Разное

Основные паттерны проектирования: О порождающих шаблонах проектирования простым языком

Содержание

Pythonicway — Паттерны проектирования в Python

Паттерны проектирования это готовые эффективные решения для задач, которые часто встречаются в практике программиста. Это шаблон решения, по которому вы сможете решить возникшую проблему, внеся небольшие частные изменения в существующий паттерн.

Например, если мы производим автомобили, нам незачем каждый раз изобретать колесо или топливную систему, достаточно посмотреть, как они реализованы в других автомобилях и адаптивать их под свои нужды. Шаблоны проектирования не зависят от языка программирования, соответственно любой из них может быть реализован не только в Python, но и в любом другом языке программирования.

Обычно выделяют следующие группы шаблонов проектирования:

 

Порождающие шаблоны проектирования связаны с механизмом создания новых объектов. Они призваны обеспечить ситуативную гибкость при создании объекта. Возвращаясь к примеру с машинами, сделать так, чтобы нам не нужно было строить новый завод каждый раз, когда мы хотим выпустить новую модель, вместо этого мы слегка видоизменим уже существующие процессы.
К порождающим шаблонам относятся.









Абстрактная фабрика  Abstract Factory Позволяет создавать семейства взаимосвязанных или взаимозависимых объектов, без указания их конкретных классов.  
Строитель Builder Интерфейс для пошагового создания сложных объектов.
Фабричный метод Factory Method Общий интерфейс для создания объектов в суперклассе, позволяющий подклассам определять тип создаваемого объекта.
 Объектный пул Object Pool Позволяет использовать уже созданный объект вместо создания нового, в ситуации, когда создание нового объекта требует большого количества ресурсов.
 Прототип Prototype Позволяет копировать объекты без необходимости учитывать особенности их реализации.
 Одиночка Singleton Гарантирует, что у класса есть только один экземпляр и предоставляет глобальную точку доступа к нему.
 Отложенная инициализация Lazy initialization Создание объекта, непосредственно перед его использованием.
 Мультитон Multiton Шаблон позволяющий создавать несколько одиночек (Singleton), доступ и управление которыми производится через ассоциативную таблицу, например словарь.

 

Структурные шаблоны проектирования определяют метод сборки объектов и классов в более сложные структуры, сохраняя при этом гибкость и эффективность. Для машины это будут перечень деталей, схемы и порядок сборки автомобиля.
К структурным шаблонам относятся.








Адаптер Adapter Создание объекта-посредника, который позволит взаимодействовать двум несовместимым объектам.
Мост Bridge Разделяет класс на отдельные части: внешнюю абстракцию и внутреннюю реализацию.
Компоновщик Composite Идея состоит в том, что группа объектов (контейнер) и сам объект (содержимое контейнера) обладают тем же набором свойств, что позволяет работать с группой как с целым объектом.
Декоратор Decorator Добавляет, убирает или изменяет поведение декорированного объекта.
Фасад Facade Обертка сложной системы, модуля, пакета в простой интерфейс.
Приспособленец Flyweight Использование совместных ресурсов для похожих объектов, вместо выделения ресурсов для каждого объекта по отдельности.
Прокси Proxy Создание объекта-подложки для реального объекта, чтобы контролировать обращения к нему, изменять или перенаправлять их.

 

Поведенческие шаблоны определяют взаимодействие между классами и объектами, их обязанностями и алгоритмы поведения. На автозаводе это будут логистика и распределение обязанностей, построение коммуникации между разными департаментами и отделами.
К поведенческим шаблонам относят.












Цепочка обязанностей Chain of responsibility Последовательная передача запросов по списку объектов, которые эти запросы обрабатывают и/или передают дальше по цепочке. 
Итератор Iterator Позволяет последовательно получать объекты из контейнера, не раскрывая особенности реализации контейнера. В Python доступен на встроенном уровне.
Команда Command Добавляет слой абстракции между действием и объектом, который это действие вызывает, например, кнопка и действие, которое выполняется при нажатии на эту кнопку.
Посредник Mediator Создание такой структуры, в которой объекты не общаются друг с другом, а используют для этого объект-посредник.
Хранитель Memento Сохраняет состояние объекта на определенный момент для того, чтобы при необходимости к нему можно было вернуться.
Null Object Null Object Объект который может использоваться в случае отсутствия нужного объекта или объект по умолчанию.
Наблюдатель Observer Объект «наблюдающий» за состоянием других объектов, информирующий систему / пользователя про изменения состояния наблюдаемого объекта, например пуш-извещения.
Состояние State Позволяет изменять поведение объекта в зависимости от его состояния. 
Стратегия Strategy Позволяет объединить несколько алгоритмов в группу. Порядок применения алгоритмов может изменяться, благодаря чему достигается гибкость всей системы.
Шаблонный метод Template method Создание базовых методов и алгоритма их применения в абстрактном родительском классе с тем, чтобы определить конкретные методы в дочерних классах.
Посетитель Visitor Шаблон, позволяющий выполнять операции над другими объектами, без необходимости изменять эти объекты.

 

Правильное применение шаблонов проектирования может в значительной мере упростить разработку программы и ее дальнейшую поддержку и расширение. В то же время, бездумное использование паттернов проектирования лишь без надобности усложнит и перегрузит созданную систему. Опыт эффективного использования того или иного шаблона приходит лишь со временем, так что не бойтесь практиковаться и эксперементировать.

Паттерны проектирования|ИТММ ННГУ

Кафедра информатики и автоматизации научных исследований

Специальность: Прикладная информатика в области принятия решений

Преподаватель: Старостин Н.В.

Целями освоения дисциплины (модуля) «Шаблоны проектирования»  являются ознакомление  студентов  с новыми мировыми концепциями в области разработки объектно-ориентированного программного обеспечения.

В рамках курса приводится обзор базовых методологий разработки программных систем, обсуждаются их преимущества и недостатки. Рассматриваются аспекты проектирования и реализации программных систем, которые позволяют учитывать вопросы будущих модификаций, переносимости и отладки систем. Для ясного понимания диаграмм, имеющих место в курсе, даются основы языка UML. В курсе рассматриваются такие аспекты объектно-организованных программных систем, как инстанцирование, информационный обмен, высокоуровневое управление системами объектов. Обсуждаются вопросы функционального расширения системы с минимальными изменениями в существующем коде. Отдельно освещаются вопросы оптимизации систем на этапе проектирования.

К дисциплинам, для которых освоение данной дисциплины необходимо как предшествующее, относятся дисциплины вариативной части (профильной) части профессионального цикла «Основы алгоритмизации и алгоязыки», «Информационные технологии», «Высокоуровневые методы информатики и программирования(С++)».

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать: основные понятия и принципы объектно-ориентированной парадигмы, основные определения и методы проектирования построения сложных объектно-ориентированных систем на основе шаблонных решений, основополагающие принципы инстанцирования объектно-организованных систем и варианты их объектно-ориентированной реализации, модели связности систем объектов, идеологию организации управляемых систем объектов.

Уметь: применять шаблонные решения к конкретным задачам проектирования.

Владеть: базовыми средствами языка UML по визуализации моделей объектно-ориентированных программ, приемами проектирования на шаблонных решений, техниками реализации проектных решений на одном из объектно-ориентированных языков программирования.

Содержание

1. ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННАЯ ПАРАДИГМА. Метод функциональной декомпозиции и проблема изменяющихся требований. Основные термины, понятия и принципы объектно-ориентированной парадигмы. Дополнительные механизмы объектно-ориентированной технологии.

2. ВВЕДЕНИЕ В ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ АНАЛИЗ и БАЗИС ЯЗЫКА ВИЗУАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ. Сложность систем. Объектная модель. Классификация. Идентификация классов и объектов. Ключевые абстракции и механизмы. Базис языка визуального моделирования. Унифицированный язык моделирования UML. Назначение, базовые понятия и определения. Концептуальные модели. Сущности. Отношения. Диаграммы. Статические и динамические модели программных систем. Применение UML на основных этапах разработки объектно-ориентированной системы.

3. ШАБЛОННЫЙ МЕТОД ПРОЕКТИРОВАНИЯ. Механизмы повторного использования. Система каталогизации шаблонов проектирования. Объекты: традиционное представление и новый подход. Инкапсуляция: традиционное представление и новый подход. Принципы инкапсуляции.  Общность и изменчивость в абстрактных классах.

4. ШАБЛОНЫ ФАСАД И АДАПТЕР. Специфика работа со сложной системой с множеством интерфейсов. Описание решения на базе шаблона Фасад (Facade). Проблема преобразования интерфейса класса в другой интерфейс. Обеспечение совместной работы классов с несовместимыми интерфейсами. Описание решения на базе шаблона Адаптер (Adapter).

5. ШАБЛОН МОСТ. Понятия абстракции и реализации. Механизм отделения абстракции от реализации. Анализ общности и анализ изменчивости. Стратегии проектирования. Понятие рефакторинга. Вывод и описание шаблона Мост (Bridge). Особенности использования шаблона Мост.

6. ШАБЛОНЫ КОМПОНОВЩИК И ИТЕРАТОР. Механизм группировки объектов в плоские коллекции и иерархические структуры. Манипулирование группами с помощью шаблона Компоновщик (Composite). Прозрачные и безопасный Компоновщик (Composite). Организация доступа к элементам составного объекта на базе шаблон Итератор (Iterator). Внутренний и внешний итератор. Проблема устойчивости итератора. Робастный итератор для линейных и иерархических структур.

7. ШАБЛОНЫ ДЕКОРАТОР И СТРАТЕГИЯ. Динамическое расширение функциональности объектов. Шаблон Декоратор (Decorator) – как  гибкая альтернатива порождению подклассов. Инкапсуляция алгоритма в объект. Механизм «прозрачной» замены алгоритма. Шаблон Стратегия (Strategy).

8. ИНСТАНЦИРОВАНИЕ ОБЪЕКТНО-ОРГАНИЗОВАННЫХ СИСТЕМ. Основополагающие принципы.  Обработка вариаций с применением порождающих шаблонов проектирования. Идеология объекта-одиночки (Singleton) в системе объектов. Способы доступа к объекту-одиночке. Конфигурирование и инстанцирование систем объектов на базе решения Абстрактная Фабрика (Abstract Factory). Применение решений Фабричного Метода  (Factory Method) и Шаблонного Метода (Template Method) в конструировании каркасов приложений с использование. Клонирование объектов и систем объектов. Поверхностное и глубокое клонирование на базе Прототипа (Prototype). Организация процесса конструирования различных представлений сложного объекта на базе решения Строитель (Builder).

9. ИНФОРМАЦИОННЫЙ ОБМЕН МЕЖДУ ОБЪЕКТАМИ. Основополагающие принципы. Классификация моделей связанности (зависимости) по типу связей и по сложности. Простейшие модели. Модель информационного обмена с помощью Посредника (Mediator). Модель доставки сообщения на базе решения Цепочка Обязанностей (Chain of Responsibility). Цепочки Обязанностей без менеджера и с менеджером. Проксирование сообщений. Широковещательные трансляции на базе шаблона Наблюдатель (Observer). Особенности реализации систем типа Субъект-Наблюдатель без менеджера и с менеджером без учета и с учетом циклических связей (зависимостей).

10. УПРАВЛЕНИЕ СИСТЕМОЙ ОБЪЕКТОВ. Идеология представление команды (операции) в виде объекта. Манипулирование командами как объектами. Протоколирование команд. Организация макросов (составные команды) на базе шаблона Компоновщик (Composite). Менеджер команд и универсальные механизмы отката (отмены операций) на базе решений Команда (Command) и Хранитель (Memento).

11. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ РАСШИРЕНИЕ СИСТЕМЫ С МИНИМАЛЬНЫМИ ИЗМЕНЕНИЯМИ. Наращивание функциональности отдельных объектов (классов) без изменения существующего кода на базе решений Декоратор (Decorator) и Стратегия (Strategy). Двойная диспетчеризация. Динамическое определение новых функций для систем объектов без изменения существующего кода на базе решения Посетитель (Visitor). Представление грамматики языка и  интерпретация предложений на базе шаблона Интерпретатор (Interpreter).

12. ПРОЕКТИРОВАНИЕ С ЭЛЕМЕНТАМИ ОПТИМИЗАЦИИ. Планирование вычислительных ресурсов. Идеологии кэширования и отложенной реакции на событие. Объектно-ориентированная организация событийных систем на основе решения Заместитель (Proxy). Идеология разделения объекта и его состояния. Объектно-ориентированная организация систем с большим числом объектов на основе решения Приспособленец (Flyweight). Идеология совмещения в одном объекта разных состояний на основе решения Состояние (State).

Лабораторный практикум

  1. ВИЗУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СРЕДСТВАМИ UML. По заданному объектно-ориентированному коду студенты должны построить UML-диаграмму классов и проверить ее работу UML-диаграммой последовательностей. По заданной UML-диаграмме классов студенты должны написать рабочий код, который бы соответствовал модели.
  2. МЕХАНИЗМЫ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОЙ ПАРАДИГМЫ. Повторение основных механизмов объектно-ориентированного программирования на базе языков С++, Java и C#. В рамках данного практического задания слушатели создают интерфейсы и иерархии объектов. Учатся реализовывать объекты-коллекции.
  3. ВВЕДЕНИЕ В ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ АНАЛИЗ. Моделирование процесса конструирования программной системы от обсуждения технического задания с заказчиком до построения дизайна каркаса системы. В рамках данного практического задания слушатели учатся строить разговор с заказчиком, моделировать работу системы в виде диаграмм прецедентов, реализовывать отдельные прецеденты в кооперации, проводить тестирование дизайна системы.
  4. РЕАЛИЗАЦИЯ СХЕМ АДАПТАЦИИ ИНТЕРФЕЙСОВ. На данном практическом занятии слушатели создают объект-фасад к большому объекту (например System.Drawing.Graphics в среде . NET) и объект-адаптер к заданному интерфейсу.
  5. РЕАЛИЗАЦИЯ ШАБЛОНА МОСТ. На данном практическом занятии слушатели учатся проектировать системы методом разделения абстракций и реализаций. На примере конкретной задачи (например задача рисования внешнего вида объектов-фигур) учатся применять шаблонное решение Мост (Bridge). Отдельное внимание уделяется конфигурированию моста.

Пример задачи. Предусмотреть в системе разные виды фигур (окружности, прямоугольники, треугольники и д.р.). Фигуры должны хранить информацию о своем расположении и должны по требованию себя рисовать. Создайте объект-рисователь, в задачу которого входит рисование графических примитивов (линий и окружностей). Пусть фигуры используют объекты-рисователи для отображения себя. Создайте несколько видов рисователей. Конфигурируйте ими фигуры для получения разных визуальных представлений фигур (например, простые фигуры, фигуры с тенью, фигуры полупрозрачные и д.р.).

  1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ ГРУППОВЫХ ОБЪЕКТОВ. Практическое занятие знакомит слушателей с реализацией шаблона Компоновщик (Composite). Задание заключается в требовании построить систему, в которой имеется возможность клиентской части приложения работать не только с единичными объектами, ни и с группой объектов. При этом клиентская часть не должна «знать» работает она с единичными или групповыми объектами.

Пример задачи. Реализовать возможность одновременного отображения одного и того же набора фигур в разных местах. Причем, одно изображение должно быть цветным и нормального размера, другое черно-белым и уменьшенного размера. Для решения поставленной задачи создайте класс композитного рисователя, организуйте его как шаблон Компоновщик.

  1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ, СОЗДАНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИТЕРАТОРОВ. Практическое занятие знакомит слушателей с типовыми интерфейсами итераторов. На данном практическом задании слушатели должны обеспечить в созданных ими коллекциях поддержку интерфейса итератора и организовать перебор элементов коллекций при помощи итераторов.
  2. ДЕКОРИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ. Практическое занятие знакомит слушателей с реализацией шаблона Decorator. Студенты учатся проектировать прозрачные для клиентского кода объекты-оболочки, которые помимо основной работы выполняют другие дополнительные действия.

Пример задачи. Реализовать свойства фигур: фигура с тенью, фигура с рамкой, фигура закрашенная. Предусмотреть возможность расширения перечня свойств фигур и возможность произвольной комбинации свойств для фигур (например, фигура с тенью и рамкой). Для решения поставленной задачи создайте абстрактный класс свойств фигур, организуйте его как шаблон Декоратор. Конкретные свойства фигур реализуйте в конкретных классах-потомках от абстрактный класс свойств.

  1. ИНКАПСУЛЯЦИЯ СТРАТЕГИЙ НА ПРИМЕРЕ СОРТИРОВКИ. Практическое занятие знакомит слушателей с реализацией шаблона Стратегия (Strategy) на примере алгоритма сортировки. В рамках данного практического задания слушатели добавляют в объект-коллекцию способность сортировать объекты согласно стратегиям сортировки.
  2. ИНСТАНЦИРОВАНИЕ ОБЪЕКТНО-ОРГАНИЗОВАННЫХ СИСТЕМ. Реализация объекта-одиночки в системе цель которого – инстанциирование объектов Абстрактной Фабрики. Практическое занятие знакомит слушателей с реализацией шаблонов Абстрактной Фабрики (Abstract Factory), Фабричный Метод (Factory Method) и одиночки (Singleton). В рамках данного практического задания слушатели модифицируют код программы, заменяя в ней явное создание объектов при помощи оператора new на запрос у объекта-фабрики.
  3. ДОСТАВКА СООБЩЕНИЙ. Реализация модели доставки сообщения на базе шаблона Цепочка Обязанностей (Chain of Responsibility). Практическое занятие знакомит слушателей с механизмом доставки сообщений при помощи менеджера сообщений. В рамках данного практического задания слушатели создают специальный объект (Message Manager), организующий механизм распространения сообщений по цепочке от одного объекта к другому.
  4. СУБЪЕКТЫ И НАБЛЮДАТЕЛИ. Реализация независимых субъектов и зависимых от них объектов-наблюдателей. Практическое занятие знакомит слушателей с кооперацией шаблонов Наблюдатель (Observer), Шаблонный Метод (Template Method) и Одиночка (Singleton) для реализации классической разделенной модели субъект-наблюдателя. В рамках данного практического задания студенты должны создать объект-субъект, который содержит разнообразные общедоступные данные, и группу объектов-наблюдателей, которые автоматически должны пересчитывать свои состояния при изменении состояния субъекта.
  5. РЕАЛИЗАЦИЯ МЕХАНИЗМА ОТКАТА СИСТЕМЫ. Практическое занятие знакомит студентов с кооперацией шаблонов Прототип (Prototype), Шаблонный Метод(Template Method) и Одиночка (Singleton) для реализации шаблона Команда (Command). В рамках данного практического задания все запросы к системе инкапсулируются в специальные объекты-команды, обслуживанием которых занимается специальный объект (Command Manager). В дополнительную задачу этого объекта входит реализация универсального механизма протоколирования выполненных команд и механизма отката состояния системы в любое предыдущее состояние.
  6. ДВОЙНАЯ ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИЯ. Реализация двойной диспетчеризации на базе шаблона Посетитель (Visitor). Практическое занятие знакомит студентов с методом расширения функциональности системы без изменения существующего кода. В рамках данного практического задания группе объектов приписывается дополнительная обязанность принимать посетителя (семейство объектов Visitor). Посетители «посещая» объекты выполняют над ними определенные действия.
  7. КЭШИРОВАНИЕ. Практическое занятие знакомит студентов с техникой кэширования для повышения производительности систем.

Литература

а) основная литература:

  1. Э. Гамма, Р. Хелм, Р. Джонсон, Дж. Влиссидес. Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования
  2. Алан Шаллоуей, Джеймс Р. Тротт. Шаблоны проектирования. Новый подход к объектно-ориентированному анализу и проектированию
  3. Гради Буч, Дж. Рамбо, А. Якобсон. UML: специальный справочник

б) дополнительная литература:

  1. А. Элиенс. Принципы объектно-ориентированной разработки программ
  2. Коуд и др. Объектные модели. Стратегии, шаблоны и приложения.
  3. Крэг Ларман. Применение UML и шаблонов проектирования
  4. Гради Буч, Дж. Рамбо, А. Якобсон. UML. Руководство пользователя
  5. Мартин Фаулер. Рефакторинг. Улучшение существующего кода
  6. Гради Буч, Дж. Рамбо, А. Якобсон. Унифицированный процесс разработки программного обеспечения

Отчетность

21. Паттерны проектирования. Классификация паттернов проектирования

Шаблон проектирования, Паттерн (англ. design pattern) — это многократно
применяемая архитектурная конструкция,
предоставляющая решение общей проблемы проектирования в рамках конкретного контекста и описывающая
значимость этого решения. Паттерн не является законченным образцом проекта, который
может быть прямо преобразован в код.

Обычно шаблон не является
законченным образцом, который может быть прямо преобразован в код; это лишь пример
решения задачи, который можно использовать в различных ситуациях.
Объектно-ориентированные шаблоны показывают отношения и взаимодействия между
классами или объектами, без определения того, какие конечные классы или объекты
приложения будут использоваться.

«Низкоуровневые» шаблоны,
учитывающие специфику конкретного языка программирования, называются идиомами.
Это хорошие решения проектирования, характерные для конкретного языка или
программной платформы, и потому не универсальные.

На наивысшем уровне существуют
архитектурные шаблоны, они охватывают собой архитектуру всей программной
системы.

Объектно-ориентированные шаблоны зачастую показывают отношения и взаимодействиямежду классами или объектами, без определения того, какие конечные классы
или объекты приложения будут использоваться.

Алгоритмы по своей сути также являются шаблонами, но не
проектирования, а вычисления, так как решают вычислительные задачи. В
отличие же от идиом, шаблоны проектирования независимы от
применяемого языка программирования.

Иногда шаблоны консервируют
громоздкую и малоэффективную систему понятий, разработанную узкой группой.

Главная польза каждого отдельного
шаблона состоит в том, что он описывает решение целого класса абстрактных
проблем. Также тот факт, что каждый шаблон имеет свое имя, облегчает дискуссию
об абстрактных структурах данных (ADT) между разработчиками, так как они могут ссылаться на
известные шаблоны. Таким образом, за счёт шаблонов производится унификация
терминологии, названий модулей и элементов проекта.

Патерн состоит из четырех элементов: Имя,
задача, Решение (набор взаимосвязанных классов), Результат

Классификация
паттернов проектирования
:

· Основные шаблоны (Fundamental)

· Порождающие шаблоны проектирования
(Creational)

· Структурные шаблоны (Structural)
— определяют различные сложные структуры, которые изменяют интерфейс уже
существующих объектов или его реализацию, позволяя облегчить разработку и
оптимизировать программу.

· Поведенческие шаблоны (Behavioral)

· Шаблоны параллельного
программирования — используется для более эффективного написания многопоточных
программ, и предоставляет готовые решения проблем синхронизации.

· MVC

· Enterprise

· Unsorted

Паттерны проектирования (Design patterns). Часть 1: Порождающие и структурные

О паттернах проектирования слышали все программисты. Хотя… Исходя из количества стебов над php-разработчиками и видя некоторые куски кода, возможно некоторые из них (php-шников) понятия не имеют, что это такое.


Но мы люди взрослые, так что пришло время для серьезного разговора. Поговорим о тех паттернах, которые применяются при разработке на php и встречаются в существующих фреймворках. Вообще, заметку писал больше для себя, чтобы не забыть, за основу взят репозиторий. Плюс еще можно почитать более фундаментальный труд (это книга, содержит описание 23 классических паттернов).


Паттерны буду описывать не в алфавитном порядке, а как мне субъективно показалось логичней.


Не стоит путать так называемые архитектурные паттерны с паттернами проектирования. Последние есть частным случаем первых. Примеры архитектурных паттернов: MVC, HMVC, MVP, MVVM и т.д. Они не есть темой заметки.


Зачастую более сложный паттерн может включать в себя один или несколько более простых.


Creational


Вначале по фабрикам.


Фабрики предназначены для создания объектов (другого класса, чем сама фабрика (это я так, на всякий случай)).


Simple Factory. Допустим, у нас есть классы велосипеда и скутера, которые реализуют какой-то общий интерфейс. Класс фабрики ConcreteFactory знает о всех объектах, которые он может создавать (код конструктора) и реализует метод для создания объекта по алиасу (createVehicle($type)).


Factory Method. Это усложнение над предыдущим паттерном: а что, если разные типы объектов нужно создавать по разному? Класс FactoryMethod снова содержит метод для создания create($type), но, в отличии от предыдущих примеров, класс абстрактный. Метод create($type) вызывает неимплементированный  метод createVehicle($type), который должен быть реализован в наследниках (GermanFactory, к примеру).


Abstract Factory. Следующее усложнение, когда мы не только не знаем как создаем объект, но и какой объект вообще создаем. (Класс AbstractFactory не содержит реализации метода для создания, методы реализованы в наследниках (JsonFactory, к примеру)).


Обратите внимания, что у двух последних паттернах базовые классы фабрики уже не знают о всех возможных создаваемых объектах, это уже решают наследники.


StaticFactory. Вообще статик это плохо, много говорить не будем, этот паттерн по смыслу очень похож на Simple Factory (хотя реализация иная), но создание всех возможных объектов происходит в одном-единственном статическом методе класса фабрики.


С фабриками закончили =) Дальше:


Builder. Предназначен для построения сложных объектов. Как видно из примера, билдеры разных объектов реализуют один интерфейс, и каждый содержит методы для построения соответствующего объекта. Но сам билдер не строит объект, этим занимается Director, метод build как раз создает и возвращает нужный объект.


Prototype. Суть очень простая: вместо создания объекта вызываем оператор клонирования. Пишут, что так выгодно использовать для представления множества записей, например, в ORM. Но так как после профилировки у меня получилось, что создать быстрее, чем клонировать (пример для профилировки), не вижу надобности детального рассмотрения паттерна. (Подозреваю, у новых версиях php оптимизировали создание объектов, проверено на версии 5.6.8, 5.4.4)


Creating 6000000 new objects… 6.680617 s Cloning  6000000 objects……….. 8.660648 s


Видимо, есть смысл использовать паттерн только в случае наличия тяжелой логики в конструкторе, которую можно не использовать при клонировании, например, если в конструкторе заполняется значение полей и мы можем просто скопировать их.


Pool. Предназначен для оптимизации производительности: вместо создания и удаления объектов, оно помещаются/берутся с pool. Есть смысл использовать, если объекты долго инициализируются.


Structural


Adapter. Используется для того, чтобы адаптировать использование одного класса другим без изменения кода используемого класса. В примере адаптер электронной книги (EBookAdapter) реализует интерфейс PaperBookInterface, таким образом вроде «адаптируя» электронную книгу для использования как бумажной.


Bridge. Реализация очень похожа на предыдущий, но смысл немного иной. Применяется для разделения абстракции от имплементации. Как уже говорилось, adapter служит для того, чтобы адаптировать существующий код под какой-то другой интерфейс, в то время как bridge полезен, если планируются разные варианты имплементаций (пример, Symfony Doctrine Bridge).


Composite. Относительно простой паттерн, используется для того, чтобы обработать набор объектов одинаковым образом (в примере вызов метода render). Можно представить (примитивно, для себя) как множество объектов, по которым происходит итерация и у каждого такого объекта вызывается один и тот же метод. Пример — рендеринг форм у Symfony.


DataMapper. Используется в качестве слоя, осуществляющего двустороннюю передачу данных между приложением и хранилищем. Но, в отличии от ActiveRecord, класс, представляющий данные, не знает, что с этими данными нужно делать. Этим занимается другой класс (UserMapper в примере). Пример: Doctrine ORM.


Decorator. Используется, если нужно динамически добавлять новую функциональность в инстанс. Важный момент — классы, расширяющие функциональность по своей логике должны имплементировать тот же интерфейс, что и сам декоратор. В примерах в методах расширений сначала вызываются методы декоратора, а потом уже дополнительная обработка.


Dependency Injection. Пусть у нас есть некий класс (Connection, следуя примеру). Для работы его инстанса нужен объект Parameters. Очевидно, мы могли бы просто создать его и настроить в конструкторе Connection. Но согласно паттерну Dependency Injection, внедрить зависимость, то есть заинжектить инстанс, Parameters в Connection должна какая-то третья сущность (Service Container, к примеру). Используется для большей гибкости приложений, а также делает код логичней, при удачном использовании уменьшит потребление памяти. К примеру, Parameters может существовать в единственном инстансе, вместе того, чтобы в каждом обджекте создавать свой. Пример — Symfony Service Container


Facade. Предназначен для упрощения манипуляции с объектом, или, по другому, сокрытия реализации, для предоставления удобного интерфейса конечного пользователя класса/либы.


FluentInterface. Делает код удобно читаемым и интуитивно понятным. Реализует цепочку вызовов. Для этого каждый вызываемый метод возвращает $this. Примеры: Symfony Query Builder, jQuery.


Proxy. Довольно распространенная техника. Например, вы просто хотите расширить класс (Record), но чтобы при этом выполнилась логика родителя. Для этого в RecordProxy, переопределяя метод, просто еще и вызываем родительский.


Registry. Реализует хранилище. Здесь все просто: Есть методы set($key, $value) и get($key) для хранения и получения инстансов по ключу.

Паттерны проектирования







































08.10.2005

Design Pattern Decorator



Аннотация: Структурный паттерн Decorator используется в случаях, когда необходимо без применения механизма наследования расширить функциональность класса или же изменить ее. Другими словами появляется альтернатива наследованию, причем классы не закреплены жестко в иерархии. Паттерн действует на уровне объектов, и сам процесс наращивания функциональности происходит во время выполнения, что позволяет динамически менять степень вложенности и выбирать сами декораторы. Второе имя паттерна Decorator это Wrapper, то есть обертка. Это название раскрывает устройство этого шаблона.

Ключевые слова: Decorator


12.06.2004

Framework design



Аннотация: Что такое framework? Кто их пишет и кто использует? Что нужно знать и уметь, чтобы написать framework? В данной статье вы найдёте ответы на эти и другие вопросы. Рассматриваются также особенности проектирования и реализации framework на примере графической системы.

Ключевые слова: Framework


17.07.2008

KeyedFactory



Аннотация: В этой статье предлагается реализация шаблона «Фабричный метод с параметрами (Parameterized Factory Method)» – частный случай реализации фабричного метода средствами языка С# 2.0. Реализация основана на дополнительном классе KeyedFactory, в который сведена вся логика выбора фабричного метода. KeyedFactory дополняется полезными методами, которые позволяют фабрике поддерживать большинство методов создания объектов в среде Microsoft .Net. Кроме того, в статье приводятся результаты тестирования скорости различных методов создания объектов.

Ключевые слова:


25.07.2006

Model-View-Controller в .Net



Аннотация: В наше время сложно найти разработчика, который не слышал бы о паттерне под названием Model-View-Controller или сокращенно MVC, что вообщем не удивительно, с задачей отделения данных от их представления сталкиваешься практически на каждом проекте. Однако, как ни странно, столь же сложно найти разработчика, который действительно четко себе представляет, что такое на самом деле паттерн MVC и как его можно реализовать в конкретной ситуации. Основная причина такой неоднозначности в том, что по историческим причинам данной аббревиатурой принято называть не один единственный паттерн, а целое семейство паттернов, призванное отделять представление от модели. Произошло это в силу разных обстоятельств. Отчасти из-за того что MVC не просто паттерн, а довольно объемное архитектурное решение, в котором каждый новый разработчик видел что-то свое и ставя во главу угла особенности своего проекта, реализовывал его по своему. Отчасти же из-за возраста данного паттерна, во времена его изобретения и сами приложения, и графические интерфейсы были существенно беднее чем в наше время, с тех пор они сильно эволюционировали и вместе с ними изменялся и сам паттерн. Данная статья посвящена также одному из паттернов входящих в это семейство, причинам его появления, особенностям применения, преимуществам и недостаткам, а так же описанию сопутствующих паттернов.

Ключевые слова: MVC


14.11.2002

Паттерн Singleton (Одиночка)



Аннотация: При разработке больших проектов, часто возникает необходимость обращаться из одного модуля программы к объектам, существующим в другом модуле. Такие объекты, как правило, существуют в единичных экземплярах, поэтому наиболее распространенной практикой является создание глобальных объектов данного тип…

Ключевые слова:


08.03.2005

Использование паттерна “Команда”



Аннотация: В этой статье разбирается применение паттерна “Команда” в приложении WinForms. C помощью этого паттерна можно выделить обработку действий пользователя, ассоциируемых с пунктами меню, в отдельные объекты. Это позволяет отделить код пользовательского интерфейса от основной функциональности приложения, и, соответственно, сделать код приложения более структурированным и облегчить его поддержку.

Ключевые слова: Command, Pattern Command


02.05.2005

Расширение возможностей паттерна Command



Аннотация: В статье описывается расширение паттерна Command, которое позволяет командам выполняться в различных контекстах и пересекать границы приложения и компьютера.

Ключевые слова: pattern command


06.12.2006

Паттерн Посетитель



Аннотация: Очень часто в программах встречаются сложные структуры, представляющие собой дерево или граф, состоящий из разнотипных узлов. И, конечно же, при этом имеется необходимость обрабатывать этот граф. Самое очевидное решение — добавить в базовый класс виртуальный метод, который перекрыть в наследниках для выполнения нужного действия и осуществления дальнейшей навигации по дереву.
Однако у этого приема есть серьезный недостаток: в нем структура данных оказывается увязанной с обрабатывающими ее алгоритмами. Если нам понадобится алгоритм, отличный от реализованного, то придется добавлять еще один виртуальный метод. Еще хуже, если классы, составляющие дерево, содержатся в недоступном для модификации коде.
Одним из вариантов решения проблемы высокой связности в данном случае является паттерн Посетитель.

Ключевые слова: Visitor


17.02.2006

Паттерн проектирования State



Аннотация: В случаях ветвления алгоритма или выполнения различных действий в зависимости от состояния применяются операторы if…else, switch…case. .default и подобные им. Последовательности таких конструкций усложняют поддержку кода и отрицательно влияют на масштабируемость приложения. При необходимости добавить новые возможности требуется добавить еще один условный оператор, причем иногда в нескольких местах, что приводит к ошибкам.
Решить данную проблему позволяют сразу несколько паттернов, среди которых выделяется Состояние.

Ключевые слова: State pattern, IUI


03.03.2006

Паттерн разработки Abstract Factory



Аннотация: Паттерн Abstract Factory предоставляет интерфейс для создания семейств связанных или зависимых объектов (далее — продукты), позволяя не указывать их конкретные классы.

Ключевые слова: AbstractFactory


09.04.2003

Практика применения паттернов проектирования







Авторы:

Беркович Вадим

Чудин Андрей

Источник:


RSDN Magazine #3

Аннотация: Практически во всех проектах можно встретить те или иные паттерны проектирования. Но далеко не часто они обозначены разработчиками. Проект, в котором явно обозначены все использованные паттерны, удобнее для понимания и более управляем. Можно сказать, что описание проекта в терминах паттернов добавляет новые метаданные о проекте. Если мы считаем, что данный класс реализует паттерн «итератор», мы сразу получаем представление об его интерфейсе и роли. Если же изначально весь проект реализован с использованием паттернов, то управление проектом упрощается. Обобщение удачных решений конкретных задач в паттерны и использование их в последующих проектах существенно ускоряет процесс разработки. А код становится более понятным и элегантным, и им можно будет воспользоваться повторно.

Ключевые слова: pattern


18.09.2007

Переход к шаблонам



Аннотация: Глава из книги «Применение DDD и шаблонов проектирования: проблемно-ориентированное проектирование приложений с примерами на C# и .NET».
[q]
Мне уже не раз приходилось слышать, что шаблоны — теоретическая чепуха и элитарная выдумка, не приносящая никакой пользы. Эта глава опровергает такое мнение, поскольку оно очень далеко от истины. Шаблоны могут быть очень практичными, полезными для повседневной работы и чрезвычайно интересными для разработчиков. Возможно, вы обратили внимание на то, что я уже упоминал в предыдущейглаве некоторые шаблоны. К ним, в частности, относится шаблон модели предметнойобласти [Fowler PoEAA]. В этой главе рассмотрены три разные категории шаблонов: шаблоны проектирования (как обобщенные, так и прикладные), архитектурные шаблоны и шаблоны предметной области.
[/q]
Материал предоставлен издательством Вильямс.

Ключевые слова: DDD, pattern


31. 10.2006

Признаки плохого кода



Аннотация: Глава из книги «Рефакторинг с использованием шаблонов».
Наиболее распространенные проблемы проектов возникают в следующих случаях:
— если код содержит повторы;
— если он непонятен;
— если он сложен.
Эти критерии определенно могут помочь обнаружить в коде места, нуждающиеся в улучшении. С другой стороны, многие программисты считают этот список слишком неопределенным: не понятно, как опознать в коде повторения, если они не совсем одинаковы; невозможно с полной уверенностью судить, ясно ли говорит код о своем назначении, не понятно, как отличить простой код от сложного.

Ключевые слова: рефакторинг, паттерны, шаблоны проектирования


30.11.2012

Так всё-таки, что же такое Inversion of Control?



Аннотация: Почему происходит уменьшение связанности при использовании Inversion of Control? Какова область применения Inversion of Control? Бывают ли случаи когда без Inversion of Control не обойтись? Является ли событийная модель синонимом принципа Inversion of Control? Чем отличается библиотека (library) от каркаса (framework)? Можно ли следовать принципу Inversion of Control и при этом не использовать Factory Method, Inversion of Control Container и Dependency Injection?

Ключевые слова: Inversion of Control; Inversion of Control Container; Dependency Injection; Factory Method; Design patterns


09. 01.2011

Шаблоны проектирования. История успеха



Аннотация: В статье рассматривается история шаблонов проектирования, от момента их зарождения в конце 1980-х годов, до сегодняшних дней.

Ключевые слова: Шаблоны проектирования; история; ООП


23.05.2005

R# – метапрограммирование в .NET



Аннотация: В рассказывается, что такое мета-программирование, зачем оно нужно, а так же рассказывается о проекте R# открывающего мир мета-программирования для пользователей .NET и C#.

Ключевые слова: R#

Обобщенный Model-View-Controller


23.03.2007

Обобщенный Model-View-Controller



Аннотация: В статье рассматривается вариант реализации шаблона проектирования Model-View-Controller в виде каркаса приложения на основе обобщенного программирования языков Java и C#. В описании предлагаемого решения, кроме того, будут рассмотрены шаблоны проектирования Mediator, Observer и Command и показаны варианты их применения в рассматриваемой реализации Model-View-Controller. Предполагается наличие у читателя знания базовых шаблонов проектирования, языка UML, диаграммами которого будут сопровождаться описания, а также одного из указанных языков программирования.

Ключевые слова: generic,mvc,java,.net,c#,mediator,observer,command,swt,windows forms,asp.net


26.04.2009

Обобщенный Model-View-Controller



Аннотация: Статья продолжает одноименный материал, опубликованный ранее, рассмотрением ошибок, допущенных в реализации обобщенного Model-View-Controller. Вместе с тем работа рассматривает общие проблемы и решения в области безопасного программирования, в частности: потоковую безопасность, ликвидацию утечки памяти, безопасность инициализации и защитное программирование на основе контрактных спецификаций – поэтому предполагается, что статья будет интересна всем, кто заинтересован в повышении качества своих приложений. В описании приводятся реализации шаблонов проектирования Observer, Command, Model-View-Presenter. Примеры построены на модульном тестировании и используют аспектно-ориентированное программирование. Предполагается наличие у читателя знания языка программирования Java 5 и модульного тестирования на основе платформы JUnit.

Ключевые слова: generic,mvc,java,junit,tdd,thread safety,memory leaks,weak reference,safe construction,concurrent,atomic,cas,observer,mvp,command,aop,aspectj,dbc,annotation,oval

Spring. Все паттерны проектирования | Техническая литература

Содержание

Глава 1. Знакомство с Spring Framework 5.0 и паттернами проектирования 18
Знакомство с фреймворком Spring 18
Упрощение разработки приложений благодаря применению Spring и паттернов 20
Использование широчайших возможностей паттерна POJO 21
Внедрение зависимостей между POJO 22
Использование паттерна внедрения зависимостей для зависимых компонентов 25
Применение объектов для сквозных задач 29
Применение шаблонов для устранения стереотипного кода 33
Использование контейнеров Spring для управления компонентами с помощью паттерна «Фабрика» 36
Фабрики компонентов 36
Контексты приложений 37
Создание контейнера с контекстом приложения 37
Жизнь компонента в контейнере 38
Модули фреймворка Spring 40
Core Container Spring 41
Модуль AOP 42
Spring DAO — доступ к данным и интеграция 42
ORM 42
Web MVC 42
Новые возможности Spring Framework 5. 0 43
Резюме 44

Глава 2. Обзор паттернов проектирования GoF: базовые паттерны проектирования 45
Возможности паттернов проектирования 46
Обзор часто используемых паттернов проектирования GoF 47
Порождающие паттерны проектирования 48
Паттерн проектирования «Фабрика» 49
Паттерн проектирования «Абстрактная фабрика» 52
Паттерн проектирования «Одиночка» 58
Паттерн проектирования «Прототип» 60
Паттерн проектирования «Строитель» 63
Резюме 66

Глава 3. Соображения по поводу структурных и поведенческих паттернов 68
Базовые паттерны проектирования 68
Структурные паттерны проектирования 69
Поведенческие паттерны проектирования 94
Паттерны проектирования J2EE 103
Резюме 104
Alt-txt
Глава 4. Связывание компонентов с помощью паттерна внедрения зависимостей 105
Паттерн внедрения зависимостей 106
Решение проблем с помощью паттерна внедрения зависимостей 106
Виды внедрения зависимостей 111
Внедрение зависимостей через конструктор 111
Внедрение зависимости через сеттер 113
Сравнение внедрений через конструктор и сеттер, а также рекомендуемые практики 115
Описание конфигурации паттерна внедрения зависимостей с помощью Spring 115
Использование паттерна внедрения зависимостей с Java-конфигурацией 117
Создание класса Java-конфигурации: AppConfig.java 117
Объявления компонентов Spring в классе конфигурации 117
Внедрение компонентов Spring 118
Оптимальный подход к настройке паттерна внедрения зависимостей с помощью Java 119
Использование паттерна внедрения зависимостей с XML-конфигурацией 120
Создание файла XML-конфигурации 120
Объявление компонентов Spring в XML-файле 121
Внедрение компонентов Spring 121
Использование паттерна внедрения зависимостей с конфигурацией на основе аннотаций 124
Что такое стереотипные аннотации 124
Автосвязывание зависимостей и неоднозначности 131
Рекомендуемые практики для конфигураций паттерна DI 135
Резюме 137

Глава 5. Жизненный цикл компонентов и используемые паттерны 138
Жизненный цикл компонента Spring и его фазы 139
Фаза инициализации 140
Фаза использования компонентов 150
Фаза уничтожения компонента 151
8 Оглавление
Области видимости компонентов 153
Одиночная область видимости 154
Прототипная область видимости компонента 155
Сеансовая область видимости компонента 155
Запросная область видимости компонента 155
Другие области видимости в Spring 156
Резюме 158

Глава 6. Аспектно-ориентированное программирование в Spring с помощью
паттернов «Заместитель» и «Декоратор» 159
Паттерн «Заместитель» в Spring 160
Что такое сквозная функциональность 162
Что такое аспектно-ориентированное программирование 162
Проблемы, решаемые с помощью AOP 163
Как AOP решает проблемы 166
Основные понятия и терминология AOP 167
Совет 167
Точка соединения 168
Срез 169
Аспект 169
Вплетение 169
Задание срезов 170
Создание аспектов 172
Реализация советов 174
Тип совета: до 174
Тип совета: после возврата 175
Тип совета: после исключения 176
Тип совета: после 177
Тип совета: везде 178
Описание аспектов с помощью XML-конфигурации 180
AOP-прокси 181
Резюме 183

Глава 7. Доступ к базе данных с помощью фреймворка Spring
и JDBC-реализаций паттерна «Шаблонный метод» 184
Оптимальный подход к проектированию доступа к данным 185
Задача управления ресурсами 187
Реализация паттерна проектирования «Шаблонный метод» 188
Настройка источника данных и паттерн «Пул объектов» 192
Задание настроек источника данных с помощью JDBC-драйвера 193
Конфигурирование источника данных с помощью пула соединений 194
Реализация паттерна «Строитель» для создания встроенного источника данных 196
Абстрагирование доступа к базе данных с помощью паттерна DAO 196
Реализация паттерна DAO с помощью фреймворка Spring 197
Работа с JdbcTemplate 198
Когда использовать JdbcTemplate 199
Рекомендуемые практики JDBC и настройки JdbcTemplate 204
Резюме 205

Глава 8. Доступ к базе данных с помощью паттернов ORM и транзакций 206
Фреймворки ORM и используемые в них паттерны 207
Управление ресурсами и транзакциями 209
Единообразная обработка и трансляция исключений 209
Паттерн «Объект доступа к данным» 210
Создание объектов DAO в Spring с помощью паттерна проектирования «Фабрика» 211
Паттерн «Отображение данных» 212
Паттерн «Модель предметной области» 213
Прокси для паттерна «Отложенная загрузка» 214
Паттерн «Шаблонный метод» для поддержки Hibernate в Spring 214
Интеграция Hibernate со Spring 214
Задание настроек объекта SessionFactory фреймворка Hibernate в контейнере Spring 214
Реализация объектов DAO на основе простого API Hibernate 216
Стратегии управления транзакциями в Spring 217
Декларативное задание границ и реализация транзакций 219
Развертывание диспетчера транзакций 220
Программное задание границ и реализация транзакций 223
Рекомендуемые практики для ORM Spring и модуля транзакций приложения 225
Резюме 226

Глава 9. Улучшение производительности приложения с помощью паттернов кэширования 227
Что такое кэш 228
Абстракция кэша 228
Включение возможности кэширования посредством паттерна «Заместитель» 229
Включение прокси для кэширования с помощью аннотаций 230
Включение прокси для кэширования с помощью пространства имен XML 231
Декларативное кэширование с помощью аннотаций 232
Аннотация @Cacheable 232
Аннотация @CachePut 233
Аннотация @CacheEvict 235
Аннотация @Caching 236
Аннотация @CacheConfig 236
Декларативное кэширование с помощью XML 237
Настройка хранилища кэша 240
Сторонние диспетчеры кэша 240
EhCache 240
XML-конфигурация 241
Создание пользовательских аннотаций кэширования 242
Лучшие рекомендуемые практики для веб-приложений 242
Резюме 244

Глава 10. Реализация паттерна MVC в веб-приложениях с помощью фреймворка Spring 245
Реализация паттерна MVC в веб-приложении 246
Архитектура «Модель 2» паттерна MVC в Spring 247
Паттерн проектирования «Единая точка входа» 248
Включение возможностей MVC Spring 257
Реализация контроллеров 259
Отображение запросов с помощью аннотации @RequestMapping 260
Передача данных модели представлению 264
Принятие параметров запроса 265
Обработка форм веб-страницы 268
Реализация контроллера обработки форм 270
Привязка данных с помощью паттерна проектирования «Команда» 272
Проверка корректности входных параметров форм 275
Реализация компонента «Представление» в паттерне MVC 277
Описание арбитра представлений в MVC Spring 278
Паттерн «Вспомогательный компонент представления» 281
Паттерн «Составное представление» и использование арбитра представлений фреймворка Apache Tiles 283
Рекомендуемые практики проектирования веб-приложений 285
Резюме 286

Глава 11. Реализация реактивных паттернов проектирования 288
Изменение требований к приложениям с течением времени 288
Паттерн «Реактивность» 290
Отличительные признаки паттерна «Реактивность» 290
Блокирующие вызовы 296
Неблокирующие вызовы 296
Контроль обратного потока данных 297
Реализация реактивности с помощью фреймворка Spring 5.0 298
Реактивный веб-модуль Spring 299
Реализация реактивного веб-приложения на стороне сервера 300
Модель программирования на основе аннотаций 301
Функциональная модель программирования 303
Реализация реактивного приложения на стороне клиента 308
Преобразование типов тела запроса и ответа 310
Резюме 311

Глава 12. Реализация конкурентных паттернов 312
Паттерн «Активный объект» 313
Паттерн проектирования «Монитор» 314
Паттерны «Полусинхронность» и «Полуасинхронность» 315
Паттерн «Ведущий/ведомые» 316
Паттерн «Реактор» 317
Паттерн «Локальная память потока выполнения» 319

НОУ ИНТУИТ | Лекция | Порождающие шаблоны проектирования

Аннотация: Сегодня мы перейдем к освоению группы порождающих шаблонов проектирования информационных систем. В основные обязанности шаблонов этой группы входит работа по созданию, изменению и управлению объектами информационной системы.
Эту группу шаблонов будет логичным сравнить с инкубатором или заведением, востребованным в сфере высшего образования, которое готовит качественные кадры для решения задач, возникающих перед компаниями повелению современного информационного рынка.
Специфика паттернов этой группы состоит в том, что они полностью абстрагируют процесс создания информационных объектов. Они позволяют сделать систему независимой от способа создания, композиции и представления объектов. При реализации шаблонов этой группы широко используется наследование, чтобы изменять наследуемый класс.
Данная группа шаблонов является последней группой в приведенной нами классификации. По сути, в этой главе мы закончим рассматривать паттерны и приведем данные для окончательного формирования представления о шаблонах проектирования.

Введение

Каждая информационная система оперирует множеством различных информационных компонентов. Взаимодействуя, компоненты определяют сложность системы и ее значимость.Но сложность определяется не столько количеством взаимодействий между различными частями информационной системы, сколько количеством объектов, порождаемых системой в ходе активных фаз ее жизненного цикла. Любая современная «авторитетная» корпоративная информационная учетная система насчитывает и поддерживает не один миллион порожденных ею объектов. А на вопрос, как это делать с наименьшими потерями для ресурсов системы, отвечают порождающие шаблоны проектирования.

Порождающие шаблоны предоставляют механизмы инициализации, позволяя создавать объекты удобным способом для конкретного случая.

Порождающие шаблоны описывают механизм создания объекта и пытаются создать их в порядке, подходящем к условиям определенной ситуации.

Реализация шаблонов этой группы подразумевает создание механизмов, которые смогут отвечать за удобное и безопасное порождение новых объектов или даже целых семейств объектов.

Порождающие шаблоны

Порождающие шаблоны проектирования решают задачу «простого» создания объекта без увеличения сложности структуры программного обеспечения.Решение выполняется за счет определенных механизмов контроля процесса создания объектов.

Эти шаблоны выходят на первый план, когда успех программного продукта в большей степени зависит от композиции информационных объектов, чем от ее классов. Основной акцент жизнедеятельности таких систем делается на определение ограниченного набора фундаментальных функций, с помощью сочетания которых можно получать более сложные функции.

Единственная информация об объектах, которая должна быть известна,–это интерфейсы, определенные с помощью абстрактных классов.

Это приводит к тому, что порождающие шаблоны обеспечивают большую гибкость при решении вопроса о том, что создается, кто это создает, как и когда. Можно собрать систему из «готовых» объектов с самой различной структурой и функциональностью статически (на этапе компиляции) или динамически (во время выполнения).

Все представители группы порождающих паттернов тесно связаны между собой.Их рассмотрение и изучение нужно проводить совместно, оценивая по ходу преимущества и недостатки каждого из них.

Очень часто возникают ситуации, когда целесообразно использовать несколько шаблонов одновременно для решения одной задачи. В таких случаях они дополняют друг друга (применяя шаблон проектирования «Строитель», можно использовать и другие шаблоны для решения задачи реализации его компонентов).

Абстрактная фабрика

В условиях, когда требуется создать семейство взаимосвязанных или взаимозависимых объектов,не определяя при этом для них конкретных классов, наиболее очевидным решением будет реализация абстрактного класса, в котором должен быть объявлен интерфейс для создания конкретных классов.

«Банда четырех» определяет назначение шаблона «Абстрактная фабрика» как «предоставление интерфейса для создания семейств связанных между собой или зависимых друг от друга объектов без указания их конкретных классов».

Шаблон, который описывает решение задачи создания объектов путем их инициализации в классе общего назначения, носит название «Абстрактная фабрика».

Необходимое решение достигается путем координации процесса создания объектов, в котором помимо конкретных интерфейсов должны быть определены правила создания тех или иных семейств объектов.

Основными недостатками этого шаблона является то, что интерфейс абстрактной фабрики фиксирует набор объектов, которые можно создать. Последующая возможная модернизация, подразумевающая включение новых объектов,– зачастую затруднительная и ресурсоемкая операция.

Взамен обозначенных моментов моно получить следующие преимущества:

  1. Скрываются реализации конкретных классов:
  • Шаблон помогает контролировать классы объектов, создаваемых приложением.
  • Свободная замена семейства продуктов:
    • Класс «Конкретной фабрики» появляется в приложении только один раз– при инстанциировании. Это облегчает замену используемой приложением «Конкретной фабрики». Приложение может изменить конфигурацию продуктов, просто подставив новую «Конкретную фабрику». Поскольку «Абстрактная фабрика» создает все семейство продуктов, то и заменяется сразу все семейство.
  • Гарантия использования только одного вида продуктов:
    • Если продукты некоторого семейства спроектированы для совместного использования, то важно, чтобы приложение в каждый момент времени работало только с продуктами единственного семейства.

    Шаблон «Абстрактная фабрика» применяется, когда необходимо координировать создание информационных объектов. Главным его качеством является то, что он позволяет отделить реализацию создания экземпляров объектов от объекта, который будет использовать эти экземпляры.

    Для того чтобы реализация «Абстрактной фабрики» была выполнена, необходимо следовать следующим рекомендациям:

    • Однозначно идентифицируйте правила создания экземпляров.
    • Определите абстрактный класс с интерфейсом, включающим отдельный метод для каждого из классов, экземпляры которых должны быть созданы.
    • Для каждого семейства создайте конкретные классы, производные отданного абстрактного класса.
    • Использующий экземпляры объект должен обращаться к «Абстрактной фабрике» для создания требуемых экземпляров.

    шаблонов дизайна | Набор 1 (Введение)

    Шаблоны проектирования | Набор 1 (Введение)

    Шаблон проектирования обеспечивает общее решение многократного использования для общих проблем, возникающих при разработке программного обеспечения. Шаблон обычно показывает отношения и взаимодействия между классами или объектами. Идея состоит в том, чтобы ускорить процесс разработки, предоставив хорошо протестированную и проверенную парадигму разработки / проектирования. Шаблоны проектирования — это независимые от языка программирования стратегии решения общей проблемы.Это означает, что шаблон проектирования представляет собой идею, а не конкретную реализацию. Используя шаблоны проектирования, вы можете сделать свой код более гибким, многоразовым и поддерживаемым.

    Не обязательно всегда внедрять шаблоны проектирования в свой проект. Шаблоны проектирования не предназначены для разработки проектов. Шаблоны проектирования предназначены для решения общих проблем. Когда возникает необходимость, вы должны реализовать подходящий шаблон, чтобы избежать таких проблем в будущем. Чтобы узнать, какой узор использовать.Вам просто нужно попытаться понять шаблоны проектирования и их цели. Только тогда вы сможете выбрать подходящий.

    Цель:
    Понять назначение и использование каждого шаблона проектирования. Таким образом, вы сможете выбрать и реализовать правильный шаблон по мере необходимости.

    Пример:
    Например, во многих реальных ситуациях мы хотим создать только один экземпляр класса. Например, одновременно может быть только один действующий президент страны независимо от личности.Этот паттерн называется паттерном Singleton. Другими примерами программного обеспечения может быть одно соединение с БД, совместно используемое несколькими объектами, поскольку создание отдельного соединения с БД для каждого объекта будет дорогостоящим. Точно так же в приложении может быть один диспетчер конфигурации или диспетчер ошибок, который обрабатывает все проблемы, а не создает несколько диспетчеров.

    Типы шаблонов проектирования
    В основном существует три типа шаблонов проектирования:

    1. Создание
      Все эти шаблоны проектирования предназначены для создания экземпляров классов или объектов.Эти шаблоны могут быть далее разделены на шаблоны создания классов и шаблоны создания объектов. В то время как шаблоны создания классов эффективно используют наследование в процессе создания экземпляров, шаблоны создания объектов эффективно используют делегирование для выполнения работы. Шаблоны проектирования

      Creation — это метод фабрики , абстрактная фабрика, построитель, синглтон, пул объектов и прототип.

      Пример использования шаблона творческого проектирования —
      1) Предположим, что разработчик хочет создать простой класс DBConnection для подключения к базе данных и хочет получить доступ к базе данных в нескольких местах из кода, обычно разработчик создает экземпляр класса DBConnection и использовать его для выполнения операций с базой данных везде, где это необходимо.Это приводит к созданию нескольких подключений из базы данных, поскольку каждый экземпляр класса DBConnection будет иметь отдельное подключение к базе данных. Чтобы справиться с этим, мы создаем класс DBConnection как одноэлементный класс, так что создается только один экземпляр DBConnection и устанавливается одно соединение. Поскольку мы можем управлять подключением к БД через один экземпляр, чтобы мы могли контролировать баланс нагрузки, ненужные подключения и т. Д.

      2) Предположим, вы хотите создать несколько экземпляров аналогичного типа и хотите добиться слабой связи, тогда вы можете использовать шаблон Factory.Класс, реализующий шаблон проектирования фабрики, работает как мост между несколькими классами. Рассмотрим пример использования нескольких серверов баз данных, таких как SQL Server и Oracle. Если вы разрабатываете приложение, использующее базу данных SQL Server в качестве серверной части, но в будущем вам потребуется изменить базу данных на Oracle, вам нужно будет изменить весь свой код, чтобы шаблоны проектирования фабрики сохраняли слабую связь и простую реализацию, мы должны перейти на фабрику для достижение слабой связи и создание объекта подобного типа.

    2. Структурный
      Эти шаблоны проектирования предназначены для организации различных классов и объектов для формирования более крупных структур и обеспечения новой функциональности.

      Структурные шаблоны проектирования: Адаптер, Мост, Составной, Декоратор, Фасад, Легковес, Данные частного класса и Прокси.

      Пример использования шаблона структурного проектирования —

      1) Когда 2 интерфейса несовместимы друг с другом и хотят установить связь между ними через адаптер, это называется шаблоном проектирования адаптера.Шаблон адаптера преобразует интерфейс класса в другой интерфейс или класс, который ожидает клиент, то есть адаптер позволяет классам работать вместе, что иначе было бы невозможно из-за несовместимости. поэтому в таких несовместимых сценариях мы можем использовать шаблон адаптера.

    3. Поведенческие
      Поведенческие шаблоны предназначены для идентификации общих шаблонов связи между объектами и реализации этих шаблонов.

      Поведенческие шаблоны: Цепочка ответственности, Команда, Интерпретатор, Итератор, Посредник, Мементо, Нулевой объект, Наблюдатель, Состояние, Стратегия, Метод шаблона, Посетитель

      Вариант использования шаблона поведенческого проектирования —

      1) Шаблон шаблона определяет каркас алгоритма в операции, откладывающей некоторые шаги для подклассов, метод Template позволяет подклассам переопределять определенные шаги алгоритма без изменения структуры алгоритма.Например, в вашем проекте вы хотите, чтобы поведение модуля могло расширяться, чтобы мы могли заставить модуль вести себя по-новому и по-разному по мере изменения требований приложения или для удовлетворения потребностей новых приложений. Однако никому не разрешается вносить в исходный код изменения, то есть вы можете добавлять, но не можете изменять структуру в тех сценариях, в которых разработчик может подойти к шаблону проектирования шаблона.

    Ссылки:
    https: // sourcemaking.com / design_patterns
    https://sourcemaking.com/design_patterns/singleton

    Авторы этой статьи: Abhijit Saha и Tanuja Praharaj . Пожалуйста, напишите комментарии, если вы обнаружите что-то неправильное, или вы хотите поделиться дополнительной информацией по теме, обсужденной выше.

    Три типа шаблонов проектирования (поведенческие, творческие, структурные)

    Урок 6 Три типа шаблонов проектирования:
    Цель Различать поведенческие, творческие и структурные шаблоны проектирования.

    Три типа шаблонов дизайна

    GofPatterns

    Паттерны проектирования делятся на три основные группы:

    1. Поведенческий,
    2. Creational и
    3. Строительный

    Модели поведения

    Поведенческие паттерны описывают взаимодействие между объектами и сосредотачиваются на том, как объекты общаются друг с другом.
    Они могут свести сложные блок-схемы к простым взаимосвязям между объектами различных классов. Поведенческие шаблоны также используются для создания алгоритма использования класса просто еще одного параметра, который настраивается во время выполнения.
    Поведенческие шаблоны связаны с алгоритмами и распределением ответственности между объектами. Паттерны поведения описывают не только паттерны объектов или классов, но и паттерны взаимодействия между ними.
    Эти шаблоны характеризуют сложный поток управления, которому трудно следовать во время выполнения. Они отвлекают вас от потока управления, чтобы вы могли сосредоточиться только на том, как объекты взаимосвязаны.
    Шаблоны поведенческих классов используют наследование для распределения поведения между классами.
    Шаблонный метод является более простым и распространенным из двух. Шаблонный метод — это абстрактное определение алгоритма. Он шаг за шагом определяет алгоритм. Каждый шаг вызывает либо абстрактную операцию, либо примитивную операцию.
    Подкласс конкретизирует алгоритм, определяя абстрактные операции. Другой шаблон поведенческого класса — это шаблон интерпретатора, который представляет грамматику как иерархию классов и реализует интерпретатор как операцию над экземплярами этих классов.

    Выкройки

    Шаблоны создания используются для создания объектов для подходящего класса, который служит решением проблемы. Обычно, когда доступны экземпляры нескольких разных классов.
    Они особенно полезны, когда вы пользуетесь
    Полиморфизм и нужно выбирать между разными классами во время выполнения, а не во время компиляции.

    Три типа шаблонов проектирования

    Шаблоны создания поддерживают создание объектов в системе.Шаблоны создания позволяют создавать объекты в системе без необходимости идентифицировать конкретный тип класса в коде, поэтому вам не нужно писать большой и сложный код для создания экземпляра объекта.
    Это достигается за счет того, что подкласс класса создает объекты. Однако это может ограничить тип или количество объектов, которые могут быть созданы в системе.

    Структурные образцы

    Структурные образцы образуют более крупные конструкции из отдельных частей, как правило, разных классов.
    Структурные образцы сильно различаются в зависимости от того, какая структура создается для какой цели.

    Структурные шаблоны связаны с тем, как классы и объекты составляются для образования более крупных структур.
    Шаблоны структурных классов используют наследование для создания интерфейсов или реализаций. В качестве простого примера рассмотрим, как множественное наследование объединяет два или более классов в один. В результате получается класс, сочетающий свойства своих родительских классов.Этот шаблон особенно полезен для совместной работы независимо разработанных библиотек классов.

    Другой пример — форма класса
    Шаблон адаптера .
    В общем, адаптер заставляет один интерфейс (адаптируемого) соответствовать другому, тем самым обеспечивая единообразную абстракцию различных интерфейсов. Адаптер класса выполняет это путем частного наследования от адаптируемого класса.
    Затем адаптер выражает свой интерфейс в терминах адаптера.

    базовых шаблонов дизайна — скотч.io

    «Один из наиболее важных аспектов написания поддерживаемого кода — это возможность замечать повторяющиеся темы в этом коде и оптимизировать их. Это область, где знание шаблонов проектирования может оказаться бесценным». — Адди Османи

    Несмотря на то, что мы можем решать проблемы при написании нашего JavaScript, это также может привести к проблемам, если мы используем неправильные шаблоны проектирования или не сможем правильно реализовать правильный шаблон.

    Разработчики, как правило, используют новейшие фреймворки и библиотеки для создания веб-приложений и объединяют две или более из этих библиотек в одном проекте, часто забывая об основных идеях, лежащих в основе создания этих библиотек.

    Шаблоны проектирования похожи на схемы того, как решить проблему в разработке программного обеспечения. Они структурированы с учетом передовых методов, которые помогают обеспечить стабильность и, во многих случаях, безопасность наших веб-приложений. Поскольку JavaScript не является традиционным языком объектно-ориентированного программирования, обнаружение шаблонов проектирования может быть трудным, но не невозможным.

    В этой статье мы обсудим различные шаблоны проектирования, а также то, как лучше всего их реализовать. Для краткости мы будем говорить только о пяти наиболее часто используемых паттернах.Вы можете узнать больше о других шаблонах проектирования здесь.

    В разработке программного обеспечения существует множество шаблонов проектирования. Эти узоры сгруппированы под тремя зонтиками, которые мы кратко объясним ниже:

    1. Шаблоны создания : Эти типы шаблонов сосредоточены на способах создания объектов. При создании объектов в больших приложениях всегда присутствует тенденция усложнять вещи. Шаблоны творческого проектирования решают эту проблему, управляя созданием объекта.

    2. Структурные шаблоны : Структурные шаблоны предоставляют способы управления отношениями между объектами, а также создания структуры классов. Один из способов достижения этого — использование наследования и композиции для создания большого объекта из маленьких объектов.

    3. Паттерны поведения : Паттерны поведения — это паттерны, ориентированные на взаимодействие между объектами. Если шаблоны создания описывают момент времени, а структурные шаблоны описывают более или менее статическую структуру, шаблоны поведения описывают процесс или поток.

      Изучите Tailwind CSS с нуля

    Модуль

    Очень часто используемый при разработке программного обеспечения шаблон модуля можно рассматривать как выражение немедленного вызова функции (IIFE).

      (функция () {
    
      
    
    }) ();  

    Весь код модуля существует в закрытии. Переменные импортируются путем передачи значений во время выполнения функции и экспортируются (выставляются) путем возврата объекта. Модули полезны в системах, которые превышают использование JavaScript для одной функции, поскольку они помогают поддерживать чистоту вашего глобального пространства имен, а также сохранять ваши функции импортируемыми и экспортируемыми.

    Пример реализуемого модуля показан ниже:

      const options = {
      имя пользователя: 'abcd',
      сервер: '127.0.0.1'
    };
    
    const ConfigObject = (функция (параметры) {
    
      
      
      возвращаться {
        логин: логин
      };
    
      const username = params.username || '',
        server = params.server || '',
        пароль = params.password || '';
    
      function checkPassword () {
        if (this.password === '') {
          console.log («без пароля!»);
          вернуть ложь;
        }
    
        вернуть истину;
      }
    
      function checkUsername () {
        если это.имя пользователя === '') {
          console.log ('без имени пользователя!');
          вернуть ложь;
        }
    
        вернуть истину;
      }
    
      function login () {
        if (checkPassword () && checkUsername ()) {
          
        }
      }
    
    })(опции);  

    Обратите внимание, как значения имя пользователя и сервер , а также пароль постоянно импортируются и экспортируются? Использование модулей гарантирует чистую архитектуру, которая сделает ваш код более читабельным и вызовет меньше ошибок, а также ошибок.

    Строитель

    Вы могли встретить шаблон строителя, даже не подозревая об этом.Шаблон построителя позволяет нам создавать объекты без необходимости создавать объект, все, что нам нужно сделать, это указать тип и содержимое объекта. Он направлен на отделение конструкции объекта от его представления. Давайте изучим этот краткий пример шаблона построителя в jQuery:

    .

      const myDiv = $ ('
    Это div.
    '); const myText = $ ('

    '); const myInput = $ ('');

    В нашем первом примере мы передали элемент

    с некоторым содержимым.Во втором мы передали пустой тег

    , а в последнем мы передали элемент . Результат всех трех был одинаков: нам был возвращен объект jQuery, ссылающийся на узел DOM.

    Стоит отметить, что переменная $ принимает шаблон Builder в jQuery. В каждом примере объект JQuery DOM имеет доступ ко всем методам, предоставляемым библиотекой jQuery (например, .hide () и .show () ), но ни разу не был документом .createElement вызывается, потому что библиотека JS обрабатывает все это под капотом.

    Создание каждого элемента DOM и вставка в него содержимого было бы утомительным и трудоемким. Например, чтобы создать myDiv на простом JavaScript:

      const myDiv = document.createElement ('div');
    myDiv.id = 'myDiv';
    myDiv.innerText = 'Это div.';  

    Используя шаблон построителя, мы можем сосредоточиться на типе и содержании объекта, а не на его явном создании.

    Фасад

    Цель паттерна фасада — просто скрыть большую часть логики в одном простом вызове функции. Внутренние подпрограммы и уровни хорошо скрыты и вызываются через фасад, что делает этот шаблон безопасным, поскольку он никогда ничего не раскрывает разработчикам, работающим с ним. Возможно, вы использовали фасад, не зная. Посмотрите на пример ниже:

      $ (документ) .ready (функция () {
    
      
    
    });  

    Каждый раз, когда мы используем метод jQuery ready () , мы фактически реализуем фасад.Давайте посмотрим, что происходит каждый раз при вызове ready () . Вот код библиотеки jQuery для реализации .ready () :

      готово: (function () {
    
      ...
    
      
      if (document.addEventListener) {
        document.addEventListener ("DOMContentLoaded", idempotent_fn, ложь);
        ...
      }
    
      
      else if (document.attachEvent) {
    
        
        document.attachEvent ("onreadystatechange", idempotent_fn);
    
        
        window.attachEvent ("загрузка", idempotent_fn);
    
        ...
      }
    
    })  

    Чтобы гарантировать, что ready () запускается в надлежащее время, jQuery регулирует все несоответствия браузера и предоставляет разработчикам простой интерфейс. Mozilla, Opera и Webkit будут использовать событие DOMContentLoaded , в то время как IE имеет другую реализацию. Конечному пользователю не обязательно знать различия в браузерах. Они могут просто позвонить по номеру .ready () !

    Композиты

    Композиты — это объекты, состоящие из нескольких частей, составляющих единое целое.Этот единый объект служит точкой доступа для всех частей, что, значительно упрощая ситуацию, также может вводить в заблуждение, поскольку не существует неявного способа определить, сколько частей содержит составной элемент.

    Посмотрите этот пример составного шаблона jQuery:

      $ ('. MyList'). AddClass ('выбранный');
    $ ('# myItem'). addClass ('выбранный');
    
    
    $ ('# dataTable tbody tr'). on ('щелчок', функция (событие) {
      alert ($ (это) .text ());
    });
    
    $ ('# myButton'). on ('щелчок', функция (событие) {
      alert ("Нажал.");
    });  

    Как мы видим, jQuery использует составной шаблон, чтобы предоставить нам простой пользовательский интерфейс приложения. При использовании составного шаблона в JavaScript важно следить за тем, имеем ли мы дело с одним элементом или несколькими элементами, потому что, поскольку составной шаблон использует один и тот же интерфейс для обоих, мы можем принять один за другой и получить неожиданные ошибки. .

    Наблюдатель

    Шаблон проектирования наблюдателя реализует один объект, который поддерживает ссылку на коллекцию объектов и рассылает уведомления, когда происходит изменение состояния.Когда мы не хотим наблюдать за объектом, мы удаляем его из набора наблюдаемых объектов.

    Помимо того, что он хорошо разделяет объекты, которые продвигают более мелкие, повторно используемые компоненты, шаблон наблюдателя помогает нам точно определять зависимости и требует более глубокого понимания взаимосвязи между различными компонентами приложения.

    На следующей иллюстрации мы реализуем шаблон наблюдателя и будем использовать три метода:

    • publish (data) : Вызывается субъектом, когда у него есть уведомление о создании
    • подписаться (наблюдатель) : вызывается субъектом для добавления наблюдателя в свой список наблюдателей
    • отказаться от подписки (наблюдатель) : Вызывается субъектом для удаления наблюдателя из своего списка наблюдателей

    Большинство современных библиотек JavaScript поддерживают эти три метода как часть инфраструктуры настраиваемых событий.Обычно используются следующие методы:

    • по ()
    • прикрепить ()
    • триггер ()
    • пожар ()
    • выкл. ()
    • отсоединить ()
      var a = $ ({});
    $ .subscribe = a.on.bind (а);
    $ .unsubscribe = a.off.bind (а);
    $ .publish = a.trigger.bind (а);
    
    
    document.on ('recordsReceived', function (records) {
      
    
      $ .publish ('recordsShow', записи);
    });
    
    
    $.subscribe ('recordsShow', function () {
      
      ..
    
      
      $ .publish ('recordsDisplayed);
    });
    
    $ .subscribe ('recordsDisplayed, function () {
        ...
    });  

    Как видно выше, шаблон наблюдателя очень прост в реализации и очень эффективен. Поскольку он, естественно, основан на событиях, JavaScript хорошо подходит для использования этого шаблона. Пользователи должны быть осторожны, поскольку этот шаблон может создать проблемы, если задействовано много субъектов и наблюдателей.

    С учетом вышеперечисленных шаблонов дизайна будет справедливо сказать, что не существует идеального шаблона дизайна.Следует использовать несколько шаблонов проектирования, поскольку это поможет облегчить лучший подход к написанию веб-приложений. Если вы хотите узнать больше о шаблонах проектирования, «Learning JavaScript Design Patterns» Эдди Османи — очень хорошая книга, которую вы можете использовать.

    Понравилась эта статья?

    Подпишитесь на @codebeast в Twitter

    Паттернов проектирования

    Шаблоны проектирования — типичные решения распространенных проблем
    в разработке программного обеспечения.Каждый узор похож на план
    которые вы можете настроить для решения конкретной
    проблема дизайна в вашем коде.