Szoftver-technológia II. Tervezési minták. Irodalom. Szoftver-technológia II

Szoftver-technológia II.

Tervezési minták


Irodalom

• Steven R. Schach: Object Oriented & Classical Software Engineering, McGRAW-HILL, 6th edition, 2005, chapter 8.

• E. Gamma, R. Helm, R. Johnson, J.

Vlissides:Design patterns: Elements of reusable object-oriented software, Addison-Wesley, 1995 2

A szoftver újra felhasználás két alaptípusa


• Opportunista (esetleges) újra felhasználás • el!ször a termék kerül •

kifejlesztésre, majd a komponensek bekerülnek az újra felhasználási adatbázisba Szisztematikus (szándékos) újra felh. újra felhasználható komponensek létrehozása, majd a szoftver kifejlesztése

•

3


Miért kell?

• Termék gyorsabb piacra kerülése • A létrehozott kód mindössze 15%-a új, eredeti

4

Az újra felhasználhatóság ára


• újra felhasználható elemek létrehozási költsége

• az elem újra felhasználásának költsége

• az újra felhasználási folyamat

kialakításának és m"ködtetésének költsége 5


Tanulság

• Számtalan tanulmány szerint a

szoftverfejleszt! szervezetekben alacsony az újra felhasználás foka

• nehéz jól, hatékonyan,

széleskör"en újra felhasználható szoftver komponenseket el!állítani 6

Struktúrált kód újra felhasználása


• Megfelel! modul kohézió esetén, a kód csak ugyanolyan adatokon, adatszerkezeteken használható fel újra

7

OOP újra felhasználhatóság


• Az objektumok, mivel biztosítják a logikai kohéziót, újra felhasználhatók

8


Újra felhasználási lehet!ségek

• tervezési elemek újra felhasználása • implementálási elemek újra felhasználása

9


Tervezési újra felhasználás

• Opportunista újra felhasználás

adott alkalmazási területhez kötöd! szoftverek fejlesztése esetén

10


Újra felhasználási lehet!ségek

• közvetlen kód, elemek • library-k, toolkitek, (függvény

könyvtárak, osztály könyvtárak)

• alkalmazás keretrendszerek (application framework)

• tervezési minták (design pattern) 11


Library, toolkit

• Újra felhasználható rutinok • Változó vezérlési logika Vezérlési (alkalmazás) logika

könyvtári rutinok (osztályok)

12


Library példák

Java Swing

Symantec THINK library 13


Alakmazás keretrendszerek

• Részben rögzített, de

testreszabható alkalmazás logika,

• alkalmazás specifikus modulokkal kitöltve

Alkalmazás keretrendszer

specifikus rutinok (osztályok)

14


Alkalmazás keretrendszerek

• Komponensek integrált halmaza, melyek együttm"ködve egy újra felhasználható architektúrát eredményeznek, lehet!vé teszik azonos jelleg" alkalmazások létrehozását

15

Alkalmazás keretrendszerek (folyt.)


• Gyorsabb fejlesztés mint a toolkitek esetén

• a terv (architektúra) nagyobb

része kerül újra felhasználásra

• általában a m"ködési logika

létrehozása nehezebb, mint egyegy m"veleté 16

7. Known uses and related patterns OO Patterns

Vanderbilt University

12

Class Libraries vs. Frameworks

Definition Alkalmazás Class libraries keretrendszerek (folyt.) – Self-contained "//(.'"#.+)4 %/&'.5.' 53)'#.+)"(.#6

"&%("

0"#1 '("%%&%

)*+&%(,)&*-

"!#

!"#"$"%& '("%%&%

'("%%&%


• Libraries vs. Frameworks !"#$

&7&)# (++/

OO Patterns

%&'$

23.

)&#*+,-

'("%%&%

./' '("%%&%

Frameworks

6+7820+--880(,&+&588+&29(#"2#.&" Douglas C. Schmidt

Class Libraries vs. Frameworks vs. Patterns – Reusable, “sem "//(.'"#.+)4 %/&'.5.' 53)'#.+)"(.#6

"&%("

0"#1 '("%%&%

)*+&%(,)&*-

"!#

)&#*+,-

'("%%&%

%&'$

./' '("%%&%

6+7820+--880(,&+&588+&29(#"2#.&" Libraries

!"#$%&'(!)

"/"!# 0%%1

"!# '("%%&%

+110(2+#(%!3 (!/%'"-

"!#

Class libraries +110(2+#(%!3 (!/%'"-

).(

Patterns

2+00

-1"2(4(2

,+2'-

4.!2#(%!+0(#5 Problem, solut – Self-contained, “pluggable”–ADTs

-1"2(4(2

).(

0%%1

0"#1 '("%%&%

Frameworks *+#+,+-"

"/"!# 0%%1

–6,784&+:"$%&'88+&29(#"2#.&" Reusable,Framework “semi-complete” applications Vanderbilt University Patterns

2+00 ,+2'"/"!#

4.!2#(%!+0(#5

0%%1

0"#1 '("%%&%

*+#+,+-"

0%%1

"/"!#

23.

!"#$

applications

"/"!#

'("%%&%

!"#"$"%& '("%%&%

'("%%&%

&7&)# (++/

Definition!"#$%&'(!)

– Problem, solution, context

17

"/"!# 0%%1

6,784&+:"$%&'88+&29(#"2#.&"

Komponensek integrálása a keretrendszerekbe


14


• Komponensek lazán csatoltak • callback interfész • Függetlenül fejlesztett

komponensek csatlakozathatók

• Általános (generikus) keretrendszer objektumok és alkalmazás specifikus objektumok

18


Keretrendszer példa

MacApp Framework

19


Tervezési minták

• A tervezési minták egy adott

területen korábban sikeres megoldások szerkezetét, m"ködését (invariáns értékeit) írják le Mintában leírt szerkezet, újra felhasználáskor a konkrét osztályokat meg kell adni

20


Tervezési minták (folyt.)

• Probléma és a megoldás lényegének leírása

• tervezési szótár (pattern language) • azonosított minták • struktúrált • invariáns értékek • formális dokumentáció Tervezési alapelvek, keretrendszerek

Tervezési ajánlások

Pattern language

Tervezési minták

Konkrét megvalósított rendszerek

21


Minta leírása

• Név, cél • Probléma és kontextus • Szerkezet absztrakt leírása • A használat pozitív és negatív következményei • Implementációs irányelvek, kód példa • Ismert felhasználások, kapcsolódó más minták

22

2. Each observer may react differently to the same notification 3. The subject should be as decoupled as possible from the observers

#*!123!*$#

,-.*%$+$ !"#$%&$% !"#$%&'(

,-.*%$+$ '(")$*+

1!09&.%:;7&%81%$%&'(

2&%!2)41!09&.%81%$%&8

8


1!09&.%

7&%81%$%&'( 1!09&.%81%$%&8

i.e., allow observers to change independently of the subject

object changes st its dependents are notified and updat automatically.

?BC ?@ CDECA DE=E

Tervezési minta (pl.)

&$%#

rbilt University

?@ <==> ECDECA = ?CDE

)*%+,-'( $%%$./'*01&23&2( #&%$./'*01&23&2(


• Observer pattern

Cél: egy objektum Douglas állapotának atterns C. Schmidt OO Patterns Douglas megváltozása több másik OO Patterns Douglas C. Schmidt Douglas C. Schmidt Graphical Notation Collaboration in the Observer Pattern objektumot érdekel vice Structure of the Observer Pattern

es

may be many ers

25!,0''

!"#$%&

%$/65047 F

'(")$*+ )*%+,-'( $%%$./'*01&23&2( #&%$./'*01&23&2(

bserver may react ntly to the same tion !890,/ bject should be:as ;;,34'' pled as possible e observers

allow observers to nge independently of <=605
?BC ?@ ECDECA = ?CDE ?BC ?@ CDECA DE=E

/01234/0 ,34''

,-.*%$+$ !"#$%&$% !"#$%&'(

“Push” architectures com control flow and data flo

“Pull” architectures sepa control flow from data flo

-./%#"&'

1!09&.% 1!09&.%:;7&%81%$%&'(

7&%81%$%&'( 1!09&.%81%$%&8

156789:9 Variations !<>98?98/A

156789:9 !<>98?98/@

– Define a one-to-many !"#$!#%#"&' dependency between objects so that when one ()#*+,&' object changes state, all its dependents are -./%#"&' notified and updated 0"#$!#%#"&' automatically.

!"#$%&'(

C *01&23&21

,-.*%$+$ '(")$*+

156789:9 #;<=97:

Intent

,*2&$./4*4+)4*01&23&2145**" 444*6!"#$%&'( &)#45**"

0"#$!#%#"&'

2&%!2)41!09&.%81%$%&8 ,!=/4<=10=/

23 8


9

rbilt University

10

Douglas C. Schmidt


OO Patterns

Douglas C. Schmidt

Collaboration in the Observer Pattern

Tervezési minták (folyt.)

156789:9 #;<=97:

156789:9 !<>98?98/@

156789:9 Variations !<>98?98/A

“Push” architectures combine control flow and data flow

!"#$!#%#"&'

7

“Pull” architectures separate control flow from data flow

()#*+,&'


minta vs. alk. • Tervezési Comparing Patterns and Frameworks -./%#"&'

0

OO Patterns0"#$!#%#"&'

Douglas C. Schmidt

keretrendszer -./%#"&'

0"#$!#%#"&'

0=/ Strategy

Patterns and frameworks are highly synergistic

State Singleton Cached Virtual Filesystem


Protocol Filter

Acceptor

Protocol Handler

Tilde Expander

~ /home/...

Event Dispatcher

Adapter

Protocol Pipeline Framework Streams

Concurrency Strategy Framework Service Configurator

Strategy

Asynchronous Completion Token

Active Object

10

Reactor/Proactor I/O Strategy Framework

Együtt léteznek 11 absztraktisleírások i.e., -neither –Minták Keretrendszerek - konkrét subordinate nyelvi megvalósítások

Patterns can be A keretrendszerekben sok characterized as more minta jelenik meg abstract descriptions of frameworks, which are implemented in a particular language 24

In general, sophisticated frameworks embody dozens of patterns and patterns are often used to document frameworks

Minták használata


• Kisebb változtatásokkal el!forduló, ismétl!d! problémák megoldása

• Sok, bonyolultan kapcsolódó

lépésb!l álló megoldást kívánó problémák

• Inkább belátást, megértést követel! helyzetek (probléma struktúrálás)

25

Mit!l jó egy minta? Szoftver-technológia II.

• Megold valamilyen problémát • hasznos • Valamilyen meghatározott kontextusban érvényes • világosan kiderül hol használható • Ismétl!dik • újra felhasználható • Tanít valamit • rávezet a probléma megoldására • “Jó” neve van

26

A minták használatához szükséges megközelítésmód


• Interfészek és implementáció elkülönítése

• Közös (állandó, stabil) és változó részek elkülönítése

• Helyettesíthet!ség, változtathatóság megvalósítása

27

Minták használatának el!nyei • Szoftver architektúrák kiterjedt újra


felhasználása

• rendszerek hatékony dokumentálása

• Szakért!i tudás rögzítése, elérhet!vé tétele

• Fejleszt!i kommunikáció támogatása

• Áttérés támogatása OOP-ra

28

Minták használatának hátrányai • Tervezési minták nem vezetnek közvetlen kód újra felhasználáshoz • Minták félrevezet!en egyszer"nek t"nhetnek • Túl sok alkalmazandó minta megjelenése • Minták automatizált teszteléssel nem validálhatók • Minták alkalmazása emberi munka


igényes

29


Hatékony minta alkalmazás

• Ne tervezzünk újra mindent mintának

• Támogassuk a minták kifejlesztését • A minták kifejlesztésébe vonjuk be a domén szakért!ket és alkalmazás fejleszt!ket

• Világosan dokumentáljuk a minták alkalmazásának korlátait

30

Újra felhasználással adódó szoftver architektúra


• Könyvtárak • Alkalmazás keretrendszer • Tervezési minták

31

Szoftver-technológia II. Tervezési minták. Irodalom. Szoftver-technológia II

Recommend Documents