Адаптер (Adapter) преобразует интерфейс класса в некоторый другой интерфейс, ожидаемый клиентами

Лабораторная работа №21-23

Шаблоны проектирования

 

Цель работы: ознакомиться с основными шаблонами проектирования, научиться применять их при проектировании и разработке ПО.

Теоретические сведения

Шаблон проектирования или паттерн (англ. design pattern) в разработке программного обеспечения — повторимая архитектурная конструкция, представляющая собой решение проблемы проектирования в рамках некоторого часто возникающего контекста.

Обычно шаблон не является законченным образцом, который может быть прямо преобразован в код; это лишь пример решения задачи, который можно использовать в различных ситуациях.

Объектно-ориентированные шаблоны показывают отношения и взаимодействия между классами или объектами, без определения того, какие именно конечные классы или объекты приложения будут

использоваться.

Сообразное использование паттернов проектирования дает разработчику ряд неоспоримых преимуществ.

Приведем некоторые из них.

1) Модель системы, построенная в терминах паттернов проектирования, фактически является структурированным выделением тех элементов и связей, которые значимы при решении поставленной задачи.

2) Помимо этого, модель, построенная с использованием паттернов проектирования, более проста и наглядна в изучении, чем стандартная модель.

3) Тем не менее, несмотря на простоту и наглядность, она позволяет глубоко и всесторонне проработать архитектуру разрабатываемой системы с использованием специального языка.

4) Применение паттернов проектирования повышает устойчивость системы к изменению требований и упрощает неизбежную последующую доработку системы.

5) Кроме того, трудно переоценить роль использования паттернов при интеграции информационных систем организации.

6) Также следует упомянуть, что совокупность паттернов проектирования, по сути, представляет собой единый словарь проектирования, который, будучи унифицированным средством, незаменим для общения разработчиков друг другом.

7) Но самое главное любой шаблон проектирования может стать палкой о двух концах: если он будет применен не к месту, это может обернуться катастрофой и создать вам много проблем в последующем.

8) В то же время, реализованный в нужном месте, в нужное время, он может стать для вас настоящим спасителем.

Есть три основных вида шаблонов проектирования:

● структурные;

● порождающие;

● поведенческие.

Структурные шаблоны

Структурные шаблоны определяют различные сложные структуры, которые изменяют интерфейс уже существующих объектов или его реализацию, позволяя облегчить разработку и оптимизировать программу.

Порождающие шаблоны

Порождающие шаблоны проектирования, которые абстрагируют процесс инстанцирования.

Они позволяют сделать систему независимой от способа создания, композиции и представления объектов.

Шаблон, порождающий классы, использует наследование, чтобы изменять инстанцируемый класс, а шаблон, порождающий объекты, делегирует инстанцирование другому объекту.

Поведенческие шаблоны

Поведенческие шаблоны определяют взаимодействие между объектами, увеличивая таким образом его гибкость.

Нужно учесть, что шаблонов очень много, и рассмотрение всех шаблонов может занять целый учебный курс. Поэтому ниже кратко рассмотрены лишь некоторые из существующих паттернов. Если будет необходима дополнительная информация о конкретном шаблоне, то обращайтесь к литературе.

Рассмотрение структурных шаблонов

Адаптер (Adapter)

Адаптер (Adapter) преобразует интерфейс класса в некоторый другой интерфейс, ожидаемый клиентами.

Обеспечивает совместную работу классов, которая была бы невозможна без данного паттерна из-за несовместимости интерфейсов.

Адаптер уровня класса использует множественное наследование (интерфейс наследуется от одного класса, а реализация — от другого),

а в адаптере уровня объекта применяется композиция объектов (как правило, в объекте определяется ссылка на другой объект).

Паттерн применяется, если требуется использовать существующий класс с интерфейсом, не подходящим к нашим требованиям, а также если требуется создать повторно используемый класс, который должен взаимодействовать с заранее не известными или не связанными с ним классами, имеющими несовместимые интерфейсы.

Проблема: необходимо обеспечить взаимодействие несовместимых интерфейсов или создать единый устойчивый интерфейс для нескольких компонентов с разными интерфейсами.

Решение: преобразовать исходный интерфейс компонента к другому виду с помощью промежуточного объекта адаптера, то есть, добавить специальный объект с общим интерфейсом в рамках данного приложения и перенаправить связи от внешних объектов к этому объекту адаптеру.

 

 

 

Класс Adapter приводит интерфейс класса Adaptee в соответствие с интерфейсом класса Target (наследником которого является Adapter).

Это позволяет объекту Client использовать объект Adaptee (посредством адаптера Adapter) так, словно он является экземпляром класса Target.

Таким образом Client обращается к интерфейсу Target, реализованному в наследнике Adapter, который перенаправляет обращение к Adaptee.

Шаблон Адаптер позволяет включать уже существующие объекты в новые объектные структуры, независимо от различий в их интерфейсах.

Этот шаблон позволяет в процессе проектирования не принимать во внимание возможные различия в интерфейсах уже существующих классов.

Если есть класс, обладающий требуемыми методами и свойствами (по крайней мере, концептуально), то при необходимости всегда можно воспользоваться шаблоном Адаптер для приведения его интерфейса к нужному виду.

 

Реализация на C#

using System;

 

 namespace Adapter

 {

 

class MainApp

{

static void Main()

{

// Create adapter and place a request

Target target = new Adapter();

target.Request();

 

// Wait for user

Console.Read();

}

}

 

// "Target"

 

class Target

{

public virtual void Request()

{

Console.WriteLine("Called Target Request()");

}

}

 

// "Adapter"

 

class Adapter: Target

{

private Adaptee adaptee = new Adaptee();

 

public override void Request() /* Модификатор override требуется для расширения или изменения абстрактной или виртуальной реализации унаследованного метода, свойства, индексатора или события */ 

{

// Possibly do some other work

// and then call SpecificRequest

adaptee.SpecificRequest();

}

}

 

// "Adaptee"

 

class Adaptee

{

public void SpecificRequest()

{

Console.WriteLine("Called SpecificRequest()");

}

}

 }

 

Типичным примером использования шаблона Адаптер можно назвать создание классов, приводящих к единому интерфейсу функции языка PHP обеспечивающие доступ к различным СУБД.

Вариант решения данной проблемы с использованием шаблона Адаптер показан на рисунке.

 

Рис. 1

 

Фасад (Facade)

Фасад (Facade) предоставляет унифицированный интерфейс к множеству интерфейсов в некоторой подсистеме. Определяет интерфейс более высокого уровня, облегчающий работу с подсистемой.

Фасад позволит отделить подсистему как от клиентов, так и от других подсистем, что, в свою очередь, способствует повышению степени независимости и переносимости.

Если подсистемы зависят друг от друга, то зависимость можно упростить, разрешив подсистемам обмениваться информацией только через фасады.

Клиенты общаются с подсистемой, посылая запросы фасаду.