Object-Oriented Design & Patterns

Cay S. Horstmann

Chapitre 10

Plus de patrons de conception

Matière du chapitre

• Le patron ADAPTER
• Actions et le patron COMMAND
• Le patron FACTORY METHOD
• Le patron PROXY
• Le patron SINGLETON
• Le patron VISITOR
• D'autres patrons de conception

Adaptateurs

• Adaptateur de cable : adapte une prise de cable à une prise murale
• Programmation OO ; On veut adapter la classe au type interface étranger
• Exemple : Ajouter CarIcon à un container
• Problème : Les containers prennent des composants, pas des icônes
• Solution : Créer un adaptateur qui adapte un Icon à un Component
• Ch10/adapter/IconAdapter.java
• Ch10/adapter/IconAdapterTester.java
  

Le patron ADAPTER

Contexte

1. On veut utiliser la classe existante (adaptee) sans la modifier.
   
2. Le contexte dans lequel on veut utiliser la classe demande une interface cible différente de "adaptee".
   
3. L'interface cible et l'interface "adaptee" sont conceptuellement reliées.

Le patron ADAPTER

Solution

1. Définir une classe adaptateur qui implémente l'interface cible.
   
2. La classe adaptateur contient une référence vers "adaptee". Elle traduit les méthodes cibles vers les méthodes de "adaptee".
   
3. Le client place ("wraps") l'objet adapté dans un objet de la classe adaptateur.

Le patron ADAPTER

Le patron ADAPTER

Le patron ADAPTER

• Dans la bibliothèque stream
• Input streams lit des octets
• Readers lit des caractères
• Encodage Non-ASCII : plusieurs octets par caractère
• System.in est un stream
• Et si on veut lire des caractères ?
• Adapter stream à reader
• InputStreamReader

Le patron ADAPTER

Actions d'un interface usager

• Plusieurs routes pour le même action
• Exemple : Couper un bloc de texte
  • Select Edit->Cut du menu
  • Clique sur le bouton de la barre d'outils
  • Appuyer Ctrl+X
• L'action peut être non-permise (si rien n'est sélectionné)
• L'action a un état
• L'action doit être un objet

Actions d'un interface usager

Le type interface Action

• Étend ActionListener
• Peut être activée ou désactivée
• État additionnelle, incluant
  • Nom de l'action
  • Icône
• helloAction.putValue(Action.NAME, "Hello");
• menu.add(helloAction);
• Étend la classe de convenance AbstractAction

Le type interface Action

Exemple d'action

• Ch10/command/CommandTester.java
• Ch10/command/GreetingAction.java
  

Le patron COMMAND

Contexte

1. On veut implémenter des commandes qui se comportent comme des objets
   
   • parce qu'on a besoin de conserver de l'information additionnelle avec la commande.
   • parce qu'on veut collectionner les commandes.

Le patron COMMAND

Solution

1. Définir un type interface "command" avec une méthode pour exécuter la commande.
   
2. Fournir les méthodes dans le type interface "command" pour manipuler l'état des objets "command".
   
3. Chaque classe concrète qui représente une commande implémente le type interface "command".
   
4. Pour invoquer la commande, appeler la méthode d'exécution.

Le patron COMMAND

Le patron COMMAND

Méthodes de fabrique (Factory methods)

• Toute collection peut produire un itérateur
  Iterator iter = list.iterator()
• Pourquoi ne pas utiliser un constructeur ?
  Iterator iter = new LinkedListIterator(list);
• Problème : pas générique
  Collection coll = ...;
  Iterator iter = new ???(coll);
• Une méthode de fabrique fonctionne pour toutes les collections
  Iterator iter = coll.iterator();
• Polymorphisme !

Le patron FACTORY METHOD

Contexte

1. Le type (le créateur) crée les objets pour un autre type (le produit).
   
2. Les sous-classes du type créateur ont besoin de créer différents types d'objets produit.
   
3. Les clients n'ont pas à connaître le type exacte des objets produit.

Le patron FACTORY METHOD

Solution

1. Définir un type créateur qui exprime la ressemblance de tous les créateurs.
   
2. Définir un type produit qui exprime la ressemblance de tous les produits.
   
3. Définir une méthode, appelée la méthode fabrique (factory method), dans le type créateur.
   La méthode fabrique (factory method) permet d'obtenir un objet produit.
   
4. Chaque classe concrète créateur implémente la méthode fabrique qui retourne un objet de la classe concrète du produit.

Le patron FACTORY METHOD

Le patron FACTORY METHOD

Pas une FACTORY METHOD

• Les méthodes ressemblant à une méthode fabrique ne sont pas toutes des instances de ce patron
• Créer des instances de DateFormat
  DateFormat formatter = DateFormat.getDateInstance();
  Date now = new Date();
  String formattedDate = formatter.format(now);
• getDateInstance est une méthode statique
• Pas de création polymorphique

Proxies

• Proxy : une personne qui est autorisée à agir au nom d'une autre personne
• Exemple : Instanciation retardée d'un objet
• Très coûteux de charger une image
• Pas nécessaire de charger une image que l'usager ne regarde pas
• Le proxy diffère le chargement jusqu'à ce qu'un usager clique sur l'onglet

Chargement différé d'une image

Chargement différé d'une image

• Normalement, le programmeur utilise une étiquette d'image :
  JLabel label = new JLabel(new ImageIcon(imageName));
• Utiliser plutôt un proxy :
  JLabel label = new JLabel(new ImageProxy(imageName));
• paintIcon charge l'image si elle n'est pas déjà chargée
  public void paintIcon(Component c, Graphics g, int x, int y)
  {
     if (image == null) image = new ImageIcon(name);
     image.paintIcon(c, g, x, y);
  }

Proxies

• Ch10/proxy/ImageProxy.java
• Ch10/proxy/ProxyTester.java
• "Tout problème en informatique peut être résolu par un niveau supplémentaire d'indirection"
• Autre utilité des "proxies" : invocation de méthode distante

Le patron PROXY

Contexte

1. Une classe (le sujet réel) fournit un service qui est spécifié par un type interface (le type du sujet)
2. Il y a un besoin de modifier le service pour le rendre plus versatile.
   
3. Le client et le sujet réel ne doivent pas être affectés par la modification.

Le patron PROXY

Solution

1. Définir une classe proxy qui implémente le type interface sujet.
   Le proxy contient une référence sur le sujet réel, ou il s'est comment le localiser.
   
2. Le client utilise l'objet proxy.
   
3. Chaque méthode du proxy invoque la même méthode sur le sujet réel et fournit les modifications nécessaires.

Le patron PROXY

Le patron PROXY

Les singletons

• Un générateur de nombres aléatoires génère un séquence prédictible de nombres
• Exemple : seed = (seed * 25214903917 + 11) % 2⁴⁸
• Convenable pour déverminer : peut reproduire une séquence de nombres
• Seulement si tous les clients utilisent le même générateur de nombres
• Classe singleton = classe avec une seule instance

Générateur de nombres aléatoires singleton

Le patron SINGLETON

Contexte

1. Tous les clients ont besoin d'accéder la seule instance partagée d'une classe.
   
2. On veut s'assurer qu'aucune autre instance ne peut être créée accidentellement.

Le patron SINGLETON

Solution

1. Définir une classe avec un constructeur privé.
   
2. La classe construit une seule instance d'elle-même.
   
3. Fournir une méthode qui retourne une référence de la seule instance.

Pas un SINGLETON

• Une boîte d'outils utilisée pour déterminer la taille de l'écran et d'autres paramètres du système de fenêtres
• La classe Toolkit retourne la boîte d'outils par défaut
  Toolkit kit = Toolkit.getDefaultToolkit();
  
• Ce n'est pas un singleton -- on peut obtenir d'autres instances de Toolkit
• La classe Math n'est pas un exemple du patron singleton
• Aucun objet de la classe Math n'est créé

Les hiérarchies inflexibles

• Comment peut-on ajouter des opérations dans des hiérarchies composées ?
• Exemple : AWT Component, Container, etc. forme une hiérarchie
• Beaucoup d'opérations : getPreferredSize, repaint
• On ne peut pas ajouter de nouvelles méthodes sans modifier la classe Component
• Le patron VISITOR résoud ce problème
• Chaque classe doit supporter une méthode
  void accept(Visitor v)

Les hiérarchies inflexibles

Les visiteurs

• Visitor est un type interface
• Fournir une classe séparée pour chaque nouvelle opération
• La forme la plus simple de méthode accept :
  public void accept(Visitor v) { v.visit(this); }
• Le programmeur doit implémenter visit

Les visiteurs

• Problème : Une opération peut être différente pour des types d'éléments différents
• On ne peut utiliser le polymorphisme
• Le polymorphisme assume un ensemble fixe de méthodes, défini dans les superclasses
  
• Truc : On peut utiliser un ensemble variable de méthodes si l'ensemble des classes est fixe
• Fournir des méthodes de visiteur séparées :
  public interface Visitor
  {
     void visitElementType1(ElementType1 element);
     void visitElementType2(ElementType2 element);
     ...
     void visitElementTypen(ElementTypen element);
  }

Les visiteurs

• Exemple : Arbre de répertoires
• Deux genres d'élément : DirectoryNode, FileNode
• Deux méthodes dans le type interface visiteur :
  void visitDirectoryNode(DirectoryNode node)
  void visitFileNode(FileNode node)

Répartition double

• Chaque type d'élément fournit des méthodes :
  public class ElementType_i
  {
     public void accept(Visitor v) { v.visitElementType_i(this); }
     ...
  }
• Complètement mécanique
• Exemple :
  public class DirectoryNode
  {
     public void accept(Visitor v) { v.visitDirectoryNode(this); }
     ...
  }
  

Exemple de visiteur

• La classe standard File dénote les fichiers et les répertoires
• Conception amélioré : FileNode, DirectoryNode
• Type interface commun : FileSystemNode
• Accepte FileSystemVisitor
• Méthodes du visiteur :
  visitFileNode
  visitDirectoryNode

Exemple de visiteur

Exemple de visiteur

• Visiteur actuel : PrintVisitor
• Affiche le nom des fichiers (dans visitFileNode)
  
• Liste le contenu des répertoires (dans visitDirectoryNode)
  
• Maintient le niveau d'indentation
  ..
     command
       CommandTester.java
       GreetingAction.java
     visitor
       FileNode.java
        DirectoryNode.java

Exemple de visiteur

• ch10/visitor/FileSystemNode.java
• ch10/visitor/FileNode.java
• ch10/visitor/DirectoryNode.java
• ch10/visitor/FileSystemVisitor.java
• ch10/visitor/PrintVisitor.java
• ch10/visitor/VisitorTester.java

Exemple de répartition double

• DirectoryNode node = new DirectoryNode(new File(".."));
  node.accept(new PrintVisitor());
  
• node is a DirectoryNode
• Polymorphisme : node.accept appelle DirectoryNode.accept
• Cette méthode appelle v.visitDirectoryNode
• v est un PrintVisitor
• Polymorphisme : appelle PrintVisitor.visitDirectoryNode
• Deux appels polymorphiques déterminent
  • le type de noeud
  • le type de visiteur

Exemple de répartition double

Le patron VISITOR

Contexte

1. Une structure d'objet contient des éléments de classe de plusieurs types, et on veut accéder aux opérations qui dépendent du type des objets.
   
2. L'ensemble des opérations doit être extensible dans le temps.
   
3. L'ensemble des éléments de classe est fixe.

Le patron VISITOR

Solution

1. Définir un type interface "visitor" qui a des méthodes pour visiter les éléments de tous les types donnés.
   
2. Chaque élément de classe définit une méthode "accept" qui invoque la bonne méthode sur le paramètre du visiteur.
   
3. Pour implémenter une opération, définir une classe qui implémente le type interface "visitor" et fournit les actions des opérations pour chaque type d'élément.

Le patron VISITOR

Le patron VISITOR

D'autres patrons de conception

• Abstract Factory
• Bridge
• Builder
• Chain of Responsibility
• Flyweight
• Interpreter
• Mediator
• Memento
• State

Conclusion : Qu'avez-vous appris

1. Conception orientée object
   La méthodologie de conception
   Cartes CRC et diagramme UML
   Patrons de conception
   
2. Java avancé
   Types Interface, polymorphisme et héritage
   Classes imbriquées
   Introspection  
   Multithreading  
   Collections
   
3. Programme d'interface usager
   Construire des applications Swing
   Gestion des évènements
   Programmation de graphiques