АФТИ ООП 2013-2014. Лекция II/08

Transcript

1. ОБЪЕКТНО- ОРИЕНТИРОВАННОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ Лекция № 2 / 8
 07.04.2014 г.
2. • Шаблоны порождения объектов. • Структурные шаблоны. • Поведенческие шаблоны.
3. ABSTRACT FACTORY • Абстрактная фабрика предоставляет интерфейс для создания семейств взаимосвязанных (взаимозависимых) объектов, не специфицируя их конкретных классов.
4. AbstractFactory ——————— createProductA() createProductB() ConcreteFactory1 ——————— createProductA() createProductB() ConcreteFactory2 ——————— createProductA() createProductB() AbstractProductA ProductA1 ProductA2 AbstractProductB ProductB1 ProductB2 Client
5. class Car { // AbstractProductA! public:! virtual void printName() = 0;! };! ! class Ford : public Car { // ProductA1! public:! virtual void printName() { cout << "Ford" << endl; }! };! ! class Toyota : public Car { // ProductA2! public:! virtual void printName() { cout << "Toyota" << endl; }! };!
6. class Engine { // AbstractProductB! public:! virtual void printPower() = 0;! };! ! class FordEngine : public Engine { // ProductB1! public:! virtual void printPower() {! cout << "Ford Engine 4.4" << endl;! }! };! ! class ToyotaEngine : public Engine { // ProductB2! public:! virtual void printPower() {! cout << "Toyota Engine 3.2" << endl;! }! };
7. class CarFactory { // AbstractFactory! public:! virtual Car *createCar() const = 0;! virtual Engine *createEngine() const = 0;! };! ! class FordFactory : public CarFactory { // ConcreteFactory1! public:! virtual Car *createCar() const {! return new Ford();! }! virtual Engine *createEngine() const {! return new FordEngine();! }! };! ! class ToyotaFactory : public CarFactory { // ConcreteFactory2! public:! virtual Car *createCar() const {! return new Toyota();! }! virtual Engine *createEngine() const {! return new ToyotaEngine();! }! };
8. void use(const CarFactory &f)! {! Car *myCar = f.createCar();! Engine *myEngine = f.createEngine();! ! myCar->printName();! myEngine->printPower();! ! delete myCar;! delete myEngine;! }! ! int main() {! ToyotaFactory toyotaFactory;! FordFactory fordFactory;! ! use(toyotaFactory);! use(fordFactory);! ! return 0;! }
9. • Изоляция конкретных классов (клиент их даже не видит). • Легкая замена одного семейства продуктов на другое. • Гарантированная сочетаемость продуктов. • Трудно добавить новый вид продуктов. • Фабрике хорошо быть одиночкой (Singleton).
11. BUILDER • Строитель — шаблон, порождающий объекты. • Конструирование сложного объекта отделяется от его представления. • В результате одного и того же процесса конструирования могут получаться различные представления.
12. Builder ——————— buildPartA() buildPartB() ConcreteBuilder1 ——————— buildPartA() buildPartB() Director ——————— construct() builder вызывает 
 builder.buildPartA() и 
 builder.buildPartB() Client Распорядитель Строитель ConcreteBuilder2 ——————— buildPartA() buildPartB()
13. struct Wheel {! int size;! };! ! struct Engine {! int horsepower;! };! ! struct Body {! enum { SUV, HATCHBACK, SEDAN } shape;! const string &toString();! };! ! struct Car {! Wheel *wheels[4];! Engine *engine;! Body *body;! ! void specifications() {! cout << "body:" << body->toString() << endl;! cout << "engine horsepower:" << engine->horsepower << endl;! cout << "tire size:" << wheels[0]->size << "'" << endl;! }! }; class Builder {! public:! virtual Wheel *getWheel() = 0;! virtual Engine *getEngine() = 0;! virtual Body *getBody() = 0;! };
14. class JeepBuilder : public Builder {! public:! Wheel *getWheel() {! Wheel *wheel = new Wheel();! wheel->size = 22;! return wheel;! }! ! Engine *getEngine() {! Engine *engine = new Engine();! engine->horsepower = 400;! return engine;! }! ! Body *getBody() {! Body *body = new Body();! body->shape = Body::SUV;! return body;! }! };
15. class NissanBuilder : public Builder {! public:! Wheel *getWheel() {! Wheel* wheel = new Wheel();! wheel->size = 16;! return wheel;! }! ! Engine *getEngine() {! Engine* engine = new Engine();! engine->horsepower = 85;! return engine;! }! ! Body *getBody() {! Body *body = new Body();! body->shape = Body::HATCHBACK;! return body;! }! };
16. class Director {! Builder *builder;! public:! void setBuilder(Builder *newBuilder) {! builder = newBuilder;! }! ! Car *getCar() {! Car *car = new Car();! ! car->body = builder->getBody();! ! car->engine = builder->getEngine();! ! car->wheels[0] = builder->getWheel();! car->wheels[1] = builder->getWheel();! car->wheels[2] = builder->getWheel();! car->wheels[3] = builder->getWheel();! ! return car;! }! };
17. int main() {! Car car;! Director director;! ! JeepBuilder jeepBuilder;! NissanBuilder nissanBuilder;! ! cout << "Jeep" << endl;! director.setBuilder(&jeepBuilder);! car = director.getCar();! car->specifications();! ! cout << endl;! ! cout << "Nissan" << endl;! director.setBuilder(&nissanBuilder);! car = director.getCar();! car->specifications();! ! return 0;! }
18. • Внутреннее представление продукта можно легко изменять (создав новый подкласс Builder). • Конструирование отдельно, представление отдельно. Представление (внутренняя структура) скрыта. • Тонкий контроль над процессом конструирования (Director инкапсулирует алгоритм конструирования). • У продуктов нет базового класса.
19. FACTORY METHOD • Фабричный метод — паттерн, порождающий объекты. • Определяет интерфейс для создания объекта. Какой объект какого именно класса будет создан — деталь реализации (определяется подклассами). • Используется в Abstract Factory.
20. Creator ——————— createProduct() doSomething() ConcreteCreator ——————— createProduct() Product ConcreteProduct Product *product = createProduct();
 … return new ConcreteProduct();
21. struct Product {! virtual string getName() = 0;! };! ! struct ConcreteProductA : Product {! string getName() { return "ConcreteProductA"; }! };! ! struct ConcreteProductB : Product {! string getName() { return "ConcreteProductB"; }! };! ! struct Creator {! virtual Product *factoryMethod() = 0;! };! ! struct ConcreteCreatorA : Creator {! Product *factoryMethod() { return new ConcreteProductA(); }! };! ! struct ConcreteCreatorB : Creator {! Product *factoryMethod() { return new ConcreteProductB(); }! };!
22. int main() {! static const size_t count = 2;! ConcreteCreatorA CreatorA;! ConcreteCreatorB CreatorB;! // An array of creators! Creator* creators[count] = {&CreatorA,&CreatorB};! // Iterate over creators and create products! for (size_t i = 0; i < count; i++) {! Product *product = creators[i]->factoryMethod();! cout << product->getName() << endl;! delete product;! }! return 0;! }
23. class Shape {! public:! virtual void draw() = 0;! ! static Shape *create(string type);! };! ! class Circle : public Shape {! public:! void draw() { cout << "I am circle" << endl; }! };! ! class Square : public Shape {! public:! void draw() { cout << "I am square" << endl; }! };! ! Shape *Shape::create(string type) {! if (type == "circle") return new Circle();! if (type == "square") return new Square();! return 0;! } Параметризованное 
 создание объектов
24. ! void main() {! // Give me a circle! Shape *obj1 = Shape::create("circle");! ! // Give me a square! Shape *obj2 = Shape::create("square");! ! obj1->draw();! obj2->draw();! ! delete obj1;! delete obj2;! }!
25. struct Creator {! virtual Product *Create(int productId) {! if (id == MINE)! return new MyProduct();! if (id == YOURS)! return new YourProduct();! ! return 0;! }! };! ! struct MyCreator : Creator {! Product *Create(int productId) {! if (id == THEIRS)! return new TheirProduct();! ! return Creator::Create(productId);! }! };! Параметризованное 
 создание с наследованием
26. • В Creator можно задать поведение по умолчанию, а можно и не задавать. • Параметризация: нужна, когда снаружи поступает ID или имя класса. • Factory Method + Template Method = гибкость при конструировании объекта.
27. PROTOTYPE • Прототип — паттерн, порождающий объекты. • Вид создаваемого объекта задается с помощью экземпляра-прототипа. Новые объекты создаются путем копирования прототипа.
28. Prototype ——————— clone() ConcreteProto1 ——————— clone() Client ——————— doSomething() ConcreteProto2 ——————— clone() возвращает копию себя возвращает копию себя prototype p = prototype->clone(); …
29. class Prototype {! std::string type;! int value;! ! public:! virtual Prototype *clone() = 0;! ! std::string getType() { return type; }! int getValue() { return value; }! };! ! class ConcretePrototype1 : public Prototype {! public:! ConcretePrototype1(int number) ! : type("Type1"), value(number) {! ! Prototype *clone() {! return new ConcretePrototype1(*this);! }! };! ! class ConcretePrototype2 : public Prototype {! public:! ConcretePrototype2(int number)! : type("Type2"), value(number) {! ! Prototype *clone() {! return new ConcretePrototype2(*this);! }! };
30. class ObjectFactory {! static Prototype *type1value1;! static Prototype *type1value2;! static Prototype *type2value1;! static Prototype *type2value2;! ! public:! static void initialize() {! type1value1 = new ConcretePrototype1(1);! type1value2 = new ConcretePrototype1(2);! type2value1 = new ConcretePrototype2(1);! type2value2 = new ConcretePrototype2(2);! }! ! static Prototype *getType1Value1() {! return type1value1->clone();! }! ! static Prototype *getType1Value2() { ! return type1value2->clone(); ! }! ! static Prototype *getType2Value1() { ! return type2value1->clone();! }! ! static Prototype *getType2Value2() {! return type2value2->clone();! }! };! ! Prototype *ObjectFactory::type1value1 = 0;! Prototype *ObjectFactory::type1value2 = 0;! Prototype *ObjectFactory::type2value1 = 0;! Prototype *ObjectFactory::type2value2 = 0;
31. • Главная функция — clone(). • Часто используется диспетчер прототипов (в примере класс ObjectFactory). • Прототипы можно создавать и удалять динамически (в отличие от классов в Factory Method). Количество классов уменьшается. • Различие поведения задается не созданием новых классов, а заданием атрибутов (значений членов). • Практически единственный способ работы при наличии кода, загружаемого динамически (DLL).