13

Rozdział 1.

Wprowadzenie ..................................................................................................................... 15

1.1. Czym jest wzorzec projektowy? ................................................................................. 16

1.2. Wzorce projektowe w architekturze MVC w języku Smalltalk ............................. 18

1.3. Opisywanie wzorców projektowych ......................................................................... 20

1.4. Katalog wzorców projektowych ................................................................................. 22

1.5. Struktura katalogu ........................................................................................................24

1.6. Jak wzorce pomagają rozwiązać problemy projektowe? ....................................... 26

1.7. Jak wybrać wzorzec projektowy? ............................................................................... 42

1.8. Jak stosować wzorce projektowe? .............................................................................. 43

Rozdział 2.

Studium przypadku — projektowanie edytora dokumentów ................................... 45

2.1. Problemy projektowe ................................................................................................... 45

2.2. Struktura dokumentu ................................................................................................... 47

2.3. Formatowanie ................................................................................................................ 52

2.4. Ozdabianie interfejsu użytkownika ........................................................................... 55

2.5. Obsługa wielu standardów wyglądu i działania ..................................................... 59

2.6. Obsługa wielu systemów okienkowych .................................................................... 63

2.7. Działania użytkowników ............................................................................................. 69

2.8. Sprawdzanie pisowni i podział słów ......................................................................... 74

2.9. Podsumowanie ..............................................................................................................86

Rozdział 3.

Wzorce konstrukcyjne ........................................................................................................ 87

BUDOWNICZY (BUILDER) ....................................................................................... 92

FABRYKA ABSTRAKCYJNA (ABSTRACT FACTORY) ..................................... 101

METODA WYTWÓRCZA ........................................................................................ 110

PROTOTYP (PROTOTYPE) ..................................................................................... 120

SINGLETON (SINGLETON) .................................................................................... 130

Omówienie wzorców konstrukcyjnych ......................................................................... 137

SPIS TREŚCI

Rozdział 4.

Wzorce strukturalne .......................................................................................................... 139

ADAPTER (ADAPTER) ............................................................................................ 141

DEKORATOR (DECORATOR) ................................................................................ 152

FASADA (FACADE) ................................................................................................. 161

KOMPOZYT (COMPOSITE) .................................................................................... 170

MOST (BRIDGE) ....................................................................................................... 181

PEŁNOMOCNIK (PROXY) ....................................................................................... 191

PYŁEK (FLYWEIGHT) ............................................................................................. 201

Omówienie wzorców strukturalnych ............................................................................. 213

Rozdział 5.

Wzorce operacyjne ............................................................................................................ 215

INTERPRETER (INTERPRETER) ............................................................................ 217

ITERATOR (ITERATOR) .......................................................................................... 230

ŁAŃCUCH ZOBOWIĄZAŃ (CHAIN OF RESPONSIBILITY) ................................... 244

MEDIATOR (MEDIATOR) ....................................................................................... 254

METODA SZABLONOWA (TEMPLATE METHOD) ............................................ 264

OBSERWATOR (OBSERVER) ................................................................................. 269

ODWIEDZAJĄCY (VISITOR) .................................................................................. 280

PAMIĄTKA (MEMENTO) ........................................................................................ 294

POLECENIE (COMMAND) ...................................................................................... 302

STAN (STATE) .......................................................................................................... 312

STRATEGIA (STRATEGY) ...................................................................................... 321

Omówienie wzorców operacyjnych ............................................................................... 330

Rozdział 6.

Podsumowanie ................................................................................................................... 335

6.1. Czego można oczekiwać od wzorców projektowych? ......................................... 335

6.2. Krótka historia ............................................................................................................. 339

6.3. Społeczność związana ze wzorcami ......................................................................... 340

6.4. Zaproszenie .................................................................................................................. 342

6.5. Słowo na zakończenie ................................................................................................ 342

Dodatek A

Słowniczek .......................................................................................................................... 343

Dodatek B

Przewodnik po notacji ...................................................................................................... 347

B.1. Diagram klas ................................................................................................................ 347

B.2. Diagram obiektów ...................................................................................................... 349

B.3. Diagram interakcji ...................................................................................................... 350

Dodatek C

Klasy podstawowe ............................................................................................................. 351

C.1. List ................................................................................................................................. 351

C.2. Iterator .......................................................................................................................... 354

C.3. ListIterator ................................................................................................................... 354

C.4. Point .............................................................................................................................. 355

C.5. Rect ............................................................................................................................... 355

Bibliografia ......................................................................................................................... 357

Skorowidz ........................................................................................................................... 363

R OZDZIAŁ 3.

Wzorce konstrukcyjne

Konstrukcyjne wzorce projektowe pozwalają ująć w abstrakcyjnej formie proces tworzenia

egzemplarzy klas. Pomagają zachować niezależność systemu od sposobu tworzenia, składania

i reprezentowania obiektów. Klasowe wzorce konstrukcyjne są oparte na dziedziczeniu i służą

do modyfikowania klas, których egzemplarze są tworzone. W obiektowych wzorcach kon-

strukcyjnych tworzenie egzemplarzy jest delegowane do innego obiektu.

Wzorce konstrukcyjne zyskują na znaczeniu wraz z coraz częstszym zastępowaniem w syste-

mach dziedziczenia klas składaniem obiektów. Powoduje to, że programiści kładą mniejszy

nacisk na trwałe zapisywanie w kodzie określonego zestawu zachowań, a większy — na defi-

niowanie mniejszego zbioru podstawowych działań, które można połączyć w dowolną liczbę

bardziej złożonych zachowań. Dlatego tworzenie obiektów o określonych zachowaniach wy-

maga czegoś więcej niż prostego utworzenia egzemplarza klasy.

We wzorcach z tego rozdziału powtarzają się dwa motywy. Po pierwsze, wszystkie te wzorce

kapsułkują informacje o tym, z których klas konkretnych korzysta system. Po drugie, ukry-

wają proces tworzenia i składania egzemplarzy tych klas. System zna tylko interfejsy obiektów

zdefiniowane w klasach abstrakcyjnych. Oznacza to, że wzorce konstrukcyjne dają dużą ela-

styczność w zakresie tego, co jest tworzone, kto to robi, jak przebiega ten proces i kiedy ma miejsce.

Umożliwiają skonfigurowanie systemu z obiektami-produktami o bardzo zróżnicowanych

strukturach i funkcjach. Konfigurowanie może przebiegać statycznie (w czasie kompilacji) lub

dynamicznie (w czasie wykonywania programu).

Niektóre wzorce konstrukcyjne są dla siebie konkurencją. Na przykład w niektórych warunkach

można z pożytkiem zastosować zarówno wzorzec Prototyp (s. 120), jak i Fabryka abstrakcyjna

(s. 101). W innych przypadkach wzorce się uzupełniają. We wzorcu Budowniczy (s. 92) można

wykorzystać jeden z pozostałych wzorców do określenia, które komponenty zostaną zbudowane,

a do zaimplementowania wzorca Prototyp (s. 120) można użyć wzorca Singleton (s. 130).

Ponieważ wzorce konstrukcyjne są mocno powiązane ze sobą, przeanalizujemy całą ich piątkę

razem, aby podkreślić podobieństwa i różnice między nimi. Wykorzystamy też jeden przykład

do zilustrowania implementacji tych wzorców — tworzenie labiryntu na potrzeby gry kom-

puterowej. Labirynt i gra będą nieco odmienne w poszczególnych wzorcach. Czasem celem

gry będzie po prostu znalezienie wyjścia z labiryntu. W tej wersji gracz prawdopodobnie będzie

Rozdział 3. • WZORCE KONSTRUKCYJNE

widział tylko lokalny fragment labiryntu. Czasem w labiryntach trzeba będzie rozwiązać pro-

blemy i poradzić sobie z zagrożeniami. W tych odmianach można udostępnić mapę zbadanego

już fragmentu labiryntu.

Pominiemy wiele szczegółów dotyczących tego, co może znajdować się w labiryncie i czy gra

jest jedno-, czy wieloosobowa. Zamiast tego skoncentrujemy się na tworzeniu labiryntów.

Labirynt definiujemy jako zbiór pomieszczeń. Każde z nich ma informacje o sąsiadach. Mogą

to być następne pokoje, ściana lub drzwi do innego pomieszczenia.

Klasy Room , Door i Wall reprezentują komponenty labiryntu używane we wszystkich przykła-

dach. Definiujemy tylko fragmenty tych klas potrzebne do utworzenia labiryntu. Ignorujemy

graczy, operacje wyświetlania labiryntu i poruszania się po nim oraz inne ważne funkcje nie-

istotne przy generowaniu labiryntów.

Poniższy diagram ilustruje relacje między wspomnianymi klasami:

Każde pomieszczenie ma cztery strony. W implementacji w języku C++ do określania stron

północnej, południowej, wschodniej i zachodniej służy typ wyliczeniowy Direction :

enum Direction {North, South, East, West};

W implementacji w języku Smalltalk kierunki te są reprezentowane za pomocą odpowiednich

symboli.

MapSite to klasa abstrakcyjna wspólna dla wszystkich komponentów labiryntu. Aby uprościć

przykład, zdefiniowaliśmy w niej tylko jedną operację — Enter . Jej działanie zależy od tego,

gdzie gracz wchodzi. Jeśli jest to pomieszczenie, zmienia się lokalizacja gracza. Jeżeli są to drzwi,

mogą zajść dwa zdarzenia — jeśli są otwarte, gracz przejdzie do następnego pokoju, a o za-

mknięte drzwi użytkownik rozbije sobie nos.

class MapSite {

public:

virtual void Enter() = 0;

};

Enter to prosty podstawowy element bardziej złożonych operacji gry. Na przykład jeśli gracz

znajduje się w pomieszczeniu i zechce pójść na wschód, gra może ustalić, który obiekt MapSite

znajduje się w tym kierunku, i wywołać operację Enter tego obiektu. Operacja Enter specyficzna

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: