Страница курса Паттерны 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.

• 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

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

Каталог основных паттернов

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

Предоставляет интерфейс для создания компонентов системы.

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

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

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

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

Обеспечивает интерфейс для работы с набором инициализированных и готовых к использованию объектов.

Объект, инициализируемый во время первого обращения к нему.

Адаптирует интерфейс одного класса к другому.

Позволяет менять интерфейс и реализацию независимо друг от друга.

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.

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

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

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

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

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.

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

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 - 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.

Предотвращает нулевые указатели, предоставляя объект «по умолчанию».

Другое имя: Издатель-Подписчик (Publisher-Subscriber)

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

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

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

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

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)

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.