Použití návrhových vzorů v prostředí jazyka C# .NETBc. Michal JakubecMCSE, MCSD, MCDBA, MCTShttp://www.jakubec.cz/

1

Agenda 17:00 až 17:10 – Představení WUGu 17:10 až 18:30 – Návrhové vzory GoF 18:30 až 18:45 – Přestávka a občerstvení 18:45 až 20:00 – Návrhové vzory EAA 20:00 – Diskuse: postřehy z praxe

2

Návrhové vzory GoF1. část

3

Co je návrhový vzor? Definice

„Obecně použitelné řešeníurčitého problému v určitém kontextu“

SpecifikaceNázev vzoruPopis problémuPopis řešeníDůsledky použití vzoru, příp. alternativy

4

Trochu historie… Christopher Alexander:

A Pattern Language, 1977 Kent Beck, Ward Cunningham: Using Pattern Languages

for Object-Oriented Programs, OOPSLA, 1987 GoF: Design Patterns, OOPSLA, 1994

5

GoF: Gang of FourRalph Johnson, Erich Gamma,Richard Helm, John Vlissides

6

Klasifikace vzorů GoF

7

Účel Přístup

Tvorba instancí(Creational)

Struktura(Structural)

Chování(Behavioral)

Třída Factory Method Adapter (C) InterpreterTemplate Method

Instance Abstract Factory BuilderPrototypeSingleton

Adapter (I)BridgeCompositeDecoratorFaçadeFlyweightProxy

Chain of ResponsibilityCommandIteratorMediatorMementoObserverStateStrategyVisitor

Vzájemné vztahy vzorů GoF

8

Zadání ukázkové aplikace Vytvořte aplikaci, která umožní

zadání jednoduchého algebraického výrazu s konstantami a proměnnými v textové formě

zadání hodnot jednotlivých proměnných ve výrazu

vyhodnocení výrazu a zobrazení výsledku

9

Vzory GoF v praktické ukázce Composite (Skladba) Builder (Stavitel) Interpreter (Interpret) Command (Příkaz)

…možná naleznete nějaké další :-)

10

Podoba uživatelského rozhraní

11

Kalkulátor algebraických výrazů

a - (b + c)Výraz:

a = 12, b = 3, c = 5Proměnné:

4Výsledek:

ZavřítVypočítat

X

Smazat

http://www.infoq.com/presentations/Modeling-the-User-Interface

Gramatika platných výrazůZápis v Backusově-Naurově formě (BNF):

<expr> ::= <number> | <var> | <expr> <oper> <expr> | "(" <expr> ")"<oper> ::= '+' | '-' | '*' | '/'<number> ::= <digit> | <digit> <number><digit> ::= "0" | "1" | "2" | … | "9"<var> ::= <letter> | <letter> <var><letter> ::= "a" | "b" | "c" | ... | "z"

Možný výskyt bílých znaků (mezery, tabulátory, apod.) v definici pro přehlednost neuvádím.

12

Příklady vyhovující gramatice 36 a + b 12 + c 5 + a * 9 + b – c 5 + (a * 9) + b – c (abc + xyz) / opq (24 + (b * 3)) / (a – 2)

13

Zachycení hodnot proměnných Kolekce typu klíč-hodnota

14

Název proměnné (klíč kolekce) Hodnota proměnnéa 26

b 38

… …

(24 + (b * 3)) / (a – 2)

Zachycení výrazu v paměti

15

/

+ -

24 *

b 3

2a

KořenBinární strom

Konstanta

Binární výraz

Proměnná

Zachycení výrazu – Composite

16

«interface»IExpression

Symbol : string

BinaryExpression

Name : string

VariableExpression

Value : double

ConstantExpression

Left

Right

Praktická ukázka (1/5) Implementace zachycení výrazu

rozhraní IExpression třída ConstantExpression třída VariableExpression třída BinaryExpression

Doplnění překrytí metody ToString()umožní zobrazení textové podoby výrazu –

užitečné pro ladění

17

18

Tvorba stromu výrazu – Builder

+ 1 2 1 + 2 1 2 +

BuildConstant(value : double)BuildVariable(name : string)BuildOperation(symbol : string)BuildLeftBracket()BuildRightBracket()GetProduct() : IExpression

«interface»IExpressionBuilder

ExpressionParser(builder : IExpressionBuilder)Parse(text : string) : IExpression

ExpressionParserbuilder

InfixExpressionBuilder PostfixExpressionBuilderPrefixExpressionBuilder

Praktická ukázka (2/5) Implementace tvorby stromu výrazu

rozhraní IExpressionBuilder třída ExpressionParser třída InfixExpressionBuilder

19

20

Výpočet výrazu – Interpreter

GetValue(string name) : double

«interface»IContext

Evaluate(context : IContext) : double

«interface»IExpression

Context(Dictionary<string, double>)GetValue(string name) : double

items : Dictionary<string, double>

DictionaryContext// pro ConstantExpression return value;

// pro VariableExpression return context.GetValue(name);

// pro BinaryExpression sčítání return left.Evaluate(context) + right.Evaluate(context);

Praktická ukázka (3/5) Implementace výpočtu výrazu

rozhraní IContextmetoda IExpression.Evaluate(IContext) třída DictionaryContext

21

22

Tvorba kontextu – Builder

BuildName(name : string)BuildValue(value : double)BuildAssignment()BuildDelimiter()GetProduct() : IContext

«interface»IContextBuilder

ContextParser(builder : IContextBuilder)Parse(text : string) : IContext

ContextParserbuilder

DictionaryContextBuilder LinkedListContextBuilderArrayContextBuilder

Praktická ukázka (4/5) Implementace tvorby kontextu

rozhraní IContextBuilder třída ContextParser třída DictionaryContextBuilder

23

Napojení na UI - Command

24

Execute()

«interface»ICommand

ButtonCalculate_Click()ToolbarCalculate_Click()

MainFormcommand

command.Execute();

CalculationCommand( entryExpression : Control, entryVariables : Control, entryResult : Control)Execute()

CalculationCommand

Praktická ukázka (5/5) Implementace napojení na UI

rozhraní ICommand třída CalculationCommanddeklarace atributu typu ICommandvytvoření instance CalculationCommand

25

Shrnutí Implementace vzoru Composite (Skladba)

zachycení struktury algebraického výrazu Implementace vzoru Builder (Stavitel)

tvorba stromu výrazu z jeho textové podoby tvorba kontextu z jeho textové podoby

Implementace vzoru Interpreter (Interpret) výpočet hodnoty výrazu dle kontextu

Implementace vzoru Command (Příkaz) napojení na UI

… nějaké další vzory?

26

Rok 2005: 10. výročí vzorů GoF

27

Zdroj: http://laputan.org/

PřestávkaObčerstvení, názory, připomínky, otázky, odpovědi…

28

Návrhové vzory EAA2. část

29

O vzorech EAA hlavním autorem Martin Fowler

http://www.martinfowler.com převážně architektonické a návrhové

vzory „na míru“ podnikovým aplikacím a jejim potřebám

30

Přehled vzorů EAA Domain Logic Patterns

Transaction Script (110), Domain Model (116), Table Module (125), Service Layer (133).

Data Source Architectural Patterns Table Data Gateway (144), Row Data Gateway

(152), Active Record (160), Data Mapper (165). Object-Relational Behavioral Patterns:

Unit of Work (184), Identity Map (195), Lazy Load (200)

Object-Relational Structural Patterns: Identity Field (216), Foreign Key Mapping (236),

Association Table Mapping (248), Dependent Mapping (262), Embedded Value (268), Serialized LOB (272), Single Table Inheritance (278), Class Table Inheritance (285), Concrete Table Inheritance (293), Inheritance Mappers (302).

Object-Relational Metadata Mapping Patterns:

Metadata Mapping (306), Query Object (316), Repository (322).

Web Presentation Patterns: Model View Controller (330), Page Controller

(333), Front Controller (344), Template View (350), Transform View (361), Two-Step View (365), Application Controller (379).

Distribution Patterns: Remote Facade (388), Data Transfer Object

(401) Offline Concurrency Patterns:

Optimistic Offline Lock (416), Pessimistic Offline Lock (426), Coarse Grained Lock (438), Implicit Lock (449).

Session State Patterns: Client Session State (456), Server Session State

(458), Database Session State (462). Base Patterns:

Gateway (466), Mapper (473), Layer Supertype (475), Separated Interface (476), Registry (480), Value Object (486), Money (488), Special Case (496), Plugin (499), Service Stub (504), Record Set (508)

31

Zdroj: http://martinfowler.com/eaaCatalog/

Rozšíření ukázkové aplikace Máme aplikaci, která umožňuje

zadání jednoduchého algebraického výrazu s konstantami a proměnnými v textové formě

zadání hodnot jednotlivých proměnných ve výrazu vyhodnocení výrazu a zobrazení výsledku

Rozšiřme aplikaci tak, aby umožňovala uložení zadaného algebraického výrazu a hodnot

proměnných pro další spuštění aplikace snadnou změnu konkrétní implementace funkčnosti

aplikace z jednoho místa v kódu

32

Vzory EAA v praktické ukázce Repository – hlavní přístupový bod k

mechanismu persistence výrazů a hodnot proměnných

Dependency Injection – výměna implementace mechanismu persistence

Domain Model – třídy reprezentující prvky výrazu a hodnoty proměnných

Adapter (GoF) – doplňková funkčnost k mechanismu persistence výrazů

33

Dependency Injection Tři základní metody „kontejnerové“ injekce

pomocí konstruktorůpomocí setterůpomocí „injekčních“ rozhraní

Alternativa pomocí EAA vzoru Registrystatické rozhraní – „pevné“ metody vrací

produktdynamické rozhraní – produkt získáván z

kolekce či pomocí reflexe34

Praktická ukázka (1/1) Uložení zadaného algebraického výrazu a

hodnot proměnných pro další spuštění aplikace třída Repositoryrozhraní IRepositoryProvider třída SimpleRepositoryProvider

Změna konkrétní implementace funkčnosti z jednoho místa v kódu třída ServiceLocator

35

Zdroje http://sourcemaking.com/ http://martinfowler.com/articles/injection.html

36

Závěr Diskuse: názory, připomínky, otázky, odpovědi

37