Universidade Federal de Itajubá Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologias da Informação-IESTI CCO002 Engenharia de Software

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1 UNIFEI Disciplina Professor Universidade Federal de Itajubá Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologias da Informação-IESTI CCO002 Engenharia de Software Enzo Seraphim 1 Padrões de Construção A maneira padrão de construir objetos em uma linguagem orientada à objetos é através de construtores. Toda classe tem um construtor: operação declarada com o mesmo nome da classe, que não retorna valor e só pode ser usada na inicialização. Se um construtor não é explicitamente declarado em uma classe, o sistema cria um construtor default para a classe. O construtor é responsável por criar uma instância de seu objeto e alocar qualquer memória ou inicializar qualquer campo necessário de forma que o objeto esteja em estado de uso depois da saída do construtor. Portanto, o construtor é uma oportunidade de inicializar de forma organizada as características dos objetos. Os métodos construtores são definidos definindo um método com o mesmo nome da classe. Toda classe pode ter um ou mais construtores, mas apenas um deve ser executado para cria o objeto. Dependendo do tipo do objeto, o construtor pode ter diferentes números de parâmetros. Para que uma classe seja instanciada em java deve ser declarado um construtor. Todo construtor inicializa a hierarquia de classes do objeto antes de executar e sempre contém ou uma referência à superclasse (implícita ou explícita) ou uma referência a outro construtor da classe como primeira ou única instrução A definição da classe coisa, public class Coisa { é igualmente declarada usando a sintaxe abaixo: 01: 02: 03: 04: 05: public class Coisa extends java.lang.object { public Coisa() { super(); O compilador insere o construtor, a super classe e a chamada para construtor padrão mesmo se forem omitidos na declaração. O exemplo abaixo define uma classe chamada coisa com um membro nome. 01: 02: 03: 04: 05: 06: public class Coisa { private String nome = "Ainda Sem Nome"; public Coisa(String nome) { this.nome = nome; O exemplo abaixo define uma classe OutraCoisa que herda os membros de Coisa. Note que o construtor dessa classe chama o construtor da super classe. 01: 02: 03: 04: 05: 06: public class OutraCoisa extends Coisa{ private int idade = 10; public OutraCoisa() { super("outra Coisa"); Existem 3 problemas para utilização de construtores: cliente pode não ter todos os dados necessários para instanciar um objeto; cliente fica acoplado a uma implementação concreta (precisa saber a classe concreta para usar new com o construtor); cliente de herança pode criar construtor que chama métodos que dependem de valores ainda não inicializados. Os padrões que oferecem alternativas à construção de objetos: Builder: obtém informação necessária em passos antes de requisitar a construção de um objeto Factory Method: adia a decisão sobre qual classe concreta instanciar Abstract Factory: construir uma família de objetos que compartilham um "tema" em comum Prototype: especificar a criação de um objeto a partir de um exemplo fornecido Memento: reconstruir um objeto a partir de uma versão que contém apenas seu estado interno

2 1.1 Construtor - Builder "Separar a construção de um objeto complexo de sua representação para que o mesmo processo de construção possa criar representações diferentes." [GoF] Aplicação Builder permite que uma classe se preocupe com apenas uma parte da construção de um objeto. É útil em algoritmos de construção complexos. Use-o quando o algoritmo para criar um objeto complexo precisar ser independente das partes que compõem o objeto e da forma como o objeto é construído. Builder também suporta substituição dos construtores, permitindo que a mesma interface seja usada para construir representações diferentes dos mesmos dados. Use quando o processo de construção precisar suportar representações diferentes do objeto que está sendo construído. public abstract class Movel{ private String material; public String getmaterial(){return material;; public void setmaterial(string v){material=v;; public class Cama extends Movel{ private int tipo; public int gettipo(){return tipo; public void settipo(int v){tipo=v; public class GuardaRoupa extends Movel{ private int porta; public int getporta(){return porta; public void setporta(int v){porta=v; import java.util.*; public class Quarto{ List <Movel> movel = new ArrayList<Movel>(); public Quarto() { movel.add(new Cama()); movel.add(new GuardaRoupa()); public Movel getmovel(int id){ if (movel.size()>id) return movel.get(id); else return null;

3 1.2 Método Fábrica - Factory Method "Definir uma interface para criar um objeto mas deixar que subclasses decidam que classe instanciar. Factory Method permite que uma classe delegue a responsabilidade de instanciamento às subclasses." [GoF] Problema É possível criar um objeto sem ter conhecimento algum de sua classe concreta? Esse conhecimento deve estar em alguma parte do sistema, mas não precisa estar no cliente FactoryMethod define uma interface comum para criar objetos O objeto específico é determinado nas diferentes implementações dessa interface O cliente do FactoryMethod precisa saber sobre implementações concretas do objeto criador do produto desejado usando classe genérica Vantagens Criação de objetos é desacoplada do conhecimento do tipo concreto do objeto Conecta hierarquias de classe paralelas Facilita a extensibilidade

4 public abstract class Roupa { private int tamanho; public int gettamanho(){return tamanho; public void settamanho(int v){tamanho=v; public class Camisa extends Roupa{ private boolean mangacurta; public boolean getmangacurta(){return mangacurta; public void getmangacurta(boolean v){mangacurta=v; public class Calca extends Roupa{ private boolean frio; public boolean getfrio(){return frio; public void getfrio(boolean v){frio=v; public abstract class Criador { public abstract Roupa fabricaroupa(); public class Costureira extends Criador { private String nome; public String getnome(){return nome; public void setnome(string v){nome=v; public Roupa fabricaroupa() {return new Calca(); public class Confeccao extends Criador{ private String modelomaq; public String getmodelmaq(){return modelomaq; public void setmodelmaq(string v){modelomaq=v; public Roupa fabricaroupa() {return new Camisa(); 1.3 Fábrica Abstrata - Abstract Factory "Prover uma interface para criar famílias de objetos relacionados ou dependentes sem especificar suas classes concretas." [GoF]

5 Aplicabilidade Este padrão deve ser utilizado quando o programa deve ser configurado por famílias de classes. Todas as classes de uma mesma família devem ser utilizadas em conjunto. Consequências Fábrica abstrata permite a troca de toda uma coleção de classes sem grandes modificações no programa fonte; As classes concretas são conhecidas apenas pela fábrica abstrata; É difícil colocar classes novas no programa. É necessário acrescentar métodos na classe fábrica abstrata e em todas as subclasses; As classes dos produtos devem ter uma interface comum. Talvez seja necessário restringi-las para conseguir este objetivo. public abstract class Anel { public class AnelBijuteria extends Anel{ private int tipopedra; private int qtdpedra; public int gettipopedra(){return tipopedra;; public void settipopedra(int v){tipopedra=v;; public int getqtdpedra(){return qtdpedra;; public void setqtdpedra(int v){qtdpedra=v;; public class AnelOuro extends Anel{ private int tipopreciosa; private int qtdpreciosa; public int gettipopreciosa(){return tipopreciosa;; public void settipopreciosa(int v){tipopreciosa=v;; public int getqtdpreciosa(){return qtdpreciosa;; public void setqtdpreciosa(int v){qtdpreciosa=v;; public abstract class Colar { private int qtdpreciosa; public int getqtdpreciosa(){return qtdpreciosa; public void setqtdpreciosa(int v){qtdpreciosa=v;

6 public class ColarBijuteria extends Colar{ private int tipomaterial; public int gettipomaterial(){return tipomaterial; public void settipomaterial(int v){tipomaterial=v; public class ColarOuro extends Colar{ private int quilate; public int getquilate(){return quilate; public void setquilate(int v){quilate=v; public abstract class Joalheiro { public abstract Colar novocolar(); public abstract Anel novoanel(); public class JoalheiroBijuteria extends Joalheiro{ public Colar novocolar() {return new ColarBijuteria(); public Anel novoanel() {return new AnelBijuteria(); public class JoalheiroOuro extends Joalheiro{ public Colar novocolar() {return new ColarOuro(); public Anel novoanel() {return new AnelOuro(); 1.4 Protótipo - Prototype "Especificar os tipos de objetos a serem criados usando uma instância como protótipo e criar novos objetos ao copiar este protótipo." [GoF]

7 usando Curiously Recurring Template Pattern (CRTP) public abstract class Midia { protected String titulo; public String gettitulo(){return titulo; public void settitulo(string v){titulo=v; public abstract Midia clone(); public class Conserto { private Midia midia; public Midia getmidia(){return midia; public void setmidia(midia v){midia=v.clone(); public class Video extends Midia{ private String produtora; private String diretor; public String getprodutora(){return produtora; public void setprodutora(string v){produtora=v; public String getdiretor(){return diretor; public void setdiretor(string v){diretor=v; public Midia clone() { Video v = new Video(); v.settitulo(titulo); v.setprodutora(produtora); v.setdiretor(diretor); return v; public class Jogo extends Midia{ private String fabricante; private int console; public String getfabricante(){return fabricante; public void setfabricante(string v){fabricante=v; public int getconsole(){return console; public void setconsole(int v){console=v; public Midia clone() { Jogo j = new Jogo(); j.settitulo(titulo); j.setfabricante(fabricante); j.setconsole(console); return j;

8 public class Musical extends Midia{ private String autor; private String produtora; public String getautor(){return autor; public void setautor(string v){autor=v; public String getprodutora(){return produtora; public void setprodutora(string v){produtora=v; public Midia clone() { Musical m = new Musical(); m.settitulo(titulo); m.setautor(autor); m.setprodutora(produtora); return m; Conseqüências padrão Prototype permite que um cliente crie novos objetos ao copiar objetos existentes padrão protótipo esconde as classes dos objetos das sub-classes para os clientes; Object.clone() pode ser usado como implementação do Prototype pattern em Java mas é preciso lembrar que ele só faz cópias rasas: é preciso copiar também cada objeto membro e seus campos recursivamente. Vantagem Criar objetos deste modo é poder aproveitar o estado existente de um objeto 1.5 Recordador - Memento "Sem violar o encapsulamento, capturar e externalizar o estado interno de um objeto para que o objeto possa ter esse estado restaurado posteriormente." [GoF] O padrão memento é utilizado para armazenar e restaurar futuramente o estado de um objeto.. Aplicabilidade Um snapshot do (parte do) estado de um objeto precisa ser armazenada para que ele possa ser restaurado ao seu estado original posteriormente Uma interface direta para se obter esse estado iria expor detalhes de implementação e quebrar o encapsulamento do objeto Recordador permite capturar o estado de um objeto para que seja possível recuperá-lo posteriormente O meio de armazenamento utilizado depende de quando o objeto terá que ser recuperado e dos riscos envolvidos na não recuperação A aplicação mais comum de memento é o suporte a operações de Undo. Um memento é um pequeno repositório para guardar estado dos objetos Pode-se usar outro objeto, um string, um arquivo Recordador guarda um snapshot no estado interno de outro objeto - a Fonte Um mecanismo irá requisitar um memento da fonte quando ele necessitar verificar o estado desse objeto A fonte reinicializa o memento com informações que caracterizam seu estado atual Só a fonte tem permissão para recuperar informãções do memento (o memento é "opaco" aos outros objetos)

9 Consequências não violam a proteção de informação; podem usar muita memória. public class Endereco { private String logradouro; public Endereco(String v){logradouro=v; public String getlogradouro() {return logradouro; public void setlogradouro(string v) {logradouro=v; import java.util.*; public class Historico { private List<Endereco> end=new ArrayList<Endereco>(); public int size() {return end.size(); public void add(endereco e) {end.add(e); public Endereco get(int id) {return end.get(id); public class Cliente { private Historico histo=new Historico(); private String nome; private String logradouro; private int pos=0; private void setrecordador(endereco v) {logradouro=v.getlogradouro(); public String getnome(){return nome; public void getnome(string v){nome=v; public String getlogradouro(){return logradouro; public void getlogradouro(string v){logradouro=v; public void createendereco() { histo.add(new Endereco(logradouro)); pos=histo.size(); public boolean desfazerend(){ if(pos>0){ pos--; setrecordador(histo.get(pos-1)); return true; else return false; public boolean refazerend(){ if(pos<histo.size()){ pos++; setrecordador(histo.get(pos-1)); return true; else return false;