Quelques Design Patterns
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- Viviane Joly
- il y a 7 ans
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1 Quelques Design Patterns Conception Orientée Objet Jean-Christophe Routier Licence mention Informatique Université Lille 1 Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 1
2 Un exemple connu Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 2
3 Un exemple connu : plusieurs design patterns Factory method, Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 2
4 Un exemple connu : plusieurs design patterns Factory method, Singleton, Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 2
5 Un exemple connu : plusieurs design patterns Factory method, Singleton, Template method Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 2
6 Un exemple connu : plusieurs design patterns Factory method, Singleton, Template method et décorateur. Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 2
7 Singleton Ensure a class only has one instance, and provide a global point of access to it. Possible pour toute classe sans état ou avec état invariable. Mise en œuvre : Rendre privé le constructeur, Construire une instance de la classe comme dans la classe, Fournir une méthode d accès à cette instance Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 3
8 En Java public class SingletonClass { private SingletonClass() { private SingletonClass uniqueinstance = new SingletonClass(); public static SingletonClass gettheinstance() { return uniqueinstance; ou public class SingletonClass { private SingletonClass() { public static final SingletonClass seuleinstance = new SingletonClass(); Usage un peu détourné : faible nombre d instances : implémentation des types énumérés en Java (< 1.5) Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 4
9 Decorator Attach additional responsibilities to an object dynamically. Decorators provide a flexible alternative to subclassing for extending functionality. Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 5
10 Decorator exemple : BufferedReader dans java.io Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 6
11 Factory Method Define an interface for creating an object, but let subclasses decide which class to instantiate. Factory Method lets a class defer instantiation to subclasses. virtual constructor L ajout de nouvelles classes se fait grâce au polymorphisme modifications au niveau des méthodes héritées MAIS il reste à créer les instances, effets aux endroits où sont créés les objets À utiliser quand : une classe ne peut pas anticiper la classe des objets qu elle doit créer une classe veut que ses sous-classes spécifient les objets qu elle crée. exemples : méthode iterator() dans Collection Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 7
12 Construction gérée par les sous-classes package oie; public abstract class AbstractCase { (...) public abstract CaseGraphique getmondessin(); // AbstractCase public class Oie extends AbstractCase { (...) public CaseGraphique getmondessin(){ return new CaseGraphiqueOie(this.index); // Oie public class Normale extends AbstractCase { (...) public CaseGraphique getmondessin(){ return new CaseGraphiqueNormale(this.index); // Normale avec public interface CaseGraphique { public void display(); public class CaseGraphiqueOie implements CaseGraphique {... public class CaseGraphiqueNormale implements CaseGraphique {... public class CaseGraphiqueAttente implements CaseGraphique {... Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 8
13 Gestion des ressources Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 9
14 Gestion des ressources Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 9
15 Template method Define the skeleton of an algorithm in an operation, deferring some steps to subclasses. Template Method lets subclasses redefine certain steps of an algorithm without changing the algorithm s structure. Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 10
16 Jeux à 2 joueurs La «template method», play : public void play(situation starting, Player player1, Player player2) { this.setcurrentsituation(starting); this.player1 = player1; this.player2 = player2; this.currentplayer = player1; while (!this.isfinalsituation(this.currentsituation,this.currentplayer)) { this.display(); Situation playerchoice = this.currentplayer.play(this); this.setcurrentsituation(playerchoice); this.changeplayer(); this.display(); Player winner = this.getwinner(currentplayer); System.out.println("**************** Winner is "+winner); Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 11
17 Jeux à 2 joueurs Les sous-classes redéfinissent certaines étapes de l algorithme : isfinalsituation, getwinner Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 12
18 Cargaisons Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 13
19 Cargaisons Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 13
20 Strategy Define a family of algorithms, encapsulate each one, and make them interchangeable. Strategy lets the algorithm vary independently from clients that use it. JPanel et LayoutManager Counter et IncrementFunction ou Joueur et Strategie Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 14
21 Exemple : des compteurs Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 15
22 Exemple : des compteurs public interface IncrementFunction { public int increment(int value); public class SimpleIncrement implements IncrementFunction {... public class ModularIncrement implements IncrementFunction {... public class AnotherIncrement implements IncrementFunction {... public class Counter { private int value; private IncrementFunction incrementf; public Counter(int value, IncrementFunction incrementf) { this.value = value; his.incrementf = incrementf; public int getcurrentvalue() { return value: public void increment() { value = incrementf.increment(value); public void initvalue(int init) { this.value = init; //... utilisation Counter simplecounter = new Counter(0, new SimpleIncrement()); Counter modularcounter = new Counter(0, new ModularIncrement(7)); Counter anothercounter = new Counter(0, new AnotherIncrement()); Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 16
23 Exemple : stratégies de jeu public interface Strategie { public Coup calculducoupajouer (...); // classe Coup définie "ailleurs" public class Joueur { private Strategie mastrategie; public Joueur(Strategie strategie,...) { mastrategie = strategie;... public Coup joue() { return mastrategie.calculducoupajouer(...); public class StrategieAleatoire implements Strategie { public Coup calculducoupajouer (...) {... ; // choix aléatoire public class StrategieImpl implements Strategie { public Coup calculducoupajouer (...) {... ; // un autre calcul //... utilisation Joueur joueur1 = new Joueur(new StrategieAleatoire()); Joueur joueur2 = new Joueur(new StrategieImpl()); new Jeu(joueur1, joueur2).untourdejeu(); Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 17
24 Exemple : stratégies de jeu Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 18
25 Observer/Observable Define a one-to-many dependency between objects so that when one object changes state, all its dependents are notified and updated automatically. Observer/Observable ou Abonneur/Abonné ou event generator idiom Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 19
26 Problème Un objet (acteur) doit réagir lorsqu un autre objet remarque un événement, mais ce dernier n a pas nécessairement conscience de l existence de l acteur (en fait des acteurs). Les (ré)acteurs peuvent : être de différentes natures changer sans que l émetteur de l événement en soit conscient Exemple : la gestion des événements dans awt/swing Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 20
27 Les contraintes Plusieurs objets peuvent être avertis des événements émis par une source Le nombre et la nature des objets avertis ne sont potentiellement pas connus à la compilation et peuvent changer dans le temps. L émetteur de l événement et le récepteur ne sont pas fortement liés. Mettre en place un mécanisme de délégation entre l émetteur de l événement (event generator) et le récepteur (listener) Scénario (d après B. Venners) Un téléphone sonne, différentes personnes ou machines peuvent potentiellement être concernées par l appel. Les personnes peuvent sortir ou entrer dans la pièce et ainsi sortir ou entrer du champ d intéressement du téléphone. Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 21
28 Les étapes de design en Java 1 Définir les classes d événements 2 Définir les interfaces des listeners Définir les classes des adapters (optionnel) 3 Définir la classe émettrice (génératrice des événements) 4 Définir les classes réceptrices (les listeners) Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 22
29 Étape 1 : définir les classes d événements Définir une classe par type d événements qui peuvent être émis par le générateur d événements Faire hériter ces classes de java.util.eventobject Concevoir les classes d événements de telle sorte qu un événement englobe toute l information qui doit être transmise à l observateur Donner à une classe d évenement un nom de la forme XXXEvent Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 23
30 Étape 1 : définir les classes d événements package essais.observer; public class TelephoneEvent extends java.util.eventobject { public TelephoneEvent(Telephone source) { super(source); EventObject.getSource() : disposer de la source permet d être abonné à plusieurs sources pour le même type d évenements Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 24
31 Étape 2 : définir les interfaces des listeners pour chaque type d événements, définir une interface qui hérite de java.util.eventlistener et contient, pour chaque événement, une déclaration de méthode qui sera déclenchée lors de la notification de l occurrence d un événement package essais.observer; public interface TelephoneListener extends java.util.eventlistener { public void telephonerang(telephoneevent e); public void telephoneanswered(telephoneevent e); Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 25
32 Étape 2 : définir les interfaces des listeners pour chaque type d événements, définir une interface qui hérite de java.util.eventlistener et contient, pour chaque événement, une déclaration de méthode qui sera déclenchée lors de la notification de l occurrence d un événement Le nom de cette interface est obtenu à partir du nom de la classe de l événement en remplaçant Event par Listener package essais.observer; public interface TelephoneListener extends java.util.eventlistener { public void telephonerang(telephoneevent e); public void telephoneanswered(telephoneevent e); Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 25
33 Étape 2 : définir les interfaces des listeners pour chaque type d événements, définir une interface qui hérite de java.util.eventlistener et contient, pour chaque événement, une déclaration de méthode qui sera déclenchée lors de la notification de l occurrence d un événement Le nom de cette interface est obtenu à partir du nom de la classe de l événement en remplaçant Event par Listener Les noms des méthodes de l interface sont construits à partir d un verbe au passé indiquant la situation d activation. package essais.observer; public interface TelephoneListener extends java.util.eventlistener { public void telephonerang(telephoneevent e); public void telephoneanswered(telephoneevent e); Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 25
34 Étape 2 : définir les interfaces des listeners pour chaque type d événements, définir une interface qui hérite de java.util.eventlistener et contient, pour chaque événement, une déclaration de méthode qui sera déclenchée lors de la notification de l occurrence d un événement Le nom de cette interface est obtenu à partir du nom de la classe de l événement en remplaçant Event par Listener Les noms des méthodes de l interface sont construits à partir d un verbe au passé indiquant la situation d activation. Chaque méthode retourne void et prend un paramètre qui est de la classe de l événement package essais.observer; public interface TelephoneListener extends java.util.eventlistener { public void telephonerang(telephoneevent e); public void telephoneanswered(telephoneevent e); Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 25
35 Étape 2 (option) : définir les classes des adapters Etape optionnelle Pour chaque listener on définit une classe qui l implémente en définissant des méthodes creuses package essais.observer; public class TelephoneAdapter implements TelephoneListener { public void telephonerang(telephoneevent e) { public void telephoneanswered(telephoneevent e) { Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 26
36 Étape 2 (option) : définir les classes des adapters Etape optionnelle Pour chaque listener on définit une classe qui l implémente en définissant des méthodes creuses La classe de l adapter est obtenue en remplaçant Listener par Adapter. package essais.observer; public class TelephoneAdapter implements TelephoneListener { public void telephonerang(telephoneevent e) { public void telephoneanswered(telephoneevent e) { Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 26
37 Étape 3 : définir la classe émettrice C est la classe génératrice des événements. Pour chaque type d événements émis, définir un couple de méthodes add/remove Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 27
38 Étape 3 : définir la classe émettrice C est la classe génératrice des événements. Pour chaque type d événements émis, définir un couple de méthodes add/remove Le nom de ces méthodes est de la forme : addlistener-interface-name() et removelistener-interface-name(). Méthode d abonnement, désabonnement Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 27
39 Étape 3 : définir la classe émettrice C est la classe génératrice des événements. Pour chaque type d événements émis, définir un couple de méthodes add/remove Le nom de ces méthodes est de la forme : addlistener-interface-name() et removelistener-interface-name(). Méthode d abonnement, désabonnement Pour chacune des méthodes des interfaces des listeners, définir une méthode private de propagation de l événement. Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 27
40 Étape 3 : définir la classe émettrice C est la classe génératrice des événements. Pour chaque type d événements émis, définir un couple de méthodes add/remove Le nom de ces méthodes est de la forme : addlistener-interface-name() et removelistener-interface-name(). Méthode d abonnement, désabonnement Pour chacune des méthodes des interfaces des listeners, définir une méthode private de propagation de l événement. Cette méthode est nommée : firelistener-method-name. Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 27
41 Étape 3 : définir la classe émettrice C est la classe génératrice des événements. Pour chaque type d événements émis, définir un couple de méthodes add/remove Le nom de ces méthodes est de la forme : addlistener-interface-name() et removelistener-interface-name(). Méthode d abonnement, désabonnement Pour chacune des méthodes des interfaces des listeners, définir une méthode private de propagation de l événement. Cette méthode est nommée : firelistener-method-name. Déclencher les événements. Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 27
42 Étape 3 : définir la classe émettrice package essais.observer; import java.util.*; public class Telephone { private ArrayList<TelephoneListener> telephonelisteners = new ArrayList<TelephoneListener>(); Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 28
43 Étape 3 : définir la classe émettrice package essais.observer; import java.util.*; public class Telephone { private ArrayList<TelephoneListener> telephonelisteners = new ArrayList<TelephoneListener>(); public synchronized void addtelephonelistener(telephonelistener l) { if (telephonelisteners.contains(l)) { return ; telephonelisteners.add(l); Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 28
44 Étape 3 : définir la classe émettrice package essais.observer; import java.util.*; public class Telephone { private ArrayList<TelephoneListener> telephonelisteners = new ArrayList<TelephoneListener>(); public synchronized void addtelephonelistener(telephonelistener l) { if (telephonelisteners.contains(l)) { return ; telephonelisteners.add(l); public synchronized void removetelephonelistener(telephonelistener l){ telephonelisteners.remove(l); Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 28
45 Étape 3 : définir la classe émettrice package essais.observer; import java.util.*; public class Telephone { private ArrayList<TelephoneListener> telephonelisteners = new ArrayList<TelephoneListener>(); public synchronized void addtelephonelistener(telephonelistener l) { if (telephonelisteners.contains(l)) { return ; telephonelisteners.add(l); public synchronized void removetelephonelistener(telephonelistener l){ telephonelisteners.remove(l); private void firetelephonerang() { ArrayLis<TelephoneListener>t tl = (ArrayList<TelephoneListener>) telephonelisteners.clone(); if (tl.size() == 0) { return; TelephoneEvent event = new TelephoneEvent(this); for (TelephoneListener listener : tl) { listener.telephonerang(event); Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 28
46 Étape 3 : définir la classe émettrice package essais.observer; import java.util.*; public class Telephone { private ArrayList<TelephoneListener> telephonelisteners = new ArrayList<TelephoneListener>(); public synchronized void addtelephonelistener(telephonelistener l) { if (telephonelisteners.contains(l)) { return ; telephonelisteners.add(l); public synchronized void removetelephonelistener(telephonelistener l){ telephonelisteners.remove(l); private void firetelephonerang() { ArrayLis<TelephoneListener>t tl = (ArrayList<TelephoneListener>) telephonelisteners.clone(); if (tl.size() == 0) { return; TelephoneEvent event = new TelephoneEvent(this); for (TelephoneListener listener : tl) { listener.telephonerang(event); private void firetelephoneanswered() {... Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 28
47 Étape 3 : définir la classe émettrice package essais.observer; import java.util.*; public class Telephone { private ArrayList<TelephoneListener> telephonelisteners = new ArrayList<TelephoneListener>(); public synchronized void addtelephonelistener(telephonelistener l) { if (telephonelisteners.contains(l)) { return ; telephonelisteners.add(l); public synchronized void removetelephonelistener(telephonelistener l){ telephonelisteners.remove(l); private void firetelephonerang() { ArrayLis<TelephoneListener>t tl = (ArrayList<TelephoneListener>) telephonelisteners.clone(); if (tl.size() == 0) { return; TelephoneEvent event = new TelephoneEvent(this); for (TelephoneListener listener : tl) { listener.telephonerang(event); private void firetelephoneanswered() {... public void ringphone() { firetelephonerang(); public void answerphone() { firetelephoneanswered(); Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 28
48 Étape 4 : définir les classes réceptrices Les classes qui veulent être des listeners n ont qu à implémenter l interface listener associée Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 29
49 Étape 4 : définir les classes réceptrices package essais.observer; public class AnsweringMachine implements TelephoneListener { public void telephonerang(telephoneevent e) { System.out.println("AM hears the phone ringing."); public void telephoneanswered(telephoneevent e) { System.out.println("AM sees that the phone was answered."); Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 30
50 Étape 4 : définir les classes réceptrices package essais.observer; public class AnsweringMachine implements TelephoneListener { public void telephonerang(telephoneevent e) { System.out.println("AM hears the phone ringing."); public void telephoneanswered(telephoneevent e) { System.out.println("AM sees that the phone was answered."); package essais.observer; class MyTelephoneAdapter extends TelephoneAdapter { public void telephonerang(telephoneevent e) { System.out.println("I ll get it!"); Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 30
51 Étape 4 : définir les classes réceptrices package essais.observer; public class AnsweringMachine implements TelephoneListener { public void telephonerang(telephoneevent e) { System.out.println("AM hears the phone ringing."); public void telephoneanswered(telephoneevent e) { System.out.println("AM sees that the phone was answered."); package essais.observer; class MyTelephoneAdapter extends TelephoneAdapter { public void telephonerang(telephoneevent e) { System.out.println("I ll get it!"); public class Person { public void listentophone(telephone t) { t.addtelephonelistener(new MyTelephoneAdapter()); Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 30
52 Exploitation package essais.observer; public class Example1 { public static void main(string[] args) { Telephone ph = new Telephone(); AnsweringMachine am = new AnsweringMachine(); Person bob = new Person(); ph.addtelephonelistener(am); bob.listentophone(ph); // émetteur //listener // possède un listener // abonnement // abonnement ph.ringphone(); // provoque l émission ph.answerphone(); // d un événement Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 31
53 Règles d implémentation passer la même instance à tous les listeners pour un événement donné rendre l objet événement immuable utiliser un seul thread pour avertir tous les listeners créer une image de la liste des listeners abonnés avant de les avertir les méthodes des listeners doivent être éxécutées rapidement (car notifiés 1 par 1) l ordre des notifications ne doit pas être important créer des adapters pour permettre aux listeners de se concentrer que sur certains événements. différences de fréquences entre l occurrence de deux évenements émis par une même source : créer des listeners différents cf. MouseListener et MouseMotionListener java.util.observer et java.util.observable Université Lille 1 - Licence Informatique Conception Orientée Objet 32
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