Patrones GoF

Patrones GoF
ANALISIS Y DISEÑ
DISEÑO O.O.
Patrones GoF
GoF (gang of four)
23 patrones presentados por la
“pandilla de los cuatro” en el
libro “Design Patterns”. Gamma,
Helm, Johnson, Vlissides. 1995.
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Patrones GoF
¿Cómo usar un patró
patrón de diseñ
diseño?
Conocer en gran parte la solució
solución
gené
genérica que brinda cada patró
patrón y el
tipo de problemá
problemática que resuelven
Evaluar la posibilidad de aplicar el o los
patrones
en
el
problema
correspondiente
Definir la implementació
implementación de los mismos
en nuestro modelo. Nombre de clases,
métodos y atributos
Implementar
los
mé
métodos
correspondientes
Patrones GoF
De creació
creación: Forma de crear
instancias. Abstraer y ocultar có
cómo
son creados e inicializados los objetos
(Factorí
), Singleton)
(Factoría (Factory
(Factory),
Singleton)
Estructurales: Cómo se combinan
clases y objetos para formar nuevas
estructuras y proporcionar nuevas
funciones (Adaptador (Adapter
))
(Adapter))
De comportamiento: Ayudan a definir
la comunicació
comunicación e interacció
interacción de los
objetos.
Reducir
acoplamiento
(Observer).
Observer).
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Patrones G o F
Patrones de Creación
Abstract Factory
Factory Method
Singleton
Patrones Estructurales
Composite
Adapter
Patrones de Comportamiento
Observer
Patrones De creación
Separan la forma en que se
crean los objetos, para tratar las
clases a crear de forma genérica.
Se ocultan los métodos
y clases concretas de tal
forma que al variar su
implementación no se vea
afectado el resto de la
aplicación.
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Factoria (Factory)
Su propósito es definir una interface para crear
objetos donde se delega la creación de las instancias
a las subclases.
La clase factoría devuelve una instancia de
un objeto según los datos que se le pasan como
parámetros.
Se encarga de centralizar el sitio donde se
crean los objetos, normalmente donde se crean
objetos de una misma "familia“.
Factoria (Factory)
Motivación:
Un sistema debe ser independiente de cómo se
crean, componen y representan sus productos
Un sistema debe ser configurado con una familia
de productos
Una familia de objetos relacionados está
diseñada para ser usada conjuntamente, y es
necesario hacer cumplir esta restricción.
Quiere proporcionar una biblioteca de clases, y
sólo quiere revelar sus interfaces, no sus
implementaciones.
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Factoria (Factory)
Una clase C cliente de una clase abstracta A
necesita crear instancias de subclases de A que no
conoce
Clase A
<<abstract>>
Documento
<<abstract>>
Aplicacion
setDoc
open()
close()
save()
revert()
crearDocumento()
nuevoDocumento()
openDocumento()
Documento d
d = crearDocumento();
setDoc.add(d);
d.open()
“método factoria”
MiAplicacion
MiDocumento
crearDocumento()
Clase C
return new MiDocumento
Ejemplo del patrón
Factory Method
Factoria (Factory)
Aplicabilidad
Una clase no puede anticipar la clase de
objetos que debe crear.
Una clase desea que sus subclases
especifiquen los objetos que debe crear.
<<abstract>>
Manipulador
<<abstract>>
Figura
Cliente
downClick()
drag()
upClick()
crearManipulador()
Linea
crearManipulador()
Circulo
ManipuladorLinea
ManipuladorCirculo
crearManipulador()
Ejemplo del patrón
Abstract Factory
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Factoria (Factory)
Implementación
Dos posibilidades
Creador
es una clase abstracta con un
método factorí
factoría abstracto.
Creador es una clase concreta que
ofrece una implementació
implementación por defecto
del mé
método factorí
factoría.
El mé
método factorí
factoría puede tener un
pará
parámetro que identifica a la clase
del objeto a crear.
Factoria (Factory)
Programa
public abstract Figura
{
int lado = 0;
public Figura (int lado)
{
this.lado = lado;
}
public abstract int getArea ();
public abstract void dibujar (Graphics g, int x, int y);
}
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Factoria (Factory)
public Circulo
{
public Circulo (int lado)
{
super (lado);
}
public int getArea ()
{
return (Math.PI x lado x lado);
}
public void dibujar (Graphics g, int x, int y)
{
g.setColor (Color.black);
g.setDrawArc (x, y, lado, lado, 0, 360);
}
}
public Cuadrado
{
public Cuadrado (int lado)
{
super (lado);
}
public int getArea ()
{
return (lado x lado);
}
public void dibujar (Graphics g, int x, int y)
{
g.setColor (Color.black);
g.setDrawRect (x, y, lado, lado);
}
}
Factoria (Factory)
public void FactoriaDeFiguras
{
public static final int CUADRADO = 0
public static final int CIRCULO = 1
public Figura getFigura (int tipo, int lado)
{
if (tipo == this.CUADRADO)
{
return (new Cuadrado (lado))
}
else
{
return (new Circulo (lado))
}
}
}
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Factoria (Factory)
Ventajas:
Aisla las clases concretas para el cliente
Facilita el intercambio entre familias de
clase
Promueve la consistencia
Desventajas:
No es sencillo agregar elementos a la
factorí
factoría.
Requiere modificar la interface
Requiere modificar las subclases
Patrones GoF
Abstract Factory
Este patrón proporciona una
interface para crear familias de
objetos
relacionados
o
dependientes sin especificar sus
clases concretas.
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Abstract Factory
Se utiliza cuando…
cuando…
Un sistema deberí
debería ser independiente de
cómo sus productos son creados,
compuestos o representados.
Un sistema serí
sería configurado con uno de
sus mú
múltiples familias de productos.
Se necesita proveer una librerí
librería de clases
de productos y se desea mostrar sus
interfaces, no sus implementaciones.
Se necesita que un conjunto de productos
relacionados sean utilizados juntos.
Abstract Factory
La estructura tí
típica es:
Abstract Factory:
Definició
de
Factory:
Definición
interfaces para la familia de productos
gené
genéricos
Concrete Factory:
Factory: Implementació
Implementación de
las interfaces de los productos para
cada una de las familias concretas
Abstract Product:
Product: Definició
Definición de los
métodos de creació
creación gené
genéricos en la
interface de la fá
fábrica. (retornan las
interfaces gené
genéricas)
Concrete Product:
Product: Implementació
Implementación de
una fá
fábrica para cada una de las
familias concretas.
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Abstract Factory
Estructura tí
típica
Abstract Factory
Abstract
Product
Concrete Product
Concrete Factory
Abstract Factory
Ventajas y Desventajas
Aisla las Clases concretas: El cliente
manipula instancias a travé
través de las
interfaces abstractas.
Facilita el intercambio de familias de
productos:
Se
puede
cambiar
la
configuració
ó
n
de
un
producto
simplemente
configuraci
cambiando la factoria concreta.
Promueve la consistencia entre productos:
Cuando los objetos de una familia trabajan
juntos, la aplicació
aplicación que los usa debe utilizar
la misma familia
Es difí
difícil manejar nuevas clases de
productos: Implica cambios en la clase
Abstract Factory.
Factory.
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Patrones GoF
Factory Method
Define una interface para crear un
objeto, pero deja a las subclases
decidir qué clase instanciar.
Se usa cuando:
Una
clase no puede anticipar la clase de
objetos que debe crear.
Una clase quiere que sus subclases
especifiquen las clases que ella debe
crear.
Factory Method
Utiliza una clase constructora (al
estilo del Abstract Factory)
Factory) abstracta
con unos cuantos mé
métodos definidos
y otro(s)
otro(s) abstracto(s):
abstracto(s): el dedicado a
la construcció
construcción de objetos de un
subtipo de un tipo determinado.
Las clases principales en este
patró
patrón son el creador y el producto.
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Factory Method
El creador necesita crear instancias de productos,
pero el tipo concreto de producto no debe ser
forzado en las subclases del creador, porque
entonces las posibles subclases del creador
deben poder especificar subclases del producto
para utilizar.
Factory Method
Clase A
<<abstract>>
Documento
setDoc
open()
close()
save()
revert()
<<abstract>>
Aplicacion
crearDocumento()
nuevoDocumento()
openDocumento()
Documento d
d = crearDocumento();
setDoc.add(d);
d.open()
“método factoria”
MiAplicacion
MiDocumento
crearDocumento()
Clase C
return new MiDocumento
Ejemplo del patrón
Factory Method
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Factory Method
Una desventaja es tener que crear una
subclase de la clase Creator sólo para
crear
un
objeto
de
la
clase
ConcreteProduct
Creator
Product
FactoryMethod()
…
Product=FactoryMethod()
…
AnOperation()
ConcreteCreator
FactoryMethod()
ConcretProduct
return new ConcreteProduct
AnOperation()
Factory Method
// Definimos la clase abstracta Creator
public abstract class Creator{
Creator{
// Operació
Operación que realiza
public void anOperation()
anOperation(){{
Product aProduct = factoryMethod()
factoryMethod();;
}
// Definimos mé
método abstracto
protected abstract Product factoryMethod()
factoryMethod();;
}
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Factory Method
//Ahora definimos el creador concreto.
public class ConcreteCreator extends Creator{
Creator{
protected Product factoryMethod()
factoryMethod() {
return new ConcreteProduct()
ConcreteProduct();;
}
}
//Y definimos el producto y su implementació
implementación concreta.
public interface Product{
Product{
String hacer();
}
public class ConcreteProduct implements Product{
Product{
…
}
Factory Method
//Y un ejemplo de uso :
public static void main(String
main(String args[]){
args[]){
Creator aCreator;
aCreator;
aCreator = new ConcreteCreator();
ConcreteCreator();
aCreator.anOperation();
aCreator.anOperation();
}
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Patrones GoF
Singleton
Asegura que sólo se cree una instancia de la clase
y provee un punto global de acceso a ésta.
Este patrón es útil cuando se quiere tener solamente
un objeto único instanciado (Ej: Cola de impresión,
Conexión a BD, etc).
Singleton
Cuenta con un método o propiedad compartida
(shared) que se encarga de regresar la clase
instanciada.
El constructor de la clase debe ser privado para
evitar que se creen instancias de la clase.
Dentro de la clase tendremos nuestra instancia viva.
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Singleton
Singleton
unicaInstancia
datoSingleton
return unicaInstancia
instancia()
operacionSingleton()
getSingleton()
Singleton
final class Coche {
/* la única instancia de coche que se permitirá.
No es obligatorio crear el Singleton estáticamente,
se podría proveer un método que lo cree */
private static Coche c = new Coche();
// atributos
private Motor motor = new Motor();
...
//constructor privado para que no se pueda instanciar
private Coche(){}
//vacío porque creamos la instancia estáticamente
// método que devuelve el "singleton" Coche
public static Coche getCoche () {
return c;
}
// resto de métodos
public void acelerar() {
// implementación del metodo
}
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Singleton
class ClaseSingletonEjemplo {
static ClaseSingletonEjemplo unicaInstancia;
public static ClaseSingletonEjemplo Instance(){
if (unicaInstancia == null)
unicaInstancia = new ClaseSingletonEjemplo();
return unicaInstancia;
}
private ClaseSingletonEjemplo(){}
};
Patrones GoF
Composite
Compone objetos en estructuras
arborescentes para representar
jerarquí
jerarquías TODOTODO-Partes
Permite manejar indistintamente
objetos
individuales
y
composiciones de objetos
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Composite
Cliente
Componente
Operación()
Adicionar(Componente)
Remover(Componente)
obtenerHijo(int)
Hoja
Operación()
Composite
Operación()
hijos
Adicionar(Componente)
Remover(Componente)
obtenerHijo(int)
Para todo g en hijos:
g.Operación()
Composite
La estructura tí
típica es:
Componente
Hoja
Declara la interface para objetos en la
composició
composición y se encarga de acceder y
manejar sus componentes hijo
Representa objetos hoja (sin hijos) en la
composició
composición y define un comportamiento
especí
específico
Composite
Almacena componentes hijo y define un
comportamiento
(adicionar,
eliminar,
modificar…
modificar…) para sus componentes hijos
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Composite
Componente
ObjetoGráfico
Dibujar()
Adicionar(ObjetoGráfico)
Remover(ObjetoGráfico)
obtenerHijo(int)
Composite
Hoja
Hoja
Hoja
Línea
Texto
Rectángulo
Dibujar()
Dibujar()
Dibujar()
En Dibujar() de figura: para todo g en el
contenedor elementos g.Dibujar()
elementos
Figura
Dibujar()
Adicionar(ObjetoGráfico g)
Remover(ObjetoGráfico g)
obtenerHijo(int)
Adicionar o remover g del
contenedor elementos
Patrones GoF
Adapter
Convierte la interface de una
clase en otra interface que el
cliente espera
Permite a las clases trabajar
juntas ya que de otra manera no
lo podrí
podrían hacer debido a que las
interfaces son incompatibles.
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Adaptador (Adapter/Wrapper)
Se asegura de convertir la interface de una
clase en otra que el cliente espera.
Permite la colaboración de ciertas clases a
pesar de tener interfaces incompatibles
Se desea crear una clase reutilizable que debe
colaborar con clases no relacionadas o
imprevistas.
La funcionalidad de Adaptador depende de la
similitud entre la interfaz de las clases Objetivo y
Adaptado.
Adaptador
Objetivo
Colabora
con
los
objetos
conforman la interface Objetivo
que
Adaptado
dominio
Cliente
Define la interface de
especí
específico que el cliente usa
Define una interface existente que
necesita adaptarse
Adaptador
Adapta la interface Adaptado a la
interface Objetivo
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Adaptador (Adapter/Wrapper)
Estructura 1: Herencia Múltiple
Interface que
el cliente
espera
Interface existente
que se requiere
adaptar
Adapta la interface “Adaptee”
al “Target esperado usando
herencia múltiple
Adaptador (Adapter/Wrapper)
Estructura 2: Objeto Adaptador
Interface que
el cliente
espera
Interface existente
que se requiere
adaptar
Adapta la interface “Adaptee”
al “Target esperado usando
un objeto adaptador
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Adaptador
Cliente
Objetivo
Adaptado
RequerimientoEspecífico()
Requerimiento()
implementación
Adaptador
Requerimiento()
Realmente se invoca el
RequerimientoEspecífico()
Adaptador (Adapter/Wrapper)
Cliente
ElementoGrafico
Objetivo
Editor
marco()
crearManipulador()
Adaptador
ElemLinea
marco()
crearManipulador()
return text.getExtension
ElemTexto
marco()
crearManipulador()
return new ManipuladorTexto
+texto
Adaptado
TextView
getExtension()
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Adaptador (Adapter/Wrapper)
Objetivo, Cliente
TreeDisplay
getChildren(Node)
CreateGraphicNode(Node)
display()
BuildTree(Node n)
Abstracta
getChildren(n);
for each child {
addGraphicNode(CreateGraphicNode(child));
buildTree(child)
}
DirectoryTreeDisplay
FileSystemEntity
getChildren(Node)
createGraphicNode(Node)
adaptador
adaptado
Patrones GoF
Observer
Define una dependencia de uno a
muchos entre objetos así
así que
cuando un objeto cambia de
estado, todos los objetos que
dependen de él son notificados
para
que
se
actualicen
automá
automáticamente.
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Patrones GoF
Observer
Define una dependencia de uno a muchos
objetos de tal manera que cuando un objeto
cambia su estado, todas sus dependencias son
notificadas actualizándose de manera automática
Se usa cuando una abstracción tiene dos
aspectos y uno depende del otro. Encapsular
estos dos aspectos en objetos separados permite
actualizarlos y reutilizarlos de manera
independiente.
Cuando un cambio en un objeto requiere
cambios en otros objetos asociados sin importar
el tipo de esos cambios!
Observer
Sus
son:
principales
componentes
Sujeto: Puede tener asociados uno
o má
más observadores
Observador: Es notificado cuando
el sujeto cambia de estado. Cada
observador pregunta al sujeto
acerca de su estado con el fin de
sincronizar su estado con el del
sujeto.
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Observer
Observadores: N Observadores que cambian su
presentación dependiendo de los datos del “Sujeto”
a
b
c
x
60
30
10
y
50
30
20
x
x
80
60
40
a
x
b
20
c
0
a
z
80
10
b
c
10
Ejemplo: Uso
de una interfaz
gráfica
para
separar
la
presentación de
la lógica de los
datos
Promedio
a = 60
b = 30
c = 10
Todos los Observadores son
notificados
de
cualquier
cambio en el estado del
“Sujeto”
Notificación de
Sujeto
cambio
Solicitudes,
modificaciones
Observer
Define una inteface actualizable para
objetos que podrían ser notificados de
cambios en el “Sujeto”
Conoce a todos sus
Observadores
Sujeto
Asociar (Observador)
Desasociar (Observador)
Notificar()
Mantiene un estado y nofitica a los
Observadores de sus cambios
SujetoConcreto
estadoSujeto
darEstado()
modificarEstado()
darEstado() retorna
estadoSujeto
Observador
observadores
Actualizar()
Para todo o en
observadores:
o.Actualizar()
Implementa la Interface para
mantener la actualización acorde
con el estado del “Sujeto”
ObservadorConcreto
sujeto
estadoObservador
Actualizar()
estadoObservador=
sujeto.darEstado()
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Observer
Ejemplo de Implementación utilizando un
Manejador del Cambio: (evita al sujeto tener las referencias
de sus observadores)
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