Ingineria programarii: Sabloane de proiectare structurale 2

8/13/2019 Ingineria programarii: Sabloane de proiectare structurale 2

1/96

Ingineria programrii

8. abloane de proiectarestructurale (II)

Florin LeonUniversitatea TehnicGheorghe Asachi din IaiFacultatea de Automatici Calculatoare

http://florinleon.byethost24.com/curs_ip.htm

Florin Leon, Ingineria programarii, http://florinleon.byethost24.com/curs_ip.htm


2/96

abloane de proiectarestructurale (II)

1. Proxy2. Categoria Musc3. Compunerea4. Principiul Responsabilitii Unice5. Iteratorul (ablon comportamental: Ia)6. Concluzii



3/96

3

Terminologie

Proxy = Intermediar, Delegare

Flyweight = Categoria Musc

Composite = Compunere, Obiect compus Iterator

Principle of Single Responsibility =Principiul Responsabilitii Unice



4/96

Not

Programele care implementeaz abloaneledescrise i care pot fi descrcate din paginacursului sunt parte integrant a prezentrii

4Florin Leon, Ingineria programarii, http://florinleon.byethost24.com/curs_ip.htm


5/96


1. Proxy2. Categoria Musc3. Compunerea4. Principiul Responsabilitii Unice5. Iteratorul (SC Ia)6. Concluzii



6/96

6

Tipuri de delegare

Delegarea la distan (Remote Proxy)

Delegarea virtual (Virtual Proxy)

Delegarea de protecie (Protection Proxy) Referin inteligent (Smart Reference)



7/96

7

Exemplu

Monitorizarea la distan a unor mainipentru vnzarea gumei de mestecat



8/96

8

Abordarea local



9/96

9

Programul de test



10/96

10

Abordarea distribuit

Scopul este minimizarea modificrilor n codul deja creat



11/96

11

Apelurile metodelor (I)



12/96

12

Apelurile metodelor (II)



13/96

13

Apelurile metodelor (III)



14/96

14

Apelurile metodelor (IV)



15/96

15

Apelurile metodelor (V)



16/96

16

Apelurile metodelor (VI)



17/96

17

Abordarea distribuit

Clasa Monitorrmne aproape la felFlorin Leon, Ingineria programarii, http://florinleon.byethost24.com/curs_ip.htm


18/96

18

Programul de test



19/96

19

Rulare



20/96

20

Rezultate



21/96

21

.NET

Delegarea la distan se poate realizautiliznd: Socket-uri (socluri)

Remoting

Windows Communication Foundation



22/96

22

Diagrama UML



23/96

23

Definiie

ablonul Proxyasigur un surogat sau un nlocuitorpentru alt obiect pentru a controla accesul la acesta Delegarea la distancontroleaz accesul ctre un obiect

nelocal Delegarea virtualcontroleaz accesul la o resurs

costisitor de creat

Delegarea de proteciecontroleaz accesul la o resurs pebaza unor drepturi de acces

Referin inteligent: copierea la scriere (copy on write),blocarea unui obiect, numrarea referinelor, caching



24/96

24

Delegarea virtual

Delegarea la distan

Delegarea virtual



25/96

25

Exemplu

ncrcarea unei imagini Foarte mari

De pe Internet

Proxy-ul afieaz un mesaj pn cndimaginea este ncrcat i poate fi afiat



26/96

26

Imagine mare



27/96

27

Exemplu de rulare



28/96

28

Imagine de pe Internet



29/96

29

Exemplu de rulare



30/96

30

Delegarea de protecie

Serviciu de matchmaking

O persoan (owner) i poate modifica numele, sexul (!), interesele

Nu i poate modifica ratingul (hot or not)

Alt persoan (non-owner) Nu i poate modifica alteia numele, sexul, interesele

i poate modifica ratingul



31/96



32/96



33/96

33

la fel ca Name

IPerson, Person i PersonProxy trebuie s fientr-un namespace diferit de cel al clientului



34/96

34

Exemplu de rulare (I)



35/96

35

Exemplu de rulare (II)



36/96

36

Rezultate



37/96

37

Copierea la scriere

Un proxy se poate folosi i pentru pstrareacpiilor unor obiecte mari care pot sau nu s semodifice

Dac se dorete crearea unei alte instane deacest tip, proxy-ul poate decide s nu facefectiv copia, folosind n continuare primul obiect

Cnd clientulncearc s fac modificri n aldoilea obiect, proxy-ul face copia i modificrile



38/96

38

Caching Proxy

ine evidena obiectelor create sau resurselordisponibile i cnd apare o cerere, returneazun obiect sau o resurs din cache



39/96

39

Discuie

Adaptorulasigur o interfa diferit Decoratorulasigur aceeai interfa, dar cu noi

funcionaliti

Proxy-ul asigur tot aceeai interfa, dar cu unscop diferit Intercepteaz un apel pe care l trimite mai departe

obiectului int Chiar dac sunt incluse i funcionaliti noi, nu acesta este

scopul principal Proxy-ul poate s i instanieze obiecte, Decoratorul

nu (primete obiectul de decorat)



40/96


1. Proxy2. Categoria Musc3. Compunerea4. Principiul Responsabilitii Unice

5. Iteratorul (SC Ia)6. Concluzii



41/96

41

O instan a unuiprogram cu mai

multe documente

Mai multe instaneale aceluiaiprogram, cte unapentru fiecaredocument



42/96

42

Camerele de hotel

Mai multe tipuri de camere Economy, Deluxe, Royal

Mai multe tipuri de amenajri interioare, n funcie de

preferinele clienilor i tipul de camer Flori, spun, culoarea prosoapelor

Camerele rmn aceleai

Preferinele variaz Acestea sunt obiecte de dimensiuni mici, care instaniaz

un numr restrns de clase, ns sunt foarte numeroase



43/96

43

Categoria Musc

Ideea de baz este partajarea instanelor

Fiecare instan are: Date intrinseci(interne, constante)

Camerele

Date extrinseci(externe, variabile) Preferinele clienilor

De obicei exist o Fabricpentru instaniereaobiectelor Flyweight



44/96

44

Diagrama UML a exemplului



45/96

45

Definiie

ablonul Categoria Muscfolosetepartajarea pentru a gestiona eficient unnumr mare de obiecte de dimensiuni mici



46/96

46

Diagrama UML



47/96

47

Clase partajate i nepartajate

Pentru clasele partajate (ConcreteFlyweight)exist o singur instan, pentru care separticularizeaz datele extrinseci

Clasele nepartajate (UnsharedConcreteFlyweight)sunt clase normale care implementeaz aceeaiinterfa ablonul nu impune partajarea tuturor instanelor; pentru

clasele nepartajate putem avea mai multe instane i instanele lor pot fi create de aceeai Fabric



48/96

48

Alte exemple

Structur...

Caractere...

Directoare Imaginea unui director este

aceeai, n funcie de tip(selectat, neselectat)

Exist un obiect directorselectat i un obiectdirector neselectat

Particularizarea se face nfuncie de coordonate



49/96

Structur

49



50/96

Caractere

50



51/96

Directoare

51



52/96

52

Aplicaii n lumea real

Editoare de documente n care fiecare simbol(engl. glyph) este flyweight

Programul Doc (1992)

Un document cu 180.000 de caractere necesitalocare de spaiu pentru doar 480 de obiecte caracter

Caching de obiecte n aplicaii web unde

memoria este esenial(de exemplu applet-uri)



53/96

53

Discuie

Obiectele flyweight sunt obiecte pariale (instane virtuale),care se completeaz cu starea extern

Categoria Muscdifer de Prototipdeoarece nu se foloseteclonarea pentru schimbarea strii interne a obiectelor flyweight

Categoria Muscdifer de Singletondeoarece aici exist cte oinstan pentru fiecare caz diferit, nu doar una singur global

Deseori obiectele flyweight sunt create de o Fabric, dintr-unbazin (engl. pool) de obiecte De exemplu un Dictionary/Hashtable, n care cheia este cazul,

particularizarea obiectului Fabricautilizat pentru crearea obiectelor poate fi Singleton

i pentru Categoria Muscse poate utiliza metoda copierii lascriere (Proxy)



54/96

abloane de proiectare

structurale (II), abloane deproiectare comportamentale (Ia)

1. Proxy2. Categoria Musc3. Compunerea4. Principiul Responsabilitii Unice

5. Iteratorul (SC Ia)6. Concluzii



55/96

55

Fuziunea restaurantelor

Pentru meniuri, unulfolosete un vector deMenuItem, cellalt o

list de MenuItem Cele 2 meniuri trebuie

incluse ntr-un meniuunitar



56/96

56

mbinarea: abordarea 1

adugarea unor noimeniuri implic

schimbarea codului



57/96

57




58/96

58




59/96

59

Clasele agregat


Clasele agregat


60/96

60

Clasele agregat



61/96

61

Clasele iterator



62/96

62

Clasele iterator



63/96

63

Utilizare



64/96

64

Definiie

ablonul Iteratorasigur o cale de accesaresecvenial a elementelor unui obiectagregat, fr a expune reprezentarea lui de

baz



65/96

65

Diagrama UML

numele metodelorpot fi diferite ct

vreme funcionalitatearmne aceeai



66/96

66

Discuie

Metodele Iteratoruluipot avea nume diferite Java Iterator: next(), hasNext(), remove()

C# IEnumerator: Current, MoveNext(), Reset()

Exist Iteratoriinterni i externi Iteratorul externeste controlat de client, ca n exemplul

precedent (cu metoda next)

Iteratorul interneste controlat de Iteratorul nsui, cruiatrebuie s i se spun ce operaii s efectueze cuelementele pe care le parcurge Utilizat mai ales n limbaje ca Lisp, Smalltalk etc. sau cnd se

pot trimite ca parametri funcii anonime pentru operaii



67/96

67

Principiul Responsabilitii Unice

O clas trebuie s aib un singur motiv deschimbare Fiecare responsabilitate este o zon de posibile

schimbri Deci o clas trebuie s aib o singur

responsabilitate

Respectarea principiului conduce la cretereacoeziunii clasei


Extinderea exemplului


68/96

68

Extinderea exempluluiprecedent



69/96

69

Iteratorul



70/96

Tratarea unitar a meniurilor

70

Un iterator pentru lista demeniuri i cte un iterator

pentru fiecare meniu n parte



71/96

71

Alte exemple

Structur...

Iterator cu pas variabil...

Iterator de filtrare...



72/96

72

Colecii C#

Colecii ArrayList

BitArray

Hashtable Queue

SortedList

Stack

Colecii generice Dictionary

Hashset

LinkedList List

Queue

SortedDictionary

SortedList Stack

Obiecte agregate



73/96

73

Aplicabilitate

ablonul se utilizeaz pentru: A accesa coninutul unui obiect agregat fr a expune

reprezentarea intern

A asigura suport pentru mai multe traversri aleobiectelor agregate

A furniza o interfa uniform pentru traversareastructurilor agregate diferite

Pentru a suporta o iteraie polimorfic



74/96

74

Avantaje

Suport variaii n traversarea unui agregat Obiectele agregatepot fi traversate n mai multe feluri i de

mai multe ori

Obiectele Iteratorsimplific interfaaAgregat Agregatulare nevoie de o metod unic pentru creareaIteratorului

Scade cuplarea dintre client i obiectele agregate

Crete coeziunea obiectului agregatprin eliminareanecesitii de a asigura el nsui traversarea



75/96

75

Discuie

Iteratoriisunt deseori aplicai pe structurirecursive precum obiectele Compuse(engl.Composite), prezentate n continuare

Iteratoriipolimorfici se bazeaz pe MetodeFabricpentru a instania subclasa Iteratorcorect


Extinderea exemplului cu meniuri:


76/96

76

Extinderea exemplului cu meniuri:adugarea de submeniuri



77/96

77

Reprezentarea de tip arbore



78/96

78

Definiie

ablonul Compunerecompune obiecte nstructuri de tip arbore pentru a reprezentaierarhii parte-ntreg. ablonul permite

clienilor s trateze uniform obiecteindividuale i compuneri de obiecte

Pot fi ignorate diferenele dintre obiectelecompuse i obiectele elementare



79/96

79

Diagrama UML


Interfaa comun pentru


80/96

Interfaa comun pentrunoduri i frunze

Implementri implicitepentru fiecare metod

80



81/96

81

Frunzele


Nodurile (I)


82/96

82

Nodurile (I)


Nodurile (II)


83/96

83

Nodurile (II)



84/96

84

Principiul Responsabilitii Unice

ablonul Compunereare 2 responsabiliti: Gestionarea ierarhiei

Executarea operaiilor legate de meniuri

Compromis pentru creterea transparenei Tratarea similar a nodurilor i frunzelor



85/96

85

Iteratorulcompus



86/96

86

Discuie

Metoda Printera mult mai simpl Este un exemplu de Iterator extern

Iteratorul compuseste mult mai complex Este un Iterator internspecializat pentru

traversarea arborelui

Este mai uor de apelat din exterior

Complexitatea se mut din codul client n codulIteratorului



87/96

87

Iteratorul nul

Abordarea 1. Pentrufrunze, CreateIterator()poate returna null Este necesar un test

n codul client

Abordarea 2. Se poatecrea un Iteratorcarereturneaz ntotdeaunafalsen hasNext() /MoveNext()



88/96

88

Meniul vegetarian

n mod normal, tratarea excepiilor nu trebuie utilizat pentru logica programului

Este nc un exemplu de compromis pentru pstrarea transparenei



89/96

89

Alte exemple

Structur:elemente de desenare...

SimpleComposite: angajai...

DLinkComposite: angajai i efi...



90/96

Elemente de desenare

90



91/96

Angajai

91



92/96

Angajai i efi

92



93/96

93

Aplicabilitate

Cnd se dorete reprezentarea unei ierarhii deobiecte, de tip parte-ntreg

Cnd se dorete ignorarea de ctre clieni a

diferenelor dintre compunerile de obiecte iobiectele individuale Clienii trateaz uniform toate obiectele din structura

compus



94/96

94

Avantaje i dezavantaje

Simplific clienii, care trateaz uniform nodurilei frunzele

Faciliteaz adugarea unor noi tipuri de

componente

Poate face un proiect prea general

ngreuneaz restricionarea componentelor uneicompuneri



95/96

95

Discuie

ablonul Compunereeste uneori utilizatmpreun cu ablonul Decorator

Cnd se utilizeaz mpreun Decoratorii Compuneri,

ei vor avea de obicei o clas printe comun Decoratoriivor trebui s implementeze interfaa

Componentcu operaii precumAdd, RemoveiGetChild



96/96

Concluzii

Proxy-ul asigur un surogat sau un nlocuitor pentru alt obiectpentru a controla accesul la acesta

Categoria Muscfolosete partajarea pentru a gestionaeficient un numr mare de obiecte de dimensiuni mici

Compunereacompune obiecte n structuri de tip arborepentru a reprezenta ierarhii parte-ntreg i permite clienilor strateze uniform obiecte individuale i compuneri de obiecte

Iteratorulasigur o cale de accesare secvenial aelementelor unui obiect agregat, fr a expune reprezentarealui de baz

Documents

Ingineria programarii: Sabloane de proiectare structurale 2