Ingineria programarii: Sabloane de proiectare creationale 2

8/13/2019 Ingineria programarii: Sabloane de proiectare creationale 2

1/54

Ingineria programrii

6. abloane de proiectarecreaionale (II)

Florin LeonUniversitatea TehnicGheorghe Asachi din IaiFacultatea de Automatici Calculatoare

http://florinleon.byethost24.com/curs_ip.htm

Florin Leon, Ingineria programarii, http://florinleon.byethost24.com/curs_ip.htm


2/54

abloane de proiectarecreaionale (II)

1. Singleton2. Prototip

3. Constructor4. Concluzii



3/54

3

Terminologie

Singleton

Prototype = Prototip

Builder = Constructor ( constructorul uneiclase, fr. Monteur, montator, asamblor)



4/54

Not

Programele care implementeaz abloaneledescrise i care pot fi descrcate din paginacursului sunt parte integrant a prezentrii

4Florin Leon, Ingineria programarii, http://florinleon.byethost24.com/curs_ip.htm


5/54


6/54

6

Singleton

De multe ori este nevoie s garantm faptul ca o clas s aib osingur instan (sau un numr limitat) Bazin de resurse (engl. resource pool)

De exemplu: fire de execuie, conexiuni de reea

Registrul Windows Gestionarea unui set de preferine

Interfa cu sistemul de operare

Drivere pentru dispozitive

De exemplu: imprimant, plac grafic, controller Depozit de date (engl. data repository)

Un singleton este o clas care poate avea doar o singurinstan



7/54

7

Implementarea clasic

Scop:Asigur faptul c o clas aredoar o singur instan i furnizeazun punct de acces global ctre aceasta



8/54

8

Alternative

Variabil global static Se aloc automat, chiar dac nu va fi folosit

Iniializarea ntrziat este util n cazul ncare obiectul folosete multe resurse Instana nu se aloc dect n momentul utilizrii

efective

Spre deosebire de varianta static, clasaSingleton se poate deriva



9/54

9

Structur

Singleton

- theInstance : Singleton = null

- Singleton()

+ instance() : Singleton

Client

if ( theInstance == null )

theInstance = new Singleton()

return instance



10/54

10

Comportament

:Client Singleton:Class

s:Singleton

s=instance()

[no instance]

create

sd SingletonBehavior

opt



11/54

11

Multithreading

Dou fire de execuie diferite pot accesaseciunea simultan i pot instania douobiecte



12/54

12

Abordarea 1

seciune sincronizat

toate citirile se fac dup

blocare iar toate scrierile sefac nainte de deblocare

performaele scad datorit

blocrii/deblocrii la fiecare accesFlorin Leon, Ingineria programarii, http://florinleon.byethost24.com/curs_ip.htm


13/54

13

Abordarea 2

double-checked locking



14/54

14

Modificatorul volatile utilizatpentru un cmp accesat de maimulte fire se execuie asigurfaptul c un fir de execuie citete

valoarea cea mai recent acmpului, setat de un alt fir deexecuie.

Sistemul citete valoarea curenta unui obiect volatil n momentul

solicitrii, chiar dac instruciuneaprecedent a citit valoareaaceluiai obiect. De asemenea,valoarea obiectului este scrisimediat dup atribuire.

Abordarea 2



15/54

15

Abordarea 3

detalii n slide-ul urmtor



16/54

16

Flagul beforef ieldini t (I)



17/54


18/54

Constructorul static

n exemplul de mai jos, dac flag-ul beforefieldinitestesetat, este posibil ca r1s nu fie iniializat cnd seapeleaz metodele Method1i Method2, deoarecemetodele nu acceseaz cmpulr1

n general, se recomand folosirea constructorului static,pentru a evita defecte subtile, greu de depistat

18



19/54

19

Alte probeme

Java Classloader

Garbage collector

C++ Resursele folosite de un Singleton trebuie dezalocate la

nchiderea aplicaiei

Singleton-ul Meyers definete instana ca o variabil local

static ntr-o funcie, care returneaz o referin la ea O astfel de definiie invoc destructorul Singleton nainte

de terminarea programului, prevenind scurgerile dememorie (engl. memory leaks)



20/54

20

Singleton n C++

GoF: instana este creat cndse apeleaz prima datfuncia, dar nu este distrus

Meyers: instana este creat la feldar destructorul se apeleaz

nainte de terminarea programului



21/54

21

Exemple C#

Cele 4 variante...

Structura...

Load Balancer...



22/54

Cele 4 variante

22



23/54

Structura

23



24/54

Load Balancer

24



25/54

25

Discuie

Unele abloane sunt implementate folosind unSingleton De exemplu, o Fabric Abstractpoate utiliza un Singleton

pentru a asigura unicitatea fabricii Fabriciletrebuie s fie accesibile global; prin folosirea unui

Singleton, se asigur faptul c o singur fabricva controlacrearea obiectelor

Aceast abordare este util dac fabricaaloc instanele

de obiecte dintr-un bazin (engl. pool) de obiecte



26/54



3. Constructor

4. Concluzii



27/54

27

Clonarea

O alternativ la instanierea unei clase esterealizarea unei cpii a unui obiect O clon este o copie a unui obiect

Clona are starea sursei la momentul crerii



28/54

28

Copii superficiale i profunde

engl. shallow copies, deep copies

La copierea obiectelor care au referine la alteentiti (de exemplu obiecte) se pune ntrebarea:

trebuie copiate referinele sau entitile refereniate? Copie superficial: se copie referinele

Copie profund: se copie entitile refereniate iorice alte entiti refereniate recursiv

Tipul de copiere recomandat depinde de situaie



29/54

29

Copii superficiale i profunde



30/54


31/54

31

Structur

interfacePrototype

clone()

Client

ConcretePrototype1

ConcretePrototype2

prototype



32/54

32

Comportament

:Client :Prototype

p:Prototypep=clone() create

sd PrototypeBehavior



33/54

33

Exemplu: prototipuri grafice

Se poate construi un editor de note muzicaleparticulariznd un editor grafic general



34/54

34

Template-urile Word

Template-urile sunt prototipuri de documente completateparial, care urmeaz s fie modificate de utilizator



35/54

Font-uri C#

textBox.Font = new Font(textBox.Font, newStyle);

35



36/54

Clonare n C#

Clonare superficial

Clonare profund

36



37/54

37

Exemple C#

Structura...

Color Manager...

Swimmers...



38/54

38

Structura



39/54

39

Color Manager



40/54

40

Swimmers



41/54

41

Aplicabilitate

Cnd clienii trebuie decuplai de produse: Dac clasele care trebuie instaniate sunt specificate n

momentul execuiei (de exemplu ncrcare dinamic)

Pentru a evita construirea unei ierarhii de fabrici paralelecu ierarhia de produse

Dac instanele unei clase pot avea una sau doar ctevacombinaii distincte de stare

Prototipuleste asemntorcu Metoda Fabric, nsfolosete clonarea n loc de instaniere



42/54

42

Dificulti

Se poate dori iniializarea unor valori dup clonare

Problema principal este legat de tipul clonrii

Clonarea superficial poate afecta datele partajate

n cazul unei clone profunde, toate componenteleclonei trebuie s fie clone ale componentelorprototipurilor

Clonarea profund este imposibil n cazulreferinelor circulare



43/54



3. Constructor

4. Concluzii



44/54

44

Constructor

Scop: separarea construciei unui obiectcomplex de reprezentarea sa astfel nctacelai proces de construcie s poat crea

reprezentri diferite



45/54


46/54


47/54

47

Structura



48/54

48

Vehicle Builder



49/54

49

Equities



50/54

50

Aplicabilitate

Cnd algoritmul de creare a unui obiect complexeste independent de prile care compunobiectul i de modul lor de asamblare

Cnd procesul de construcie trebuie s permitreprezentri diferite pentru obiectul construit

ablonul este des folosit n realizarea parserelor

pentru diferite formate



51/54

51

Discuie(I)

Constructorulcreeaz un obiect complex pas cu pas.Fabrica Abstractcreeaz familii de obiecte, cte uncomponent odat

Produsul este returnat de Constructorca ultim pas,Fabrica Abstractreturneaz un produs imediat

Constructorulncapsuleazlogica modului n care esteasamblat un obiect complex, astfel nct clientul poatedoar s cear o configuraie iar Constructoruldirecioneaz logica de construire

Fabrica Abstracteste preocupat de CE se realizeaz,Constructoruleste preocupat de CUM se realizeaz



52/54

52

Discuie(II)

Deseori, proiectarea ncepe cu Metoda Fabric(maisimpl) i evolueaz ctre alte abloane mai flexibile imai complexe (Prototip, Constructor, Fabrica Abstract)

Constructorulpoate utiliza alte abloane pentru aimplementa componentele care se construiesc

Constructorul, Fabrica Abstracti Prototipulpot utiliza unSingletonpentru implementare

Constructorulconstruiete deseori o Compunere(engl. Composite, ablon structural)



53/54

53

abloane nrudite

Prototip Fabricaabstract

Constructor

Un obiect folosit pentru a creaalte obiecte-produs specifice

Obiectul fabricproduse din mai

multe clase

Un produs complexeste construit

incremental

Produsul este creatprin copierea i

modificarea unuiobiect prototip



54/54

54

Concluzii

ablonul Singletongaranteaz c dintr-o claspoate exista numai o singur instan

ablonul Prototipare ca scop clonarea

instanelor de obiecte n momentul execuiei pebaza unor obiecte prototip

ablonul Constructorabstractizeaz paii de

construire a unui obiect astfel nct diferiteimplementri ale acestor pai pot construireprezentri diferite ale obiectelor

Ingineria programarii: Sabloane de proiectare creationale 2

Documents

Transcript of Ingineria programarii: Sabloane de proiectare creationale 2