Introducción a los Patrones de Creación de Software (página 3)

Partes: 1, 2, 3, 4

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public Laberinto nuevoLaberinto () {
Laberinto unLab = crearLaberinto();
Habitacion h1 = crearHabitacion(1);
Habitacion h2 = crearHabitacion(2);
Puerta unaPuerta = crearPuerta(h1,h2);
unLab.addHabitacion(h1);
unLab.addHabitacion(h2);
h1.setLado(Norte, crearPared() );
h1.setLado(Este, unaPuerta)
..
h2.setLado(Oeste, unaPuerta);
h2.setLado(Sur, crearPared() );
return unLab; }
}
Ejemplo: Laberinto

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public class JuegoLaberintoEncantado extends JuegoLaberinto {
public Habitacion crearHabitacion(int n) {
return new HabitacionEncantada(n); }
public Pared crearPared() {
return new ParedEncantada(); }
public Puerta crearPuerta( Habitacion h1, Habitacion h2) {
return new PuertaEncantada(h1, h2); }
}
Ejemplo: Laberinto

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Prototype (Prototipo)
Propósito
Especificar los tipos de objetos a crear utilizando una instancia prototípica, y crear nuevas instancias mediante copias del prototipo.
Motivación
GraphicTool es una clase dentro de un framework de creación de editores gráficos, que crea objetos gráficos, (instancias de subclases de Graphic) y los inserta en un documento, ¿cómo puede hacerlo si no sabe qué objetos gráficos concretos debe crear?
Una instancia de GraphicTool es una herramienta de una paleta de herramientas y es inicializada con una instancia de Graphic: instancia prototípica.

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Prototipo
Aplicabilidad
Cuando un sistema deba ser independiente de cómo sus productos son creados, compuestos y representados y:
las clases a instanciar son especificadas en tiempo de ejecución, o
para evitar crear una jerarquía de factorías paralela a la de productos, o
cuando las instancias de una clase sólo pueden encontrarse en uno de un pequeño grupo de estados, o
inicializar un objeto es costoso

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Prototipo
Consecuencias
Al igual que con Builder y Factory Abstract oculta al cliente las clases producto concretas.
Es posible añadir y eliminar productos en tiempo de ejecución: mayor flexibilidad que los anteriores.
Reduce la necesidad de crear subclases.

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Prototipo
Consecuencias
La composición reduce el número de clases que es necesario crear: “Definir nuevas clases sin programar”
Definir nuevas clases mediante la creación de instancias de clases existentes.
Definir nuevas clases cambiando la estructura.
objetos compuestos actúan como clases

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Prototipo
Implementación
Importante en lenguajes que no soportan el concepto de metaclase, así en Smalltalk o Java es menos importante.
Usar un manejador de prototipos que se encarga del mantenimiento de una tabla de prototipos.
Implementar la operación clone es lo más complicado.
A veces se requiere inicializar el objeto creado mediante copia: prototipo con operaciones “set”

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Ejemplo: Laberinto
public class FactoriaPrototipoLaberinto {
factoriaPrototipoLaberinto (Laberinto lab, Puerta p, Habitacion h, Pared m);
{ protoLab = lab; protoPuerta = p; protoHab = h; protoPared = m; }

public Laberinto makeLaberinto() {return (Laberinto)protoLab.clone(); };
public Pared makePared() { return (Pared) protoPared.clone(); };
public Habitacion makeHabitacion (int n) {
Habitacion h = (Habitacion) protoHab.clone();
h.initialize(n); return h;}
public Puerta makePuerta () (Habitacion h1, Habitacion h2)
{ Puerta p = (Puerta) protoPuerta.clone();
p.initialize(h1,h2); return p; }
}

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JuegoLaberinto juego;
FactoriaPrototipoLaberinto laberintoSimple =
new FactoriaPrototipoLaberinto (new Laberinto, new Puerta,
new Habitacion, new Pared);
Laberinto unlab = juego. makeLaberinto(laberintoSimple)

JuegoLaberinto juego;
FactoriaPrototipoLaberinto otroLaberinto =
new FactoriaPrototipoLaberinto (new Laberinto,
new PuertaQueOye, new HabitacionEncantada,
new Pared);
Laberinto unlab = juego. makeLaberinto (otroLaberinto)
Ejemplo: Laberinto

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public class JuegoLaberinto {
public Laberinto makeLaberinto (FactoriaPrototipoLaberinto factoria) {
Laberinto unLab = factoria.makeLaberinto();
Habitacion h1 = factoria.makeHabitacion(1);
Habitacion h2 = factoria.makeHabitacion(2);
Puerta unaPuerta = factoria.makePuerta(h1,h2);
unLab.addHabitacion(h1);
unLab.addHabitacion(h2);
h1.setLado(Norte, factoria.makePared() );
h1.setLado(Este, unaPuerta)
..
h2.setLado(Oeste, unaPuerta);
h2.setLado(Sur, factoria.makePared() )
return unLab;
}
}
Ejemplo: Laberinto

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Factoría Abstracta: Alternativa 1
Con métodos factoría

public abstract class WidgetFactory {
public abstract Window createWindow();
public abstract Menu createScrollBar();
public abstract Button createButton();
}

public class MotifWidgetFactory extends WidgetFactory {
public Window createWindow() {return new MotifWidow();}
public ScrollBar createScrollBar() {return new MotifScrollBar();}
public Button createButton() {return new MotifButton();}
}

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Factoría Abstracta: Alternativa 1

// Código cliente

WidgetFactory wf = new MotifWidgetFactory();

Button b = wf.createButton();

Window w = wf.createWindow();
…

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Factoría Abstracta: Alternativa 2
Con prototipos

public class WidgetFactory {
private Window protoWindow;
private ScrollBar protoScrollBar;
private Button protoButton;
public WidgetFactory(Window wp, ScrollBar sbp, Button bf) {
protoWindow = wp; protoScrollBar = sbp; protoButton = bp; }

public Window createWindow() {return (Window) protoWindow.clone(); }
public ScrollBar createScrollBar() {return (ScrollBar) protoScrollBar.clone();}
public Button createButton() {return (Button) protoButton.clone();}
}

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Factoría Abstracta: Alternativa 2
// crea objetos de una jerarquía de productos
class FactoriaProductos {
private Hashtable catalogo;
public Producto getProducto(String s) {
return (Producto) ((Producto) catalogo.get(s)).clone(); }
public FactoriaProductos (String familia) {
“inicializa el catalogo”}
…
}

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Ejercicio
Sea una herramienta para diseño y simulación de circuitos digitales que proporciona una paleta con elementos tales como puertas, diodos, interruptores, flip-flop,.., y que permite construir circuitos a partir de ellos. Los circuitos construidos por el usuario pueden ser añadidos a la paleta para ser utilizados directamente en la construcción de nuevos circuitos. Diseña una solución basada en patrones para el mecanismo de crear instancias de un nuevo circuito añadido a la paleta, describiendo la estructura de clases propuesta.

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Singleton
Propósito
Asegurar que una clase tiene una única instancia y asegurar un punto de acceso global.
Motivación
Un manejador de ventanas, o un spooler de impresoras o de un sistema de ficheros o una factoría abstracta.
La clase se encarga de asegurar que exista una única instancia y de su acceso.

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Singleton
Aplicabilidad
Debe existir una única instancia de una clase, accesible globalmente.
Consecuencias
Acceso controlado a la única instancia
Evita usar variables globales
Generalizar a un número variable de instancias
La clase Singleton puede tener subclases.

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Singleton (Sin subclases)
public class Singleton {
public static Singleton getInstancia() {
if (unicaInstancia == null) unicaInstancia = new Singleton();
return unicaInstancia;
}
private Singleton() { }

private static Singleton unicaInstancia = null;
private int dato = 0;
public int getDato() {return dato;}
public void setDato(int i) {dato = i;}
}

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Ejemplo: Catálogo instancias prototípicas
public class CatalogoCircuitos {
public static CatalogoCircuitos getInstancia() {
if (unicaInstancia == null)
unicaInstancia = new CatalogoCircuitos();
return unicaInstancia;
}
private CatalogoCircuitos() { elems = new HashTable(); }

private static CatalogoCircuitos unicaInstancia = null;
private Hashtable elems;
public Circuito getCircuito(String id) {
Circuito c = (Circuito) elems.get(id);
return (Circuito) c.clone(); }
public void addCircuito(String id,Circuito c) {
elems.put(id,c); }
}

Circuito sum = CatalogoCircuitos.getInstancia().getCircuito(“sumador”);

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Singleton (Con subclases)
public class FactoriaLaberinto {
public static FactoriaLaberinto instancia(String s) {
if (unicaInstancia == null)
unicaInstancia = Class.forName(s).newInstance();
return unicaInstancia ;
}

protected FactoriaLaberinto () { }
…
}