Шаблоны проектирования (стр. 1 из 2)

Шаблоны проектирования

Abstract factory (Абстрактная фабрика)

Abstract factory (Абстрактная фабрика) — шаблон проектирования, позволяющий изменять поведение системы, варьируя создаваемые объекты, при этом сохраняя интерфейсы. Он позволяет создавать целые группы взаимосвязанных объектов, которые, будучи созданными одной фабрикой, реализуют общее поведение. Шаблон реализуется созданием абстрактного класса Factory, который представляет собой интерфейс для создания компонентов системы (например, для оконного интерфейса, он может создавать окна и кнопки). Затем пишутся наследующиеся от него классы, реализующие этот интерфейс.

Цель

Предоставляет интерфейс для создания семейств взаимосвязанных или взаимозависимых объектов, не специфицируя их конкретных классов

Плюсы

изолирует конкретные классы;

упрощает замену семейств продуктов;

гарантирует сочетаемость продуктов.

Минусы

сложно добавить поддержку нового вида продуктов.

Применимость

Система не должна зависеть от того, как создаются, компонуются и представляются входящие в нее объекты; Входящие в семейство взаимосвязанные объекты должны использоваться вместе и вам необходимо обеспечить выполнение этого ограничения; Система должна конфигурироваться одним из семейств составляющих ее объектов; требуется предоставить библиотеку объектов, раскрывая только их интерфейсы, но не реализацию.

Пример C++ #include <iostream>// AbstractProductAclass ICar{public:virtualvoid info() = 0;};// ConcreteProductA1class Ford : public ICar{public:virtualvoid info(){std::cout << "Ford" << std::endl;}};//ConcreteProductA2class Toyota : public ICar{public:virtualvoid info(){std::cout << "Toyota" << std::endl;}};// AbstractProductBclass IEngine{public:virtualvoid getPower() = 0;};// ConcreteProductB1class FordEngine : public IEngine{public:virtualvoid getPower(){std::cout << "Ford Engine 4.4" << std::endl;}};//ConcreteProductB2class ToyotaEngine : public IEngine{public:virtualvoid getPower(){std::cout << "Toyota Engine 3.2" << std::endl;}};// AbstractFactoryclass CarFactory{public:ICar* getNewCar(){return createCar();}IEngine* getNewEngine(){return createEngine();}protected:virtual ICar*createCar()= 0;virtual IEngine*createEngine()= 0;};// ConcreteFactory1class FordFactory : public CarFactory{protected:// from CarFactoryvirtual ICar* createCar(){returnnew Ford();}virtual IEngine* createEngine(){returnnew FordEngine();}};// ConcreteFactory2class ToyotaFactory : public CarFactory{protected:// from CarFactoryvirtual ICar* createCar(){returnnew Toyota();}virtual IEngine* createEngine(){returnnew ToyotaEngine();}};int main(){CarFactory* curFactory= NULL;ICar*myCar= NULL;IEngine*myEngine= NULL;ToyotaFactorytoyotaFactory;FordFactoryfordFactory;curFactory = &toyotaFactory;myCar = curFactory->getNewCar();myCar->info();myEngine = curFactory->getNewEngine();myEngine->getPower();delete myCar;delete myEngine;curFactory = &fordFactory;myCar = curFactory->getNewCar();myCar->info();myEngine = curFactory->getNewEngine();myEngine->getPower();delete myCar;delete myEngine;return0;}

Builder (Строитель) — шаблон проектирования, порождающий объекты.

Цель

Отделяет конструирование сложного объекта от его представления, так что в результате одного и того же процесса конструирования могут получаться разные представления.

Плюсы

позволяет изменять внутреннее представление продукта;

изолирует код, реализующий конструирование и представление;

дает более тонкий контроль над процессом конструирования.

Применение

алгоритм создания сложного объекта не должен зависеть от того, из каких частей состоит объект и как они стыкуются между собой;

процесс конструирования должен обеспечивать различные представления конструируемого объекта.

Примерна C++

#include <iostream>#include <memory>#include <string>// Productclass Pizza{private:std::string dough;std::string sauce;std::string topping;public:Pizza(){}~Pizza(){}void SetDough(const std::string& d){ dough = d; };void SetSauce(const std::string& s){ sauce = s; };void SetTopping(const std::string& t){ topping = t; }void ShowPizza(){std::cout << " Yummy !!!" << std::endl<< "Pizza with Dough as " << dough<< ", Sauce as " << sauce<< " and Topping as " << topping<< " !!! " << std::endl;}};// Abstract Builderclass PizzaBuilder{protected:std::auto_ptr<Pizza> pizza;public:PizzaBuilder(){}virtual ~PizzaBuilder(){}std::auto_ptr<Pizza> GetPizza(){return pizza; }void createNewPizzaProduct(){ pizza.reset(new Pizza); }virtualvoid buildDough()=0;virtualvoid buildSauce()=0;virtualvoid buildTopping()=0;};// ConcreteBuilderclass HawaiianPizzaBuilder : public PizzaBuilder{public:HawaiianPizzaBuilder() : PizzaBuilder(){}~HawaiianPizzaBuilder(){}void buildDough(){ pizza->SetDough("cross"); }void buildSauce(){ pizza->SetSauce("mild"); }void buildTopping(){ pizza->SetTopping("ham and pineapple"); }};// ConcreteBuilderclass SpicyPizzaBuilder : public PizzaBuilder{public:SpicyPizzaBuilder() : PizzaBuilder(){}~SpicyPizzaBuilder(){}void buildDough(){ pizza->SetDough("pan baked"); }void buildSauce(){ pizza->SetSauce("hot"); }void buildTopping(){ pizza->SetTopping("pepperoni and salami"); }};// Directorclass Waiter{private:PizzaBuilder* pizzaBuilder;public:Waiter() : pizzaBuilder(NULL){}~Waiter(){}void SetPizzaBuilder(PizzaBuilder* b){ pizzaBuilder = b; }std::auto_ptr<Pizza> GetPizza(){return pizzaBuilder->GetPizza(); }void ConstructPizza(){pizzaBuilder->createNewPizzaProduct();pizzaBuilder->buildDough();pizzaBuilder->buildSauce();pizzaBuilder->buildTopping();}};// Клиентзаказываетдвепиццы.int main(){Waiter waiter;HawaiianPizzaBuilder hawaiianPizzaBuilder;waiter.SetPizzaBuilder(&hawaiianPizzaBuilder);waiter.ConstructPizza();std::auto_ptr<Pizza> pizza = waiter.GetPizza();pizza->ShowPizza();SpicyPizzaBuilder spicyPizzaBuilder;waiter.SetPizzaBuilder(&spicyPizzaBuilder);waiter.ConstructPizza();pizza = waiter.GetPizza();pizza->ShowPizza();returnEXIT_SUCCESS;}

Factory Method (Фабричный метод) — шаблон проектирования, реализующий идею "виртуального конструктора", то есть создания объектов без явного указания их типа. Относится к порождающим шаблонам проектирования.

Цель

Определяет интерфейс для создания объекта, но оставляет подклассам решение о том, какой класс инстанциировать. Фабричный метод позволяет классу делегировать создание подклассам.

Используется, когда:

классу заранее неизвестно, объекты каких подклассов ему нужно создавать.

класс спроектирован так, чтобы объекты, которые он создаёт, специфицировались подклассами.

класс делегирует свои обязанности одному из нескольких вспомогательных подклассов, и планируется локализовать знание о том, какой класс принимает эти обязанности на себя.

Плюсы

позволяет сделать код создания объектов более универсальным, не привязываясь к конкретным классам (ConcreteProduct), а оперируя лишь общим интерфейсом (Product);

позволяет установить связь между параллельными иерархиями классов.

Минусы

необходимость создавать наследника Creator для каждого нового типа продукта (ConcreteProduct).

· Product - продукт

o определяет интерфейс объектов, создаваемых абстрактным методом;

· ConcreteProduct - конкретный продукт

o реализует интерфейс Product;

· Creator - создатель

o объявляет фабричный метод, который возвращает объект типа Product. Может также содержать реализацию этого метода "по умолчанию";

o может вызывать фабричный метод для создания объекта типа Product;

· ConcreteCreator - конкретный создатель

o переопределяет фабричный метод таким образом, чтобы он создавал и возвращал объект класса ConcreteProduct.

Примерна C++

#include<iostream>#include<string>usingnamespace std;// "Product"class Product{public:virtual string getName() = 0;};// "ConcreteProductA"class ConcreteProductA : public Product{public:string getName(){return"ConcreteProductA";}};// "ConcreteProductB"class ConcreteProductB : public Product{public:string getName(){return"ConcreteProductB";}};class Creator{public:virtual Product* FactoryMethod() = 0;};// "ConcreteCreatorA"class ConcreteCreatorA : public Creator{public:Product* FactoryMethod(){returnnew ConcreteProductA();}};// "ConcreteCreatorB"class ConcreteCreatorB : public Creator{public:Product* FactoryMethod(){returnnew ConcreteProductB();}};int main(){constint size = 2;// An array of creatorsCreator* creators[size];creators[0] = new ConcreteCreatorA();creators[1] = new ConcreteCreatorB();// Iterate over creators and create productsfor(int i=0;i<size;i++){Product* product = creators[i]->FactoryMethod();cout<<product->getName()<<endl;delete product;}int a;cin>>a;for(int i=0;i<size;i++){delete creators[i];}return0;}
Prototype (Прототип) — шаблонпроектирования, порождающийобъекты.

Назначение

Задаёт виды создаваемых объектов с помощью экземпляра-прототипа и создаёт новые объекты путём копирования этого прототипа.

Применимость

Используйте этот шаблон проектирования, когда система не должна зависеть от того, как в ней создаются, компонуются и представляются продукты:

инстанцируемые классы определяются во время выполнения, например с помощью динамической загрузки;

для того чтобы избежать построения иерархий классов или фабрик, параллельных иерархии классов продуктов;

экземпляры класса могут находиться в одном из нескольких различных состояний. Может оказаться удобнее установить соответствующее число прототипов и клонировать их, а не инстанцировать каждый раз класс вручную в подходящем состоянии.

Adapter (Адаптер)

Адаптер, Adapter — структурный шаблон проектирования, предназначенный для организации использования функций объекта, недоступного для модификации, через специально созданный интерфейс.

Назначение для организации использования функций объекта, недоступного для модификации, через специально созданный интерфейс (приводит интерфейс класса (или нескольких классов) к интерфейсу требуемого вида)

Применяется в случаях система поддерживает требуемые данные и поведение, но имеет неподходящий интерфейс. Чаще всего шаблон Адаптер применяется если необходимо создать класс, производный от вновь определяемого или уже существующего абстрактного класса.

Задача

Система поддерживает требуемые данные и поведение, но имеет неподходящий интерфейс. Чаще всего шаблон Адаптер применяется если необходимо создать класс, производный от вновь определяемого или уже существующего абстрактного класса.

Способ решения

Адаптер предусматривает создание класса-оболочки[1] с требуемым интерфейсом.

Реализация

Включение уже существующего класса в другой класс. Интерфейс включающего класса приводится в соответствие с новыми требованиями, а вызовы его методов преобразуются в вызовы методов включённого класса.

Участники

Класс Adapter приводит интерфейс класса Adaptee в соответствие с интерфейсом класса Target (наследником которого является Adapter). Это позволяет объекту Client использовать объект Adaptee так, словно он является экземпляром класса Target.