Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
паттерны проектирования 2.pptx
Содержание
- 1. паттерны проектирования 2.pptx
- 2. Prototype (Прототип)
- 3. Назначение паттерна «Прототип»Задает виды создаваемых объектов с
- 4. СтруктураClientOperation()PrototypeClone()Вернуть копию самого себяВернуть копию самого себяОбъявляет
- 5. Отношения между участниками паттернаКлиент обращается к прототипу, чтобы тот создал свою копию
- 6. Применимость паттерна «Прототип»Система не должна зависеть от
- 7. Преимущества использования паттерна «Прототип»Добавление и удаление продуктов
- 8. Преимущества использования паттерна «Прототип»Специфицирование новых объектов путем
- 9. Пример использования паттерна «Прототип»Палитра готовых фигур в
- 10. ИерархияАбстрактный прототипКонкретные прототипы
- 11. Исходный код прототиповclass CShape{protected: CShape(float l, float t,
- 12. Диспетчер прототипов фигурclass CShapeManager{public: void RegisterShapePrototype(std::string const& id,
- 13. Использование прототиповint main(int argc, char * argv[]){ CShapeManager
- 14. Недостатки паттерна прототипКаждый подкласс класса Prototype должен
- 15. Singleton (Одиночка)
- 16. Назначение паттерна «Одиночка»Гарантирует, что у класса есть
- 17. ПрименимостьДолжен быть ровно один экземпляр некоторого класса,
- 18. СтруктураSingletonstatic Instance()SingletonOperation()GetSingletonData()Определяет операцию Instance() (статический метод в
- 19. ОтношенияКлиенты получают доступ к экземпляру класса Singleton только через его операцию Instance
- 20. ДостоинстваКонтролируемый доступ к единственному экземпляруУменьшение числа имен
- 21. Простейшая реализацияtemplate class CSingleton : public boost::non_copyable{public: static
- 22. Thread-safe реализация паттерна «Одиночка»#include #include #include //
- 23. Пример использования#include #include #include // Warning: If
- 24. Особенности реализации паттерна «Одиночка» в C++В C++
- 25. Обсуждение порождающих паттернов
- 26. Способы параметризации системы классами создаваемых объектовПорождение подклассов,
- 27. Паттерн «Прототип»Лучше всего подходит для каркасов визуальных
- 28. Паттерн «Фабричный метод»В классе-наследнике требуется лишь переопределить
- 29. Абстрактная фабрика, прототип, строительПлюсы:Проекты, использующие данные паттерны, являются более гибкимиМинусы:Повышенная сложность
- 30. Структурные паттерны
- 31. Структурные паттерныОпределяют различные сложные структуры, изменяющие интерфейс
- 32. Адаптер (Adapter)
- 33. Паттерн AdapterПреобразует интерфейс одного класса в интерфейс
- 34. ПрименимостьНеобходимо использовать существующий класс, но его интерфейс
- 35. Структура адаптера классаClientTargetRequest()SpecificRequest()AdapteeSpecificRequest()(реализация)Определяет зависящий от предметной области
- 36. Структура адаптера объектовClientTargetRequest()adaptee->SpecificRequest()AdapteeSpecificRequest()adaptee
- 37. Отношения (адаптер класса)Адаптер класса адаптирует Adaptee к
- 38. Отношения (адаптер объектов)Позволяет одному адаптеру Adapter работать
- 39. Вопросы, которые необходимо иметь в видуОбъем работыЗависит
- 40. Реализация адаптеров классовВ C++ Adapter должен открыто
- 41. Пример – иерархия графических объектовclass CPoint{public: int x,
- 42. Решениеclass CPoint{public: … int x, int y};class CShape // целевой
- 43. Реализация сменных адаптеровЗадача – разработать компонент CTreeDisplay
- 44. Реализация сменных адаптеровШаг 1. Поиск «узкого» интерфейса
- 45. Подход 1 – «Использование абстрактных операций»Определим в
- 46. СтруктураCTreeDisplay (Client, Target)GetChildren(CNode)CreateGraphicNode(CNode)Display()BuildTree(Node n)DirectoryTreeDisplay (Adapter)GetChildren(Node)CreateGraphicNode(Node)CFileSystemEntity (Adaptee)GetChildren(n)Для каждого потомка { AddGraphicNode(CreateGraphicNode(child)) BuildTree(child)}
- 47. Подход 2 – «Использование объектов-уполномоченных»CTreeDisplay выполняет переадресацию
- 48. СтруктураCTreeDisplay (Client)SetDelegate(CTreeAccessorDelegate)Display()BuildTree(Node n)delegate->GetChildren(this, n)Для каждого потомка { AddGraphicNode( delegate->CreateGraphicNode(this, child)) BuildTree(child)}CTreeAccessorDelegate (Target)GetChildren(CTreeDisplay, Node)CreateGraphicNode(CTreeDisplay, Node)CDirectoryBrowser (Adapter)GetChildren(CTreeDisplay, Node)CreateGraphicNode(CTreeDisplay, Node)CreateFile()DeleteFile()CFileSystemEntity (Adaptee)delegate
- 49. Скачать презентанцию
Prototype (Прототип)
Слайды и текст этой презентации
Слайд 3Назначение паттерна «Прототип»
Задает виды создаваемых объектов с помощью экземпляра-прототипа и
создает новые объекты путем копирования этого прототипа
«Строителю» паттерн «Прототип» скрывает от клиента конкретные классы продуктов, уменьшая число известных клиенту имен
Слайд 4Структура
Client
Operation()
Prototype
Clone()
Вернуть копию самого себя
Вернуть копию самого себя
Объявляет интерфейс для клонирования
самого себя
Реализует операцию клонирования себя
Создает новый объект, обращаясь к прототипу
с запросом клонировать себя
Слайд 5Отношения между участниками паттерна
Клиент обращается к прототипу, чтобы тот создал
свою копию
Слайд 6Применимость паттерна «Прототип»
Система не должна зависеть от того, как в
ней создаются, компонуются и представляются продукты
Инстанцируемые классы определяются во время
выполненияНапример, с помощью динамической загрузки
Избежание построения иерархий классов или фабрик, параллельных иерархии классов продуктов
Экземпляры класса могут находиться в одном из не очень большого числа различных состояний
Может оказаться удобнее задать соответствующее число прототипов и клонировать их
Слайд 7Преимущества использования паттерна «Прототип»
Добавление и удаление продуктов во время выполнения
Клиенту
просто сообщается о новом экземпляре-прототипе
Спецификация новых объектов путем изменения значений
Склонированный
и слегка модифицированный экземпляр прототипа может быть также зарегистрирован в роли прототипа
Слайд 8Преимущества использования паттерна «Прототип»
Специфицирование новых объектов путем изменения структуры
Уменьшение числа
подклассов
Фабричный метод часто порождает иерархию классов «Создатель», параллельную иерархии классов
продуктовПаттерн «прототип» может клонировать прототип, а не запрашивать фабричный метод
Динамическое конфигурирование приложения
Динамически загружаемые классы прототипов регистрируют свои экземпляры в «диспетчере прототипов»
Слайд 9Пример использования паттерна «Прототип»
Палитра готовых фигур в программах вроде Microsoft
PowerPoint
Пользователь может создавать фигуры на основе имеющихся прототипов фигур
Количество прототипов
фигур потенциально может быть неограниченным
Слайд 11Исходный код прототипов
class CShape
{
protected:
CShape(float l, float t, float w, float
h)
{/*...*/}
public:
virtual ~CShape(){}
virtual CShape* Clone()const = 0;
float GetWidth()const{/*...*/}
float GetHeight()const{/*...*/}
float GetLeft()const{/*...*/}
float GetTop()const{/*...*/}
};
typedef
boost::shared_ptrclass CEllipse : public CShape
{
public:
CEllipse(float l, float t, float w, float h)
:CShape (l, t, w, h){/*...*/}
virtual CShape* Clone()const
{return new CEllipse(*this);}
};
class CRectangle : public CShape
{
public:
CRectangle(float l, float t, float w, float h)
:CShape (l, t, w, h){/*...*/}
virtual CShape* Clone()const
{
return new CRectangle(*this);
}
};
class CCallout : public CShape
{
public:
CCallout(float l, float t, float w, float h, float adjX, float adjY) :CShape (l, t, w, h){}
virtual CShape* Clone()const
{
return new CCallout(*this);
}
float GetAdjustmentPointX(){/*...*/}
float GetAdjustmentPointY(){/*...*/}
};
Слайд 12Диспетчер прототипов фигур
class CShapeManager
{
public:
void RegisterShapePrototype(std::string const& id, CShapePtr pShape)
{
m_prototypes[id] =
pShape;
}
CShapePtr CreateShape(std::string const& id)const
{
PrototypeMap::const_iterator it = m_prototypes.find(id);
if (it == m_prototypes.end())
{
throw
std::invalid_argument(“Unknown shape type");}
// создание фигуры на основе найденного прототипа
return CShapePtr(it->second->Clone());
}
private:
typedef std::map
PrototypeMap m_prototypes;
};
![Диспетчер прототипов фигурclass CShapeManager{public: void RegisterShapePrototype(std::string const& id, CShapePtr pShape) { m_prototypes[id] = pShape; } CShapePtr CreateShape(std::string const& id)const { PrototypeMap::const_iterator it = m_prototypes.find(id); if](/img/thumbs/afc7190461f40b8c2908af963a10e21d-800x.jpg "паттерны проектирования 2.pptx Диспетчер прототипов фигурclass CShapeManager{public: void RegisterShapePrototype(std::string const& id, CShapePtr pShape) { m_prototypes[id] = pShape; } CShapePtr")
Слайд 13Использование прототипов
int main(int argc, char * argv[])
{
CShapeManager shapes;
// регистрируем прототипы
фигур в менеджере прототипов при старте приложения
shapes.RegisterShapePrototype("Ellipse", CShapePtr(new CEllipse(0, 0,
10, 10)));shapes.RegisterShapePrototype("Rectangle", CShapePtr(new CRectangle(0, 0, 10, 10)));
shapes.RegisterShapePrototype("Callout", CShapePtr(new CCallout(0, 0, 10, 10, 5, 15)));
// ...
// создаем выноску при помощи диспетчера прототипов
std::string shapeType = “Callout”;
CShapePtr pShape = shapes.CreateShape(shapeType);
// ...
return 0;
}
![Использование прототиповint main(int argc, char * argv[]){ CShapeManager shapes; // регистрируем прототипы фигур в менеджере прототипов при старте приложения shapes.RegisterShapePrototype(](/img/thumbs/eb912f91c6c745a5ba08be589acf5f97-800x.jpg "паттерны проектирования 2.pptx Использование прототиповint main(int argc, char * argv[]){ CShapeManager shapes; // регистрируем прототипы фигур")
Слайд 14Недостатки паттерна прототип
Каждый подкласс класса Prototype должен реализовывать операцию Clone
Для
уже существующих классов реализация операции клонирования может быть проблематичной
В ряде
случаев задача «глубокого» клонирования может быть нетривиальнойВо внутреннем представлении объекта содержатся другие объекты
Внутри объекта присутствуют круговые ссылки.
Слайд 16Назначение паттерна «Одиночка»
Гарантирует, что у класса есть только один экземпляр,
и предоставляет к нему глобальную точку доступа
Приложению может потребоваться одна-единственная
фабрика компонентов пользовательского интерфейсаПриложению может потребоваться одна-единственная база данных
Слайд 17Применимость
Должен быть ровно один экземпляр некоторого класса, легко доступный всем
клиентам
Единственный экземпляр должен расширяться путем порождения подклассов, и клиентам нужно
иметь возможность работать с расширенным экземпляром без модификации своего кода
Слайд 18Структура
Singleton
static Instance()
SingletonOperation()
GetSingletonData()
Определяет операцию Instance() (статический метод в C++), которая позволяет
клиентам получать доступ к единственному экземпляру
Может нести ответственность за создание
собственного уникального экземпляраstatic uniqueInstance
singletonData
return uniqueInstance
Слайд 19Отношения
Клиенты получают доступ к экземпляру класса Singleton только через его
операцию Instance
Слайд 20Достоинства
Контролируемый доступ к единственному экземпляру
Уменьшение числа имен по сравнению с
глобальными переменными
Допускает уточнение операций и представления
От класса Singleton можно порождать
подклассыДопускает переменное число экземпляров
Необходимо лишь изменить операцию Instance
Большая гибкость, чем у статических функций класса
В C++ статические функции не могут быть виртуальными => нельзя использовать полиморфизм
Слайд 21Простейшая реализация
template class CSingleton : public boost::non_copyable
{
public:
static T& Instance()
{
//
у класса T есть конструктор по умолчанию
static T theSingleInstance;
return
theSingleInstance;}
};
class COnlyOne : public CSingleton
{
friend class CSingleton
COnlyOne(){} // закрытый конструктор по умолчанию
//.. интерфейс класса
};
int main()
{
COnlyOne & one = COnlyOne::Instance();
// использование экземпляра one
}
Слайд 22Thread-safe реализация паттерна «Одиночка»
#include
#include
#include
// Warning: If T's
constructor throws, instance() will return a null reference.
template class
CSingleton : private boost::noncopyable{
public:
static T& instance()
{
boost::call_once(init, flag);
return *t;
}
static void init() // never throws
{
t.reset(new T());
}
protected:
~CSingleton() {}
CSingleton() {}
private:
static boost::scoped_ptr
static boost::once_flag flag;
};
template
template
Слайд 23Пример использования
#include
#include
#include
// Warning: If T's constructor throws,
instance() will return a null reference.
template class Singleton :
private boost::noncopyable{
public:
static T& Instance()
{
boost::call_once(Init, flag);
return *t;
}
static void Init() // never throws
{
t.reset(new T());
}
protected:
~Singleton() {}
Singleton() {}
private:
static boost::scoped_ptr
static boost::once_flag flag;
};
template
template
class CMyClass : public CSingleton
{
friend class CSingleton
public:
void DoSomething()
{
std::cout << "Something";
}
private:
CMyClass();
};
void test()
{
CMyClass::Instance().DoSomething();
}
Слайд 24Особенности реализации паттерна «Одиночка» в C++
В C++ не определяется порядок
вызова конструкторов для глобальный объектов через границы единиц трансляции
Между одиночками
не может существовать никаких зависимостей
Слайд 26Способы параметризации системы классами создаваемых объектов
Порождение подклассов, от класса, создающего
объекты
Фабричный метод
Композиция объектов
Параметром системы является класс (фабричный объект), которому известно
о классах объектов-продуктовАбстрактная фабрика
Строитель
Прототип
Слайд 27Паттерн «Прототип»
Лучше всего подходит для каркасов визуальных графических редакторов
Сокращает число
подклассов, создающих объекты
Метод Clone() можно использовать также для создания дубликатов
объектов
Слайд 28Паттерн «Фабричный метод»
В классе-наследнике требуется лишь переопределить операцию инстанцирования продукта
Не
следует использовать, если инстанцируемый класс никогда не изменяется или инстанцирование
выполняется внутри операции, которую можно заместить в подклассах
Слайд 29Абстрактная фабрика, прототип, строитель
Плюсы:
Проекты, использующие данные паттерны, являются более гибкими
Минусы:
Повышенная
сложность
Слайд 31Структурные паттерны
Определяют различные сложные структуры, изменяющие интерфейс существующих объектов или
его реализацию
Адаптер (Adapter)
Мост (Bridge)
Компоновщик (Composite)
Декоратор (Decorator)
Фасад (Facade)
Приспособленец (Flyweight)
Заместитель (Proxy)
Слайд 33Паттерн Adapter
Преобразует интерфейс одного класса в интерфейс другого, который ожидают
клиенты
Обеспечивает совместную работу классов с несовместимыми интерфейсами, которая без него
была бы невозможнаАльтернативное название – Wrapper (Обертка)
Типы:
Адаптер класса
Адаптер объекта
Слайд 34Применимость
Необходимо использовать существующий класс, но его интерфейс не соответствует заданным
требованиям
Создание повторно используемого класса, который должен взаимодействовать с заранее неизвестными
или не связанными с ним классами, имеющими несовместимые интерфейсыИспользование нескольких существующих подклассов, приспосабливая интерфейс их общего родительского класса (только для адаптера объектов)
Слайд 35Структура адаптера класса
Client
Target
Request()
SpecificRequest()
Adaptee
SpecificRequest()
(реализация)
Определяет зависящий от предметной области интерфейс, которым пользуется
Client
Взаимодействует с объектами, удовлетворяющими интерфейсу Target
Определяет существующий интерфейс, который нуждается
в адаптацииАдаптирует интерфейс Adaptee к интерфейсу Target
Слайд 36Структура адаптера объектов
Client
Target
Request()
adaptee->SpecificRequest()
Adaptee
SpecificRequest()
adaptee
Слайд 37Отношения (адаптер класса)
Адаптер класса адаптирует Adaptee к Target, перепоручая действия
конкретному классу Adaptee
Этот паттерн не будет работать, если мы захотим
одновременно адаптировать класс и его подклассыПозволяет адаптеру Adapter заместить некоторые операции адаптируемого класса Adaptee
Вводит только один новый объект
Для того, чтобы добраться до адаптируемого класса, не нужно дополнительного обращения по указателю
Слайд 38Отношения (адаптер объектов)
Позволяет одному адаптеру Adapter работать со многими адаптируемыми
объектами Adaptee
С самим Adaptee и его подклассами при их наличии
Адаптер
может добавить новую функциональность сразу всем адаптируемым объектамЗатрудняет замещение операций класса Adaptee
Для этого необходимо породить от Adaptee подкласс и заставить Adapter ссылаться на этот подкласса, а не на сам Adaptee
Слайд 39Вопросы, которые необходимо иметь в виду
Объем работы
Зависит от того, насколько
сильно различаются интерфейсы целевого и адаптируемого классов
Сменные адаптеры
Решается путем адаптации
интерфейсовИспользование двусторонних адаптеров для обеспечения прозрачности
Полезны в тех случаях, когда необходимо клиенту необходимо видеть как адаптируемый, так и целевой объект
Слайд 40Реализация адаптеров классов
В C++ Adapter должен открыто наследоваться от Target
и закрыто – от Adaptee
Adapter – подтип Target, но не
Adapteeclass CTarget
{
public:
virtual void DoSomething() = 0;
};
class CAdaptee
{
public:
void DoSomethingGood();
};
class CAdapter : public CTarget, private CAdaptee
{
public:
virtual void DoSometing()
{
DoSomethingGood();
}
};
Слайд 41Пример – иерархия графических объектов
class CPoint
{
public:
int x, int y
};
class CShape
{
public:
virtual
void GetBoundingBox(CPoint & bottomLeft, CPoint & topRight)const
};
class CTextView
{
public:
int GetLeft()const;
int GetTop()const;
int
GetWidth()const;int GetHeight()const;
};
Задача – добавить в иерархию класс CTextShape (наследник CShape), используя функциональность класса CTextView
Слайд 42Решение
class CPoint
{
public:
…
int x, int y
};
class CShape // целевой объект
{
public:
virtual void GetBoundingBox(CPoint
& bottomLeft, CPoint & topRight)const;
};
class CTextView {…}; // адаптируемый класс
// адаптер
class
CTextShape : public CShape, private CTextView{
public:
virtual void GetBoundingBox(CPoint & bottomLeft, CPoint & topRight)const
{
bottomLeft.x = GetLeft();
bottomLeft.y = GetTop() + GetHeight();
topRight.x = GetLeft() + GetWidth();
topRight.y = GetTop();
}
};
Слайд 43Реализация сменных адаптеров
Задача – разработать компонент CTreeDisplay для визуализации древовидных
структур
Иерархии классов
Дерево папок
Иерархии живых организмов
Для разных типов структур нужны разные
операци доступа к потомкам:GetSubclasses для классов, GetSubdirectories для файловой системы, и т.п.
Компонент CTreeDisplay должен уметь отображать иерархии обоих видов даже если у них разные интерфейсы
Слайд 44Реализация сменных адаптеров
Шаг 1. Поиск «узкого» интерфейса для Adaptee
Наименьшее подмножество
операций, позволяющее выполнить адаптацию
Минимальный интерфейс для CTreeDisplay может включать всего
две операции Получить графическое представление узла
Доступ к потомкам узла
Шаг 2. Выбор одного из следующих подходов к реализации
Использование абстрактных операций
Использование объектов-уполномоченных
Слайд 45Подход 1 – «Использование абстрактных операций»
Определим в классе CTreeDisplay абстрактные
операции, соответствующие узкому интерфейсу класса Adaptee
Подклассы CTreeDisplay реализовывают данные операции
и адаптируют иерархически структурированный объектКласс CDirectoryTreeDisplay будет осуществлять доступ к структуре каталогов файловой системы
Класс CDirectoryTreeDisplay специализирует узкий интерфейс таким образом, чтобы он мог отображать структуру каталогов, составленную из объектов CFileSystemEntity
Слайд 46Структура
CTreeDisplay (Client, Target)
GetChildren(CNode)
CreateGraphicNode(CNode)
Display()
BuildTree(Node n)
DirectoryTreeDisplay (Adapter)
GetChildren(Node)
CreateGraphicNode(Node)
CFileSystemEntity (Adaptee)
GetChildren(n)
Для каждого потомка {
AddGraphicNode(CreateGraphicNode(child))
BuildTree(child)
}
Слайд 47Подход 2 – «Использование объектов-уполномоченных»
CTreeDisplay выполняет переадресацию запросов к иерархической
структуре объекту-уполномоченному
Узкий интерфейс объекта-уполномоченного (Целевой объект) помещается в абстрактный класс
CTreeAccessorDelegateКласс CDirectoryBrowser (Адаптер) наследуется от CTreeAccessorDelegate, реализуя абстрактные операции уполномоченного объекта
Слайд 48Структура
CTreeDisplay (Client)
SetDelegate(CTreeAccessorDelegate)
Display()
BuildTree(Node n)
delegate->GetChildren(this, n)
Для каждого потомка {
AddGraphicNode(
delegate->CreateGraphicNode(this, child))
BuildTree(child)
}
CTreeAccessorDelegate (Target)
GetChildren(CTreeDisplay, Node)
CreateGraphicNode(CTreeDisplay,
Node)
CDirectoryBrowser (Adapter)
GetChildren(CTreeDisplay, Node)
CreateGraphicNode(CTreeDisplay, Node)
CreateFile()
DeleteFile()
CFileSystemEntity (Adaptee)
delegate
