Patterns2015

КрючковаЕ.Н.

, Старолетов.М.

Архитектурнпроектирпаттеование

рны

программирования: Учебно-методическое пособие.

— Барнаул:АлтГТУ, 2015

. – 109c.

Учебно-методическоепос свящархитектурномубиепроективсферованиюе

программобеспечениболееизатрагчастоиваетяспользуемыепрограммной

инженериипатт

ерны (шаблоны)

программирования.Приобученииприменяетсяпроблемно

-

ориентирподх.Пособиепредванныйдназначеностудентовля

направления231000.62

«Программнаяинженерия»

.

Содержание

Введение ............................................................................................................................................

4

1Диаграммаклассов

.........................................................................................................................

4

2Анализкода(

code review) ...........................................................................................................

10

2Критерии.1 ,котмоиспрыежноприанализельзкодавть

..............................................

10

2Пример.2анализастуденческогокодадругими

студентами ...............................................

12

3Базовыешаблоныпроектирования

............................................................................................

18

3Что.1такое

GoF и GRASP ......................................................................................................

18

3Классификац.2 шаблпроектновирования ........................................................................

20

3Делегир.3

ование(

Delegation) ..................................................................................................

21

3Модель.4событий,основанннаделегатах( я

Delegation Event Model) .............................

28

3Заместитель.5 (

Proxy)...............................................................................................................

28

3Зад.6краниязделу3

...............................................................................................................

31

4Структуршаблоные

................................................................................................................

32

4.1 Адаптер(

Adapter)

..................................................................................................................

32

4Декоратор.2 объектовилиОбертка(

Decorator или Wrapper) ..............................................

36

4Мост.3(

Bridge) .........................................................................................................................

40

4Компоновщик.4 (

Composite) ...................................................................................................

43

4Приспособленец.5 (

Flyweight) ................................................................................................

46

4Итератор.5 (

Iterator)..................................................................................................................

49

4Информационный.7 эксперт(

Information Expert) .................................................................

51

4Зад.8краниязделу4

...............................................................................................................

52

5Порождающиешаблоны

.............................................................................................................

54

5Фабричный.2 метод(

Factory method) ....................................................................................

57

5Абстрактн.3 фабрик( ая

Abstract factory ) ............................................................................

61

5Прототип.3 (

Prototype) .............................................................................................................

62

5Строитель.4 (

Builder) ...............................................................................................................

64

5Одиночка.5 (

Singleton) .............................................................................................................

66

5Пул.6объектов(

Object Pool) ...................................................................................................

68

5Зад.7краниязделу5

...............................................................................................................

69

6Поведенческиешаблоны

.............................................................................................................

70

6.1 Состояние...............................................................................................................................

71

6Наблюдатель.2 (

Observer)........................................................................................................

75

6Хранитель.3 (

Memento)............................................................................................................

80

6Команда.4 (

Command)..............................................................................................................

82

6Посетитель.5 (

Visitor) ..............................................................................................................

86

6Перенаправление.6 (

Indirection)..............................................................................................

89

6Цепочкаобязанностей.7 (

Chain of Responsibility).................................................................

90

6Посредник.8 (

Mediator) ............................................................................................................

92

6Стратегия.9 (

Strategy)...............................................................................................................

93

6.10 Интерпретатор (Interpreter).................................................................................................

95

6.11 Шаблонный метод (Template Method)...............................................................................

96

6.12 Контроллер (Controller).......................................................................................................

96

6.13 Искусственный (Pure Fabrication) .....................................................................................

96

6Не.14разговаривайтеснеизвестными(

Don't talk to strangers) ...........................................

97

6Зад.15краниязделу6

.............................................................................................................

97

7Концепция

MVC...........................................................................................................................

99

7Классический.1

MVC ...............................................................................................................

99

7.2 Понятиефреймв

орка...........................................................................................................

107

7.3 MVVM ..................................................................................................................................

107

Списреколитературыкмендуемой

...........................................................................................

109

предметнобластимогутвп сйохранятьледствиисвоезначениебазеданных.

Сущносзадаесвойствамиповедениемсяь.

Свойства (илиатрибуты)

–

этоп ля

объектаиликласса,значимыеданнойстадиипроектирования.

Поведение – этометоды

классаиобъекта,которыевзаимодействудругобъектамименясостояниеют

объектови сейисте.С иойстваметодыUMLдиаграм

меклассов,какиООП

-языках

программирования,могутиметьразнуюобластьвидимости

:

• публичная(

public),обозначаетсякак“+”

,

элементы стак ойобластьювидимости

доступнычерезинтерфейссущностибезограничений

;

• скрытая(private),обозначаетсякак

“-”,

элементыскрытиисподльзуются

внутреннихцелей;

• защищенная(

protected),обозначаетсякак“#”

,элементыдоступнывэкземплярах

классовиихпотомках.

Поведен,служащиедлядоступазвнеякскрытымсвойствам,путемобъявленияетодов

длявозвращения

значенсвойствилустания поойствпереданномувкиновомуих

значению,называются,соответственно,

геттерами (getter) и сеттерами (setter).

Преимущестакпо,вотличиехгодапубличвомдоступакосновнымсвойствамого

класса,являетсято,чтопри

озданиигеттерсеттероввозможноконтролировать

изменениязначенийсвойствследитьзавнутреннимсостояниемкласса.

Сущнможеделирсобычныйтьобъекиливапитсыватьнтерфейс.

Интерфейс – этокласс,экземплярыкоторнесоздаются, гон

лужитдляконтрактного

описаниясвойствповедения.Впрограммобъесоздкпроизводныетыакютсяхот

класбазовые,расширяяклассы(

генерализация),кромеэтого,ониследоватьгутнеким

интерфейсам(

имплементировать их),т.е.обязатсодсвельноржать

ойстваиреализовывать

поведен,присущиезаданнымнтерфейсамя.Внекоторыхязыкахвводитсяпонятие

абстрклассактного

какинтерфейса,котодреыйржнекоторыхализациидля

методов.

В UMLабстрклобознактныйссклсаименемссомчаеткла,оформлсяса

енный

курсивом.

Абстрактныйметод

(обозначаетсякурсив)декларируетп мве,котдоениелжнорое

бытьреализованоклассе

-потомкеиливреализацииинтерфейса.

Рассмотримдля

примерамодельстудента(

Student).Онумеетспа ь

(sleep),есть (eat) и

учиться (study).Причемэтиповедения

берпутимплементациися

трехин

терфейсов,

которыеэтидействиязадают(

Sleeper, Eater, Studier).П рипоявлновогодействиянии

достаточнобудетимплементировадругойинтерфейс.Устуденподклассаимеетсядва ь

(потомка ) – бакалавримагистр.Ониреализуютпо

-сводействиямуsleep,study,eat

кроме

этого,магистружеустнаоилсяаб,п действийтумимообычногостудента,

имплеминтерфейснтирует

Woker иреализуетметод

work().

ДиаграммаклассовязыкаUML

:

Свойстваиповедениямогутпринкакобъедл,такикласжать.Впервомтуслучаедля

каждоговып бъекталняющегосоздаетсяло альнаяопсвойств,иизменениеих

действуеттольконаданныйобъект.Вовторомслучае,

свойствапринадлежатвсемуклассу

ихзнач ениядоступнывсемэкземплярамданклассанчтениеогоизм нение

(следует

учесть,

чтоэтаоперацияобычнопотоконе

безопасданныхиприводиткгон)ке.

Методы,

принадлежащиеклассу,могиметьдоступолькостатичесвойклассаимогуткимтв

бытьв

ызваныбезсозданияэкземпляракла.Такссавойстваиметодыназываются

статическими.ОниобозначаютсявUMLподчеркнутойлинией.

• Статическприменяюсвойстлибовкачеспоствеличинсяоянных,когда

требуетсяобъяконсвклассеи,тнапримерьнту,

дляпередачиосмысленного

параводинизметодоветракл,либоссакачествебщихпердляподсчетаменных

чего-то,связанногоэкземпданногол.ассаярами

Дляпримера

предп,чтнекийолУниверситетожимасспревращает

студентов-

бакалавровМ

агиприсэт,количестворыомсозданныхстранестудентовучиты ается

путемсозданиявкластудентстатсе

ическогополяcount.

Введметод

bachelor2master,

котсонужныйздаетрыйобъект,увелчистуденслочиваетов

-магистровуменьшаетчисло

Диагрклассовт позволяеткжемма

промоделироватьосновныеотношениямежду

классами,это

:

Отношение использования (<<use>>) моделируетситуацию,к

огдавкодекакого

-то

методаодногоклсоздаетсяссаииспользуетсяэкземплярдругого

(впримерес

Университетом,БакалМаклврагистрамисс

ниверситетиспользуетБакалавра

и

возвращаетМ

агистра,класс Магистримеетконструктор,принимающийБакалавра)

.

Ассоциация – в общемслучае,зависимостьмеждудвумяклассамизаданной

мощностью.Ассоциможетбытьаправленнойциянадиаграмме( ристрелкауется,

указывающаянапр),т можкжевлимние.новаться

Мощотношениясть

– поаналогиисбазд нныхми

задаетвозможноеколичество

объектпоотнодншениювстосвязийроныкколичествуобъекдругойто,этвоны

один-ко-мног,одинм

-к-одному,много

-ко-многимобыч( за наеняетсядвесвязиоодин

-ко-

многимссозданиемдополнительногокласса)В. UMLприм

еняютсятакжемощностивида

0или..10указыв..*,нато,чтосзаданнющиесторсвязиобъектайныможетнебы ь

(например,вС++указательобъектклассапосвязиможетбытьNULL)

.К

асаемо

реализации, существуетсвязьодин

-ко-мн,товклассег,им

меющимнасвоейстороне

мощность “много”

объявляконтейнерспис( ,мнтсяи.д.жество),содержащийобъекты

связанногоклас.Чабывает,чтобъекоторый, кладевконтейн, акжесяимеетр

ссылкународительскийобъект,вэтомслучаеговорят

озвратномотношении.

Направленнаяассоциацсозданиямоделоперациюруетэкземпляракласса,т..

ассоциациястрелотобъектаАобъектуойозначаетB ,что

“A создаетэкземпляр

B”.

Такдиаграммадляпредыдущслучаябудетболправильнойе:его

Замечание: некоторые UML редакторы дляотображеннаправленияассоциациисуют

стрелкунадсамойассоциацией,рядомееописанием.Другойвариант

– стрелканаконце

ассоциа.Ассонецибязателнаправленнойдолжнаациябыть,т.к.говоритпрежде

всего заимосвязиоднклассатноситегодругогосогласмощьнотношения. сти

Агрегация – этослучайассоциации,когдатребуетсяпромоделироватьоперацию

включенияодногообъекдругой(тношениеацелое

-частьцелого)Например. ,

кока-кола

включаетводу

,крас итель имножествохимическихэлементов,а

в университет включает

перподавателейистудентов

.Отношениеагрегациирипустымуетсяромбом.При

ер

UML

диаграммыдля

университета,агрегирующего

преподавателейистудентов

:

2Анализкода(

code review)

Всовременнпрограмкоддостатмсложногоирпроектаобычнованиипишется

команде.Полезнымупражнением,котповысроежеткачествокодаиуровеньть

разработчика, являетсяанализчужогокода.Приэтомдругаяпараглможетнайзошибки

во рганизациипр,ошибкиектакаквреализацииалгоритмовнанижнемуро,такне

проектировасейистемынауроввзаинииме еждуклассамодейств,..навысокомия

уровне.

ВкомпанияхпромышленнойразрабПОтакойпросмкодаткеявляетсябычнойтр

практикойприемеканаработудиоценкедаегонавы,такжеов

для контроля

работыразрабнапролидертахтчиком,ковасредмикндборьбысошибкамитво.

Приначалезнакомствастудентовархитектурнымпроектированием

собственный анализ

чужого кодаиполучанализар(е)книявьюодругихдатстудентовгруппынакакой

-то

предыдущийпроект

(курсовуюаб)п бзволиттудущемуразработчикуувидетьсвои

чужошибкинписатьетакимобразом

код далее.

Еслииспользоватьсистемуконтверсийоля

общийрепозиторий, можно

увидеть

осноошибкивсехдругныестудентовиханализ.

Процесс анализакода

тесносвязанрефакторингом

иявляетсяегодвижущейчастью.

2Критерии.1 ,котможноиспрыеприанализельзкодавть

1.

Наличиеорганизациипроектаввидеклассов

.

2.

Наликомментариевзначимыхинтерфейсукласса

.

3.

Наличиекоммр ализациинтариевметодов

.

4.

Недолжнобытьзак мментированны

хучастккодавпр,котоектевпередаетсяый

напросмотрдругим

.

5.

Следованиекодакакому

-тоопредесоглокоденномуаш( нию

code convention).

Важно,чтобыкодбылнаписанедино,чтклассыоб,методыразноипеременные

называлисьсогласединомустилю(

апример,чтобыневстрпеременныхчалось

variable, Variable, variableName, variable_name, VariableName, var, v одновременно

одномпроекте).

Примерсоглашениякода

Google дляС++можпосмотретьна

http://google-styleguide.googlecode.com/svn/trunk/cppguide.html Приэтом,важноне

следованиекакому

-токонкретномустилю,ато,чтостилькодавовсемпроекте

у

разработчика одинаков.