Padrões Comportamentais

(1)

(2)

Formulário para Descrição de Padrões

Nome e Classificação

Intenção

Também Conhecido

Como

Motivação

Aplicabilidade

Estrutura

Participantes

Colaboradores

Conseqüências

Implementação

Exemplo de Código

Usos Conhecidos

Padrões

Relacionados

(3)

Notação de Classes e Objetos

ClasseAbstrata

operaçãoAbstrata()

SubclasseConcreta1

operação()

variávelDeInstância

referencia objeto

agrega

cria

pseudo código

ClasseConcreta

um

muitos

umObjeto

referênciaAObjeto

outroObjeto

variávelDeInstância

SubclasseConcreta2

(4)

Diagrama de Interação de Objetos

umObjeto

operação a

ti

v

a

sobre

o

ob

jet

o

TEMPO

outroObjeto.método()

this.método()

outroObjeto

outroObjeto = new Objeto()

(instanciação)

(5)

Padrões Comportamentais(1/2)

Tratam de algoritmos e como atribuir responsabilidades entre

objetos

ChainOf

Responsibility

exec

Command

new

exec()

Interpreter

&

|

b

c

a

_*

Iterator

Mediator

_Memento

(6)

Observer(s)

30%, 20%, 50%

Padrões Comportamentais(2/2)

Tratam de algoritmos e como atribuir responsabilidades entre

objetos

Visitor

State

_Strategy

a() b()

a()

b()

TemplateMethod()

a(..);

...

b(..);

Visitor

30%, 10%, 60%

(7)

Padrões Comportamentais

Enquanto se concentram apenas na

forma como os objetos são conectados,

criam complexos fluxos de controle que

são difíceis de seguir em runtime.

De Classe

baseados no uso de herança

De Objeto

(8)

Padrões Comportamentais

Chain of Responsibility

- Encadeamento de

Atendentes

Command - Comando

Interpreter

-Interpretador

Iterator - Iterador

Mediator - Mediador

Memento - Lembrança

Observer - Observador

State - Estado

Strategy - Estratégia

Template Method

-Esqueleto de Método

Visitor - Visitante

(9)

Padrões Comportamentais

Chain of Responsibility - Encadeamento de

Atendentes

(Objeto) Evita acoplamento entre solicitantes e

atendentes permitindo que mais de um objeto tenha chance de

tratar da solicitação. Encadeia os atendentes e passa a solicitação

através desta cadeia até que algum deles a trate.

Command - Comando

(Objeto) Encapsula uma solicitação no

interior de um objeto, permitindo que se parametrize clientes com

diferentes solicitações, filas ou registros de solicitações, suportando

ainda o cancelamento de solicitações.

Interpreter - Interpretador

(Classe) Dada uma linguagem,

cria uma representação para a gramática da linguagem, juntamente

com um interpretador que utilizar esta representação para

(10)

Padrões Comportamentais

Iterator - Iterador

(Objeto) Provê uma forma de acessar

seqüencialmente os elementos de um agregado de objetos, sem

expor a representação interna deste agregado.

Mediator - Mediador

(Objeto) Define um objeto que encapsula

o modo como um conjunto de objetos interage. Promove um

acoplamento fraco entre objetos, evitando que referenciem

diretamente um ao outro e permitindo que se possa variar a

interação entre eles de modo independente.

Memento - Lembrança

(Objeto) Sem violar encapsulamento,

captura e armazena externamente o estado de um objeto, de modo

que o estado anterior de um objeto possa ser posteriormente

(11)

Padrões Comportamentais

Observer - Observador

(Objeto) Define uma dependência

1-para-n entres objetos, de modo que quando o estado de um objeto

é alterado todos seus dependentes são notificados e atualizados

automaticamente.

State - Estado

(Objeto) Permite que um objeto altere seu

comportamento quando seu estado interno se modifica. O objeto

parecerá ter mudado de classe.

Strategy - Estratégia

(Objeto) Define uma família de

algoritmos, encapsula cada um, e os faz inter-cambiáveis. Permite

que o algoritmo varie independentemente dos clientes que o

(12)

Padrões Comportamentais

Template Method - Esqueleto de Método

(Classe)

Define o esqueleto de um algoritmo através de uma operação,

deixando que subclasses refinem o restante do algoritmo.

Permitem que subclasses redefinam certos aspectos de um

algoritmo sem modificar a estrutura do algoritmo.

Visitor - Visitante

(Objeto) Representa uma operação a ser

executada sobre os elementos da estrutura de um objeto.

Visitantes permitem que se definam novas operações sem

modificar as classes dos elementos sobre as quais ele atua.

(13)

Chain of Responsibility

ChainOf

Responsibility

(14)

Padrão

Chain of Responsibility

Intenção

Evita acoplamento entre solicitantes e atendentes permitindo

que mais de um objeto tenha chance de tratar da solicitação.

Encadeia os atendentes e passa a solicitação através desta

cadeia até que algum deles a trate.

Motivação

Considere, por exemplo, a construção de um conjunto de helps

(auxílios) em uma GUI.

Suponha que o usuário possa obter auxílio a partir de qualquer parte

da interface pressionnando, F1. O help deve então ser sensível ao

contexto onde foi ativado.

Nestes casos torna-se natural criar vários níveis de auxílio, se aplicando

da situação mais específica à mais geral.

Quando o contexto mais específico não dispuser de auxílio, o contexto

de auxílio imediatamente superior deve ser ativado.

A idéia do padrão é facilitar o desacoplamento entre o solicitante

(15)

Client

_Handler

handleRequest()

ConcreteHandler2

handleRequest()

Padrão

Chain of Responsibility

Estrutura e Participantes

ConcreteHandler1

handleRequest()

(16)

Padrão

Chain of Responsibility

Aplicabilidade

Use o Padrão quando:

Mais de um objeto pode tratar de um pedido, e o tratador de

pedidos (handler) não é conhecido a priori. O handler deve ser

buscado automaticamente de forma ascendente.

Você quer emitir um pedido para um de vários objetos sem

especificar o recebedor de forma explícita.

O conjunto de objetos que pode tratar de um pedido deve ser

configurado dinamicamente.

(17)

Padrão

Chain of Responsibility

Conseqüências

Acoplamento reduzido

Evita que um objeto (client) seja forçado a tomar conhecimento

do outro (handler)

O objeto só precisa saber que o pedido foi tratado

apropriadamente

A estrutura da cadeia não precisa ser conhecida

Flexibilidade na atribuição de responsabilidades para

objetos (subclasses, alteração dinâmica da cadeia)

(18)

Padrão

Chain of Responsibility

Exercícios

Observe os trechos de código das próximas 2 páginas e

veja como funciona a Chain of Responsibility do

tratamento de eventos no AWT 1.0.

Veja também detalhes do código fonte das classes

Component

(19)

Class Component {

..

public boolean postEvent(Event e) {

if (handleEvent(e)) {

e.consume();

return true;

}

Component parent = this.parent;

...

if (parent != null) { ...

if (parent.postEvent(e)) {

e.consume();

return true;

}

return false;

}

(20)

public class BancoApplet extends Applet {

Button clientesButton, contasButton, crediteButton, debiteButton;

public boolean handleEvent(Event evt) {

if (evt.id == Event.ACTION_EVENT) {

if (evt.target == clientesButton) {

...

} else if (evt.target == contasButton) {

...

} else if (evt.target == crediteButton) {

...

} else if (evt.target == debiteButton) {

...

}

} else {

return super.handleEvent(evt);

}

(21)

Command

exec

Command

new

(22)

Padrão

Command

Intenção

Encapsula uma solicitação no interior de um objeto, permitindo que se

parametrize clientes com diferentes solicitações, filas ou registros de

solicitações, suportando ainda o cancelamento de solicitações.

Motivação

Algumas vezes é necessário se fazer uma solicitação de serviço

sem conhecimento algum do tipo de operação que está sendo

requerida.

Na construção de um menu, por exemplo.

O padrão Command permite que um menu possa solicitar

execução de pedidos sem conhecer a natureza destes pedidos,

pois o próprio objeto encapsula os detalhes da execução do

pedido.

(23)

receiver.action();

Client

Receiver

action()

ConcreteCommand

execute()

Command

execute()

Padrão

Command

Estrutura e Participantes

state

Invoker

receiver

(24)

Padrão

Command

Colaborações

anInvoker

aCommand

aClient

aReceiver

aCommand = new Command

StoreCommand(aCommand)

execute()

action()

(25)

Padrão

Command

Aplicabilidade

Parametrizar objetos com uma ação a executar.

Tal parametrização pode ser feita com funções de callback em

linguagens imperativas. Comandos são um substituto orientado a

objetos para callbacks.

Especificar, armazenar e executar pedidos em

momentos diferentes.

Commands podem ser transferidos entre espaços de endereçamento e

máquinas.

Suportar undo

A operação execute pode armazenar o estado para reverter os efeitos

do próprio comando.

Suportar ‘logs’ de modificações

Através da inclusão de undoable Commands em meio persistente.

Estruturar um sistema em torno de operações de alto

nível

Constituídas internamente por várias operações primitivas. Facilidades

para extensão do sistema.

(26)

Padrão

Command

Conseqüências

Desacoplamento do objeto que invoca uma operação,

do outro que executa esta operação

Comandos são objetos, e como tal podem ser

manipulados e refinados.

Comandos podem ser compostos, criando

MacroCommands

(27)

Padrão

Command

Exercícios

Veja a capacidade de suporte à implementação dinâmica

do padrão Command dentro dos pacotes java.lang e

java.lang.reflect

Class java.lang.Class

⌧

Method[] getMethods();

Classe java.lang.reflect.Method

⌧

Object invoke(Object target, Object[] args);

(28)

Interpreter

&

|

b

c

a

_*

(29)

Padrão Interpreter

Intenção

Dada uma linguagem, cria uma representação para a gramática da

linguagem, juntamente com um interpretador que utilizar esta

representação para interpretar sentenças na linguagem.

Motivação

Quando uma estrutura de problema particular ocorre várias vezes,

pode ser interessante representá-la através de uma sentença em uma

linguagem simples, de modo a solucionar o problema através da

construção de um interpretador para esta sentença.

Em várias destas situações, em vez de construir algoritmos de

interpretação manualmente, um interpretador genérico de expressões

regulares pode solucionar o problema rapidamente.

O padrão Interpreter usa classes para representar cada regra de uma

gramática (expressão regular).

(30)

Padrão

Interpreter

Aplicabilidade

Use o Padrão quando:

A gramática é simples

⌧

Para gramáticas complexas a hierarquia de classes se torna difícil

de gerenciar. Neste caso, geradores de parsers são uma alternativa

melhor.

Eficiência não é uma questão crítica

⌧

Código intermediário permite maior eficiência

⌧

Expressões podem ser traduzidas para máquinas de estado finito

(31)

Padrão

Interpreter

Conseqüências

É fácil modificar e estender a gramática

Implementar a gramática também é fácil

Gramáticas complexas são difíceis de manter

Adicionar novas formas de interpretar expressões é

simples

(32)

Iterator

(33)

Padrão

Iterator (Cursor)

Intenção

Provê uma forma de acessar seqüencialmente os elementos de um

agregado de objetos, sem expor a representação interna deste

agregado.

Motivação

Objetos agregados como listas, tabelas hash, dicionários, etc,

devem permitir que se acessem seus elementos de modo

abstrato, sem que a representação interna de sua estrutura seja

exposta

Eventualmente também pode se desejar fazer duas travessias

concorrentes sobre um mesmo objeto agregado.

(34)

Return new ConcreteIterator(this);

Client

Aggregate

createIterator()

ConcreteAggregate

createIterator()

Padrão

Iterator

Estrutura e Participantes

Iterator

first()

next()

isDone()

currentItem()

ConcreteIterator

(35)

Padrão

Iterator

Aplicabilidade

Use o Padrão Iterator quando:

Se deseja acessar o conteúdo de um objeto agregado sem

expor sua representação interna

Se deseja suportar múltiplas travessias de um objeto agregado

Se quer prover uma interface uniforme para atravessar

(36)

Padrão

Iterator

Conseqüências

Suporte a variações na maneira de se atravessar um

objeto agregado (pre-order, pós-ordem, em-ordem)

Simplificação da interface do agregado

(37)

Padrão

Iterator

Exercícios

Observar o uso de agregados no pacote java.util.

JDK 1.1 - Hashtable, Vector, Enumeration

JDK 1.2 - Collection, Iterator

Hash Table Resizable Array Balanced Tree Linked List

HashSet TreeSet

ArrayList

LinkedList

HashMap TreeMap

Set

List

Map

IMPLEMENTAÇÕES - JDK 1.2

INTERF

A

C

ES

(38)

Mediator

(39)

Padrão

Mediator

Intenção

Define um objeto que encapsula o modo como um conjunto de objetos

interage. Promove um acoplamento fraco entre objetos, evitando que

referenciem diretamente um ao outro e permitindo que se possa variar

a interação entre eles de modo independente.

(40)

Padrão

Mediator

(41)

Padrão

Mediator

Aplicabilidade

(42)

Padrão

Mediator

(43)

Padrão

Mediator

(44)

Memento

(45)

Padrão

Memento

Intenção

Sem violar encapsulamento, captura e armazena externamente o

estado de um objeto, de modo que o estado anterior de um objeto

possa ser posteriormente restaurado.

(46)

Padrão

Memento

(47)

Padrão

Memento

Aplicabilidade

(48)

Padrão

Memento

(49)

Padrão

Memento

(50)

Observer

Observer(s)

30%, 20%, 50%

30%, 10%, 60%

(51)

Padrão Observer

Intenção

Define uma dependência 1-para-n entres

objetos, de modo que quando o estado de

um objeto é alterado todos seus dependentes

são notificados e atualizados

(52)

Padrão

Observer

Motivação

Suponha que você deseja fornecer várias visões

distintas de um mesmo objeto que funciona como um

repositório de dados

Cada visão é criada por um objeto observador

independente

Caso cada observador seja diretamente conectado ao

repositório, isto criará uma dependência do repositório

com relação aos diferentes observadores, o que lhe

reduzirá a reusabilidade e flexibilidade

O padrão Observer descreve uma forma de manutenção

destes relacionamentos de modo que observadores e

repositórios sejam facilmente substituídos

(53)

Padrão

Observer

Estrutura e Participantes

return subjectState

Subject

attach(Observer)

Observer

update()

detach(Observer)

notify()

For all o in observers {

o.update();

}

observerState =

subject.getState();

ConcreteSubject

getState()

subjectState

ConcreteObserver

update()

observerState

subject

observers

(54)

Padrão

Observer

Aplicabilidade

Use o Padrão Observer em Algumas das Situações:

Quando uma abstração apresenta dois aspectos, um

dependente do outro. Encapsulando estes aspectos em objetos

separados permite que você os varie e reutilize de forma

independente

Quando uma modificação em um objeto requer modificação em

outros, e você não sabe (em tempo de programação) quantos

objetos precisam ser modificados

Quando um objeto deve ser apto a notificar outros objetos sem

saber quem são estes objetos. Em outras palavras, quando você

os quer fracamente acoplados

(55)

Padrão

Observer

Conseqüências

Variação independente de observáveis e

observadores

É fácil adicionar observadores sem

modificar o observável ou os outros

observadores

Suporte a comunicação broadcast

Atualizações inesperadas (caso o processo

de notificação seja simplificado)

(56)

Padrão

Observer

Exercícios

Veja a implementação do padrão observer nos

componentes do pacote AWT

Destaque as diferenças entre o padrão original e a

implementação do AWT

(57)

State

(58)

Padrão

State

Intenção

Permite que um objeto altere seu comportamento quando seu estado

interno se modifica. O objeto parecerá ter mudado de classe.

(59)

Padrão

State

(60)

Padrão

State

Aplicabilidade

(61)

Padrão

State

(62)

Padrão

State

(63)

Strategy

(64)

Padrão

Strategy

Intenção

Define uma família de algoritmos, encapsula cada um, e os faz

inter-cambiáveis. Permite que o algoritmo varie independentemente dos

clientes que o utilizam.

(65)

Padrão

Strategy

(66)

Padrão

Strategy

Aplicabilidade

(67)

Padrão

Strategy

(68)

Padrão

Strategy

(69)

Template Method

a() b()

a()

b()

TemplateMethod()

a(..);

...

b(..);

(70)

Padrão

Template Method

Intenção

Define o esqueleto de um algoritmo através de uma operação,

deixando que subclasses refinem o restante do algoritmo. Permitem

que subclasses redefinam certos aspectos de um algoritmo sem

modificar a estrutura do algoritmo.

(71)

Padrão

Template Method

(72)

Padrão

Template Method

Aplicabilidade

(73)

Padrão

Template Method

(74)

Padrão

Template Method

(75)

Visitor

(76)

Padrão

Visitor

Intenção

Representa uma operação a ser executada sobre os elementos da

estrutura de um objeto. Visitantes possibilitam a definição de novas

operações sem modificar as classes dos elementos sobre as quais ele

atua.

(77)

Padrão

Visitor

(78)

Padrão

Visitor

Aplicabilidade

(79)

Padrão

Visitor

(80)

Padrão

Visitor

(81)

State

Memento

_Adapter

_Proxy

Bridge

Command

Chain of

Responsibility

Singleton

Abstract Factory

Prototype

Template Method

Facade

Factory Method

Observer

Mediator

Strategy

Decorator

Flyweight

Composite

Interpreter

Visitor

Iterator

Builder

Uma Linguagem de Padrões para Programas OO

Adicionando

Operações

Adicionando

Operações

Enumerando

Filhos

Salvando

Estado da Operação

Criando

Composições

Adicionando

Responsabilidades

a Objetos

Modificando Pele

versus Entranhas

Compartilhando

Composições

Definindo

Gramática

Definindo

Travessias

Definindo

a Cadeia

Composto

Usando

Evitando

Histerese

Compartilhando

Estratégias

Compartilhando

Estados

_{Compartilhando}

Terminais

Configurar

Fábrica

Dinamicamente

Única

Instância

Única

Instância

Implementada

Usando

Gerenciamento

Complexo de

Dependências

Freqüentemente Usa

Definindo

Passos do

Algoritmo

(82)