Технологии программирования
Шрифт:
Все абстракции обладают как статическими, так и динамическими свойствами. Например, файл как объект требует определенного объема памяти на конкретном устройстве, имеет имя и содержание. Эти атрибуты являются статическими свойствами. Конкретные же значения каждого из перечисленных свойств динамичны и изменяются в процессе использования объекта: файл можно увеличить или уменьшить, изменить его имя и содержимое.
Абстракция и инкапсуляция дополняют друг друга: абстрагирование направлено на наблюдаемое поведение объекта, а инкапсуляция занимается внутренним устройством. Чаще всего инкапсуляция дополняется сокрытием информации, т. е. маскировкой всех внутренних
При объектно-ориентированном проектировании необходимо физически разделить классы и объекты, составляющие логическую структуру проекта. Такое разделение делает возможным повторно использовать во все новых проектах код модулей, написанных ранее. Модулю в данном контексте соответствует отдельный файл исходного текста. На выбор разбиения на модули могут влиять и некоторые внешние обстоятельства. При коллективной разработке программ распределение работы осуществляется, как правило, по модульному принципу, и правильное разделение проекта минимизирует связи между участниками.
Таким образом, принципы абстрагирования, инкапсуляции и модульности являются взаимодополняющими. Объект логически определяет границы определенной абстракции, а инкапсуляция и модульность делают их физически незыблемыми.
Имея выявленные объекты, можно приступить к выявлению классов. Классы чаще всего строятся постепенно, начиная от простых родительских классов и заканчивая более сложными. Непрерывность процесса основана на наследовании. Каждый раз, когда из предыдущего класса производится последующий, производный класс наследует какие-то или все родительские качества, добавляя к ним новые. Завершенный проект может включать десятки и сотни классов, но часто все они произведены от считанного количества родительских классов.
8.7. КАКИМИ БЫВАЮТ ОБЪЕКТЫ ПО УСТРОЙСТВУ
Под паттернами проектирования понимается описание взаимодействия объектов и классов, адаптированных для решения общей задачи проектирования в конкретном контексте. Паттерн проектирования — это образец, типовое решение какого-либо механизма объектно-ориентированной программы. Паттерны создавались несколько лет коллективом с целью уравнивания шансов на хороший проект опытных и не очень опытных проектировщиков. По словам архитектора Кристофера Александра, "любой паттерн описывает задачу, которая снова и снова возникает в нашей работе, а также принцип ее решения, причем таким образом, что это решение можно потом использовать миллион раз, ничего не изобретая заново".
В общем случае паттерн состоит из четырех основных элементов: имени, задачи, решения, результатов.
Имя. Сославшись на него, можно сразу описать проблему проектирования, ее решения и их последствия. С помощью словаря паттернов можно вести обсуждение с коллегами, упоминать паттерны в документации.
Задача — описание того, когда следует применять паттерн. Здесь может описываться конкретная проблема проектирования, например способ представления алгоритмов в виде объектов. Иногда отмечается, какие структуры классов или объектов свидетельствуют о негибком дизайне. Также может включаться перечень условий, при выполнении которых имеет смысл применять данный паттерн.
Решение — описание элементов дизайна, отношений между ними, функций каждого элемента. Конкретный дизайн
Результаты — это следствия применения паттерна и разного рода компромиссы. Хотя при описании проектных решений о последствиях часто не упоминают, знать о них необходимо, чтобы можно было осуществить выбор различных вариантов и оценить преимущества и недостатки выбранного паттерна. Здесь речь идет о выборе языка и реализации. Поскольку в объектно-ориентированном проектировании повторное использование зачастую является важным фактором, то к результатам следует относить и влияние на степень гибкости, расширяемости и переносимости системы. Перечисление всех последствий поможет вам понять и оценить их роль. Ниже приведен полный список разделов описания паттерна:
— название и классификация паттерна (название паттерна должно четко отражать его назначение);
— назначение (лаконичный ответ на следующие вопросы: каковы функции паттерна, его обоснование и назначение, какую конкретную задачу проектирования можно решить с его помощью);
— известен также под именем (другие распространенные названия паттерна, если таковые имеются);
— мотивация (сценарий, иллюстрирующий задачу проектирования и то, как она решается данной структурой класса или объекта. Благодаря мотивации, можно лучше понять последующее, более абстрактное описание паттерна);
— применимость (описание ситуаций, в которых можно применять данный паттерн; примеры проектирования, которые можно улучшить с его помощью);
— структура (графическое представление классов в паттерне с использованием нотации, основанной на методике ОМТ, а также с использованием диаграмм взаимодействий для иллюстрации последовательностей запросов и отношений между объектами);
— участники (классы или объекты, задействованные в данном паттерне проектирования, и их функции);
— отношения (взаимодействие участников для выполнения своих функций);
— результаты (насколько паттерн удовлетворяет поставленным требованиям? Результаты применения, компромиссы, на которые приходится идти. Какие аспекты поведения системы можно независимо изменять, используя данный паттерн?);
— реализация (сложности и так называемые "подводные камни" при реализации паттерна; советы и рекомендуемые приемы; есть ли у данного паттерна зависимость от языка программирования?);
— пример кода (фрагмент кода, иллюстрирующий вероятную реализацию на языках C++ или Smalltalk);
— известные применения (возможности применения паттерна в реальных системах; даются, по меньшей мере, два примера из различных областей);
— родственные паттерны (связь других паттернов проектирования с данными, важные различия, использование данного паттерна в сочетании с другими).
Каталог содержит 23 паттерна. Ниже для удобства перечислены их имена и назначение.