Softverski obrasci i komponente

Strukturalni obrasci

Prof. dr Igor Dejanović (igord at uns ac rs)

Kreirano 2024-09-30 Mon 13:31, pritisni ESC za mapu, m za meni, Ctrl+Shift+F za pretragu

Sadržaj

1. Strukturalni softverski obrasci

Bave se udruživanjem objekata i klasa, korišćenjem nasleđivanja, kompozicije i delegacije, u cilju formiranja složenijih struktura.

2. Adapter

2.1. Adapter

  • Prilagođavamo komponentu čija nam je funkcionalnost potrebna ali njen interfejs ne odgovara našim zahtevima.
  • Npr. prilagođavanje COTS (Commercial Of-The-Shelf) komponenti našem sistemu ili prilagođavanje starih komponenti zahtevima novog sistema.
  • Kreiranje komponente tako da je moguće koristiti u različitim, unapred nepoznatim, scenarijima.
  • Poznat još i kao Wrapper.

2.2. Primer

Adapter-concrete.png

2.3. Struktura

Adapter-abstract.png

2.4. Dve verzije

  • Baziran na klasama i nasleđivanju – Klasa koja se adaptira se nasleđuje i klasa naslednica implementira odgovarajući interfejs.
  • Baziran na objektima i delegaciji – Objektu koji se adaptira se delegiraju pozivi od strane adapter objekta.

2.5. Napomene

  • Količina posla koju adapter radi varira od obične konverzije parametara i naziva metoda do podrške za potpuno drugačiji set operacija.
  • Izmenjivi adapteri (Pluggable adapters) – Kreiranje komponente tako da se unapred predvidi adaptacija objekata sa kojima treba da sarađuje iako unapred objekti i njihove klase nisu poznati. Primer TreeDisplay.1
  • E. Gamma, R. Helm, R. Johnson, and J. M. Vlissides, Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software, Addison-Wesley Professional, 1994

2.6. Primer - TreeDisplay

TreeDisplay.png

  • E. Gamma, R. Helm, R. Johnson, and J. M. Vlissides, Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software, Addison-Wesley Professional, 1994

3. Bridge

3.1. Bridge

Razdvajanje abstrakcije od implementacije tako da se mogu nezavisno menjati.

3.2. Primer problema

Bridge-concreteBad.png

3.3. Primena Bridge obrasca

Bridge-concreteGood.png

3.4. Struktura

Bridge-abstract.png

3.5. Kada korisititi

  • Kada želimo izbeći trajno vezivanje apstrakcije i implementacije. Na primer, ako je potrebna izmena implementacije u vreme izvršavanja aplikacije.
  • Kada želimo da omogućimo nezavisno proširenje apstrakcije i implementacije kroz nasleđivanje.
  • Kada imamo složene hijerarhije klasa kao što je pokazano u primeru.

3.6. Instanciranje konkretne implementacije

Odluka o instanciranju konkretne implementacije:

  • Konstruktor apstrakcije putem parametra (ako zna za sve implementacije).
  • Delegiranje nadležnosti drugom objektu – videti Factory Method - ukoliko je potrebno učiniti apstrakcije nesvesne konkretnih implementacija.

4. Composite

4.1. Composite

  • Kompozicija objekata u strukture oblika stabla.
  • Uniformno tretiranje prostih i složenih objekata.

4.2. Struktura obrasca

Composite-Abstract.png

4.3. Primer

Composite-Concrete.png

4.4. Napomena

GOF knjiga – metode za manipulaciju child elementima u Component abstraktnoj klasi.

4.5. Kada koristiti?

  • Ako želite da kreirate hijerarhije objekata tipa celina-deo.
  • Želite da klijent može da ignoriše razlike između kompozitnih i prostih objekata i tretira ih na uniforman način.

4.6. Demonstracija obrasca Composite na primeru u Javi

5. Decorator

5.1. Decorator

  • Dodavanje odgovornosti objektu dinamički.
  • Fleksibilna alternativa za nasleđivanje.
  • Po strukturi sličan Adapter obrascu ali ima drugu namenu.

5.2. Motivacija

Decorator-ConcreteBad.png

5.3. Primer

Decorator-ConcreteGood.png

5.4. Struktura obrasca

Decorator-Abstract.png

6. Proxy

6.1. Proxy

  • Posredovanje između objekta koji pruža servis i objekta koji koristi servis u cilju implementacije kontrole pristupa, transparentnog pristupa udaljenim objektima, AOP tehnika i sl.
  • Implementacija najčešće delegira pozive metoda objektu koji pruža
  • Klijent nije svestan da postoji posrednik između njega i objekta koji obezbeđuje servis.
  • Poznat i pod nazivom Surrogate.

6.2. Struktura obrasca

Proxy-Abstract.png

6.3. Kada se koristi?

  • Odlaganje skupe inicijalizacije objekta – virtuelni proksi (Virtual Proxy) ili lenji proxy (Lazy Proxy).
  • Pristup udaljenom objektu kao da je lokalni (upotrebom tehnologija za distribuirane objekte - CORBA, DCOM, RMI i sl.) – Remote Proxy.
  • Provera prava pristupa objektu – Protective Proxy.
  • Sinhronizacija pristupa (proveravanje da li je objekat zaključan prilikom pristupa), brojanje referenci (smart pointer), implementaciju AOP tehnika – Smart Proxy.

6.4. Primer - Lazy Proxy

Proxy-Concrete.png

6.5. Copy-On-Write optimizacija

  • Posebna vrsta lenjeg ili virtuelnog proksija.
  • Odlaganje kopiranja složenog objekta (videti Prototype obrazac) za trenutak kada se zatraži operacija modifikacije.
  • Potrebno brojanje referenci: svako kreiranje novog proxy-ja uvećava brojač referenci, svako stvarno kopiranje ciljnog objekta umanjuje brojač referenci. Kada brojač referenci postane 0 objekat se može ukloniti.

6.6. Demonstracija obrasca Proxy na primeru u Javi

7. Literatura

  • M. Grand, Patterns in Java: A Catalog of Reusable Design Patterns Illustrated with UML, John Wiley & Sons, Inc., vol. 1, 2002
  • E. Gamma, R. Helm, R. Johnson, and J. M. Vlissides, Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software, Addison-Wesley Professional, 1994