Страница курса Паттерны проектирования — различия между версиями

Версия 12:11, 31 августа 2014 (просмотреть исходный код) Admin (обсуждение | вклад) (→‎Описание паттернов проектирования) ← Предыдущая правка		Версия 09:30, 1 сентября 2014 (просмотреть исходный код) Admin (обсуждение | вклад) (→‎Одиночка (Singleton)) Следующая правка →
Строка 107:		Строка 107:
	==== [[Одиночка (Singleton)]] ====		==== [[Одиночка (Singleton)]] ====
−	Класс, который может иметь только один экземпляр.	+	Обеспечивает наличие в системе только одного экземпляра заданного класса, предоставляет доступ к этому экземпляру.
−	Пример. Класс Графической системы
	==== [[Пул объектов (Object Pool)]] ====		==== [[Пул объектов (Object Pool)]] ====

---

Версия 09:30, 1 сентября 2014

Материалы к курсу

Литература

1. Д. Влиссидес, Э.Гамма, Р. Хелм, Р. Джонсон. Приёмы объектно ориентированного проектирования.Паттерны проектирования. Основная книга
2. Стелтинг С., Массен О. Применение шаблонов Java Хорошая книга с несколькими новыми паттернами
3. Гранд М. - Шаблоны проектирования в Java.
4. Фримен Р., Фримен Л., Сьерра К., Бейтс Б. - Паттерны проектирования. Слишком популярная книга. Может служить источником нескольких примеров
5. Смит Д. Элементарные шаблоны проектирования (2013). Попытка выделить в стандартных шаблонах элементарные и формализовать описание шаблонов.
6. Мартин Фаулер. Архитектура корпоративных программных приложений. Паттерны в корпоративных приложениях

Софт

1. UMLet - Редактор диаграмм UML с простым интерфейсом.
2. Microsoft Visio (по подписке MSDN)

Интернет-источники

1. Обзор паттернов проектирования на citforum.ru
2. Шпаргалка по шаблонам проектирования на Хабрахабре
3. Шпаргалка по шаблонам проектирования на itdumka.com.ua
4. Design Patterns with C# examples
5. Шаблоны проектирования (статья в Википедии)

Типы заданий

• По системе классов нарисовать UML-диаграмму
• По UML-диаграмме создать систему классов
• Реализовать задачу с применением данного паттерна и сдать отчет в указанном виде (вид отчета на паттерны разработать)
• В коде увидеть паттерн
• Переделать код без паттерна в код с паттерном
• Расширить работающий код с паттерном новой функциональностью (связь с ООП)

На лекциях:

• Доклады по конкретным реализациям паттернов в промышленных системах.
• Доклады по паттернам в параллельном программировании (везде они выносятся как отдельная тема)

Для дополнительных баллов рейтинга:

• Пополнение коллекции удачных простых хорошо запоминающихся примеров реализации паттернов

Необходимые факты из ООП

• Нотация UML-диаграмм классов и диаграмм последовательности
• Защита доступа в C#
• Свойства в C#, их особенности
• Делегаты C# (Указатели на функции, процедурные переменные). Multicast-делегаты
• События C# (events) - при необходимости
• Делегирование (один класс делегирует действия другому классу)
• Наследование и принцип Открыт-Закрыт
• Полиморфизм и принцип подстановки
• Интерфейсы
• Маркер-интерфейс - интерфейс, не содержащий методов и предназначенный только для того чтобы пометить класс, его реализующий, указав тем самым на принадлежность к некоторой классификации. Гранд относит Маркер-интерфейс к основным шаблонам проектирования
• Абстрактные классы, определение виртуальных методов для них

Введение в паттерны проектирования

Что такое паттерн проектирования

Паттерн проектирования - описание взаимодействия объектов и классов, адаптированных для решения общей задачи проектирования в конкретном контексте.

Паттерн проектирования состоит из четырех элементов.

1. Имя.Обращаясь к паттерну по имени, можно вести обсуждение с коллегами, упоминать паттерны в документации.
2. Задача. Описание того, когда следует применять паттерн. Может описываться конкретная проблема, при решении которой уместно использовать паттерн.
3. Решение.Описание классов и объектов, связей между ними.
4. Результаты. Преимущества и недостатки данного паттерна. Влияние на степень гибкости, расширяемости и переносимости всей системы.

Описание паттернов проектирования

• Название и классификация паттерна
• Назначение
• Известен также под именем
• Мотивация (описание)

Какие недостатки есть у существующих решений и как паттерн помогает их решать.

• Использование

Ситуации, в которых уместно использовать данный паттерн.

• Структура

Диаграмма классов паттерна. Возможно, диаграмма последовательности.

• Участники

Классы и объекты и их методы

• Отношения

Взаимодействие классов и объектов

• Результаты (достоинства и недостатки)

Результаты применения, компромиссы. Какие аспекты поведения системы можно независимо изменять, используя данный паттерн.

• Реализация

Сложности реализации, зависимость от используемых языков программирования

• Пример кода
• Известные применения
• Родственные паттерны

Ранее известные паттерны

• Упаковка параметров
• Делегирование
• Итератор
• Выполнение операции для элементов полиморфного контейнера

Каталог основных паттернов

Порождающие паттерны

MazeGame

MazeGame - общий пример для порождающих паттернов Абстрактная фабрика, Строитель, Фабричный метод, Прототип.

Абстрактная фабрика (Abstract Factory)

Предоставляет интерфейс для создания компонентов системы.

Строитель (Builder)

Предоставляет интерфейс для создания частей сложного объекта и возвращения сконструированного объекта.

Фабричный метод (Factory Method)

Определяет интерфейс для создания объекта и оставляет подклассам решение о том, какой класс инстанцировать.

Прототип (Prototype)

Облегчает динамическое создание путем определения классов, объекты которых могут создавать свои дубликаты.

Одиночка (Singleton)

Обеспечивает наличие в системе только одного экземпляра заданного класса, предоставляет доступ к этому экземпляру.

Пул объектов (Object Pool)

Класс, который представляет собой интерфейс для работы с набором инициализированных и готовых к использованию объектов.

Отложенная инициализация (Lazy Initialization)

Объект, инициализируемый во время первого обращения к нему.

Структурные паттерны

Адаптер (Adapter)

Адаптирует интерфейс одного класса к другому.

Мост (Bridge)

Позволяет менять интерфейс и реализацию независимо друг от друга.

Компоновщик (Composite)

Объединяет объекты в древовидные структуры. Единообразно трактует простые и составные объекты.

Пример. Графические фигуры - это окружность, квадрат, отрезок и СоставнаяФигура, которая состоит из других фигур, в то же время являясь фигурой.

Декоратор (Decorator)

Динамически добавляет объекту новые свойства (без использования наследования, на этапе выполнения).

Фасад (Facade)

Предоставляет простой интерфейс к большой системе, которая обычно представляет множество взаимосвязанных классов.

Приспособленец (Flyweight)

Уменьшает количество объектов системы с многочисленными низкоуровневыми особенностями путем совместного использования подобных объектов.

Заместитель (Proxy)

Заместитель ведет себя точно так же как и основной объект, выполняя при необходимости его инстанцирование.

Паттерны поведения

Цепочка обязанностей (Chain of Responsibility)

Некий запрос должен быть обработан в цепочке взаимосвязанных объектов (список, дерево - движение от листьев к корню). Объект либо обрабатывает запрос, либо передвает по цепочке следующему объекту. Если ни один из объектов не обработал запрос, то может происходить какое-то действие.

Команда (Command)

Упаковка действий в объекты с целью сделать откат изменений (Redo), логирование, комбинирование действий.

Посредник (Mediator)

В большой системе с множеством объектов каждый объект может передавать сообщения другому. В результате этого сильно возрастает количество связей между объектами (n^2).

Вместо этого предлагается завести объект-посредник, через который передавать эти сообщения (n связей)

Хранитель (Memento)

Хранитель - это объект, в котором сохраняется состояние другого объекта - хозяина хранителя. Это необходимо для того чтобы хозяин мог записать в хранитель некоторую контрольную точку - своё текущее состояние, а потом вернуться к этому состоянию.

Null Object

Не GoF.

Предотвращает нулевые указатели, предоставляя объект «по умолчанию».

Наблюдатель (Observer)

Другое имя: Издатель-Подписчик (Publisher-Subscriber)

При изменении состояния одного объекта все зависимые от него объекты (подписчики) оповещаются об обновлении.

Состояние (State)

Позволяет объекту менять своё поведение в зависимости от состояния. Состояние моделируется абстрактным объектом с множеством подобъектов (состояний).

Стратегия (Strategy)

Определяет семейство алгоритмов и позволяет менять алгоритм независимо от объекта-клиента, который им пользуется.

Шаблонный метод (Template Method)

Определяет каркас алгоритма с изменяющимися областями и позволяет наследникам переопределять эти области.

Посетитель (Visitor)

Позволяет выполнить над каждым объектом некоторой структуры операцию, не загрязняя код класса этого объекта и не используя определение типа для каждого объекта.

Разновидность - иерархический визитор - позволяет обойти иерархическую структуру (дерево)

Архитектурные паттерны

Модель-Представление-Контроллер (Model-View-Controller,MVC)

Ссылка на статью в Википедию о паттерне MVC

Модель данных приложения (бизнес-логика), пользовательский интерфейс и взаимодействие с пользователем разделены на три отдельных компонента таким образом, чтобы модификация одного из компонентов оказывала минимальное воздействие на остальные. Является по-существу схемой использования нескольких шаблонов проектирования.