Tema 2 - Introducción a Los PPDD

1Departamento deDepartamento de

Lenguajes y Sistemas InformLenguajes y Sistemas Informticosticos

escuela tcnica superior

de ingeniera informtica

Introduccin a los Patrones de Diseo

Ingeniera del Software II

El Camino

Qu es un Patrn de Diseo (PD)

Qu no es un PD

2Qu es un Patrn de Diseo

Qu es el diseo?Qu es un patrn? Qu es un patrn de diseo?

El diseo es una actividad

El cmo frente al qu

Hacerlo correcto frente a hacer lo correcto

Asignar responsabilidades a las clases

Es una actividad difcil?

Debe serlo pues est bien remunerada

Un martillo no te hace un buen arquitecto. Conocer un lenguaje OO no te hace un buen diseador (aunque es imprescindible)

Los requisitos no funcionales son conflictivos

Qu es un Patrn de Diseo

Por lo tanto el diseador debe

Encontrar una solucin que consiga el equilibrio ptimo entre las propiedades no funcionales

Si damos el mismo documento de requisitos a 10 diseadores, obtendremos 10 diseos diferentes

Qu diferencia hay entre los diseadores expertos y los novatos?

Recetas para los problemas habituales. No estn reinventando la rueda continuamente

Utilizan recetas exitosas

Cmo se describen estas recetas?

3Qu es un Patrn de Diseo

Orgenes de los PP.DD

Definiciones

Clasificacin

Ejemplo: PD Singleton

Qu es un Patrn de Diseo


Definiciones

Clasificacin


4Qu es un PDOrgenes de los PP.DD

Christopher Alexander (Viena, 1936)

1977

1979

Qu es un PDOrgenes de los PP.DD

Kent BeckWardCunnighan

1. Window per Task

2. Few Panes

3. Standard Panes

4. Nouns and Verbs

5. Short Menus

OOPSLA 87


1990. Erich Gamma asiste a una charla de Bruce Andersen en un taller del OOPSLA, titulada Architecture Handbook. Esta realizando su tesis doctoral y necesita desarrollar un Framework C++ para aplicaciones grficas multiplataforma (ET++)

RalphJohnson

JohnVlissides

Richard Helm

1991. Andersen organiza un taller donde Gamma coincide con:

Qu es un PDOrgenes de los PP.DD

1993. Beck y Booch sufragan un retiro en las montaas de colorado. Nace el HillSide

1994. Hillside organiza la primera edicin del PLOP

(Patterns Languages of Program Design). La banda

de los cuatro venden ms de 750 ejemplares de su

libro (10 veces ms que cualquier libro hasta

entonces)


Lecciones aprendidas

Los PP.DD han surgido tomando ideas de otras disciplinas (la arquitectura las toma a su vez de la Biologa)

Los PP.DD han tenido su origen en la Academia y no en la industria (es de los pocos ejemplos)

Las tesis doctorales sirven para algo

El mundo anglosajn suele hacer un uso intensivo de los grupos de presin en todos los mbitos


Definiciones

Clasificacin


Qu es un PD

7De manera general

Qu es un PDDefiniciones

Patrn de diseo: Una solucin

general a un problema general

que puede adaptarse a un

problema concreto

http://www.textile-creation-club.com/esp/patrones.htm

Patrn: Modelo que sirve de

muestra para sacar otra cosa

igual (RAE)

En Arquitectura


Cada patrn describe un problema que ocurre

una y otra vez en nuestro entorno. Tambin

describe el ncleo de la solucin al problema, de

forma que puede utilizarse un milln de veces

sin hacer dos veces lo mismo

Tcnica de descripcin

Par problema-solucin

Recurrente

Slo el ncleo, no es una solucin completa

Reutilizable

8 En Ingeniera del Software (Gamma95, pg. 360)


A design pattern systematically names, motivates,

and explains a general design that addresses a

recurring design problem in OO systems.

It describes the problem, the solution, when to

apply the solution, and its consequences. It also

gives implementation hints and examples.

The solution is a general arrangement of object and

classes that solve the problem. The solution is

customized and implemented to solve the problem

in a particular context.

En Ingeniera del Software (Larman, pag. 204)

Existe consenso en:

Par (problema, solucin)

Reutilizar conocimiento vs reutilizar software

Problemas recurrentes (Cundo se considera recurrente?)


Un patrn es un par problema/solucin con nombre

que se puede aplicar en nuevos contextos con

consejos acerca de cmo aplicarlo en nuevas

situaciones y discusiones sobre sus compromisos

9 Orgenes de los PP.DD

Definiciones

Clasificacin


Qu es un PD

ClasificacinPlantilla de descripcin de la GoF

1. Nombre y clasificacin: expresa sucintamente la esencia del patrn

2. Intencin: frase corta que responde a qu hace y qu resuelve

3. Tambin conocido como: otros nombres conocidos para el PD

4. Motivacin: un escenario que ilustra como el PD resuelve un problema concreto

5. Aplicabilidad: otras situaciones en las que resulta aplicable el PD

6. Estructura: diagramas de clases

7. Participantes: responsabilidad de cada clase participante

8. Colaboraciones: diagrama de colaboracin y/o de secuencias

9. Consecuencias: ventajas e inconvenientes

10.Implementacin: dificultades, tcnicas y trucos a tener en cuenta al aplicar el PD

11.Cdigo de ejemplo: ejemplo de implementacin y de uso del PD

12.Usos conocidos: ejemplos de uso en sistemas reales

13.Patrones relacionados: diferencias con los patrones ms relacionados

10

Cadena de Responsabilidad, Comando,

Iterador, Mediador, Memento,

Observador, Estado, Estrategia, Visitante,

Mtodo Plantilla

De Comportamiento

Adaptador, Puente, Compuesto, Decorador,

Fachada, Peso Mosca, Apoderado

Estructural

Fbrica Abstracta, Mtodo Fbrica,

Constructor, Prototipo, Singular

Creacional

ClasificacinCatlogo de la GoF

Clasificacin Relaciones entre patrones

11

ClasificacinCatlogo de Grand

Parte de la de Gamma y la extiende con 9 categoras ms:

Fundamentales

Particionamiento

Concurrencia

GRASP

GUI

Organizacin del cdigo

Optimizacin del cdigo

Robustez

Prueba


Definiciones

Clasificacin


Qu es un PD

12

Facade

1. Nombre/Clasificacin: Facade (Fachada). Estructural.

2. Intencin: Proporcionar una interfaz unificada para un conjunto de interfaces en un subsistema, hacindolo ms fcil de usar

3. Motivacin: Reducir la complejidad y minimizar dependencias

clases clientes

clases del subsistema

FachadaFachada

Facade

Motivacin

Estructurar un entorno de programacin

CompiladorCompilador

Clases del

subsistema de

compilacin

Clases del

subsistema de

compilacin

EditorEditor

DepuradorDepurador

LinkadorLinkador

TokenToken

AnaLexAnaLex

AnaSinAnaSin

ASAASA TabSim

TabSim

Compilar()Compilar()

13

Facade

4) Aplicabilidad:

Se quiera proporcionar una interfaz sencilla para un subsistema complejo

Se quiera desacoplar un subsistema de sus clientes y de otros subsistemas, hacindolo mas independiente y portable

Se quiera dividir los sistemas en niveles: las fachadas seran el punto de entrada a cada nivel

5) EstructuraClases del

subsistema

Clases del

subsistema

BB

AA

CC

DD

FachadaFachada

EE

Facade

6) Participantes

Fachada: delegar las peticiones de los clientes en los objetos del subsistema

Clases del subsistema: implementar la funcionalidad del subsistema

7) Colaboraciones

Los clientes se comunican con el subsistema a travs de la fachada, que reenva las peticiones a los objetos del subsistema apropiados y puede realizar tambin algn trabajo de traduccin

Los clientes que usan la fachada no necesitan acceder directamente a los objetos del sistema

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Facade

8. Ejemplo: Fachada para el acceso a BBDD va JDBC

Para consultar una base de datos es necesario colaborar con objetos de al menos cinco clases diferentes

1. Connection. Conexin a la BBDD

2. DatabaseMetadata. Acceso a nombres de tablas y campos

3. Statement. Crea la sentencia SQL

4. ResultSet. Recuperar la informacin en crudo

5. ResultSetMetaData. Accede a los campos del ResultSet

Es ms que evidente que se puede simplificar la colaboracin

Facade

9) Consecuencias

Oculta a los clientes de la complejidad del subsistema y lo hace ms fcil de usar

Favorece un acoplamiento dbil entre el subsistema y sus clientes, consiguiendo que los cambios de las clases del sistema sean transparentes a los clientes

Facilita la divisin en capas y reduce dependencias de compilacin

No se impide el acceso a las clases del sistema

15

Facade

10) Implementacin

Se puede reducir an ms el acoplamiento haciendo que la fachada sea una clase abstracta, de forma que se pueda escoger entre distintas implementaciones del subsistema

Java y las ltimas versiones de C++ facilitan la definicin de clases privadas a un subsistema.

11) Patrones relacionados

Las fachadas suelen ser Singletons

Indireccin (GRASP)

Controlador (GRASP). Los controladores suelen actuar como puntos de entrada (fachadas) de la capa lgica

El Camino

Qu es un Patrn de Diseo (PD)

Qu no es un PD

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El camino

Bibliotecas

Frameworks

Idioms

Antipatrones

Refactorizaciones

Bibliotecas (Toolkits)

Tambin conocidas como libreras y Toolkits

Conjunto de clases diseado para ser reutilizados: TADs, manejo de perifricos, grficos, gestin de documentos XML, Pueden verse como el equivalente en OO de las bibliotecas de subrutinas

Influencia baja/local en el diseo de la aplicacin cliente

Una cuestin clave de su diseo reside en conseguir facilidad de uso para el mximo nmero de escenarios sin complicar la interfaz ni reducir el rendimiento

Bibliotecas vs PP.DD

Son comparables? Qu contienen?

Cul es su tamao medio?

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El Camino

Bibliotecas

Frameworks

Idioms

Antipatrones

Refactorizaciones

En el origen de los tiempos

Un framework era un entorno de desarrollo (IDE)

Componentes habituales:

Editor de textos

Ayuda integrada

Compilador

Biblioteca de controles visuales

Biblioteca de controles datos

Constituan un marco de trabajo para el desarrollo de aplicaciones

Visual Basic populariz el concepto en la industria

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Qu es un framework hoy

Conjunto de clases parcialmente funcional (no es una aplicacin) para un dominio de aplicacin

Les falta aquello que es propio de la aplicacin

Ejemplos: AWT, Swing, Struts, Junit, Compact Framework, James (genuinamente andaluz),

Gran influencia en el diseo de la aplicacin cliente

Frameworks vs PP.DD

Son comparables?

Qu contienen?

Cul es su tamao medio?

El principio de Hollywood

19

El principio de Hollywood

Main() {

i1 = new I1();

i2 = new I2();

i1 = i2.m(i1.g());

}

Ventajas e inconvenientes

Reutilizacin de diseo y cdigo

Experiencia del diseador del framework

Costes de produccin reducidos

Es difcil encontrar el framework apropiado

Es difcil usar ms de un framework al mismo tiempo

Son difciles de construir y de aprender a usar

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El camino

Bibliotecas

Frameworks

Idioms

Antipatrones

Refactorizaciones

Idioms

Una forma caracterstica de utilizar un LP [Fiadeiro]

Patrn de bajo nivel especfico de un LP. Describen soluciones a problemas de implementacin de un determinado LP [Buschmann]

gestin de memoria en C++

Idiom K-R: while (*dest++=*src++)

Para algunos, el Singleton no es un patrn de diseo

Una coleccin de idioms conforman un estilo

Las diferencias entre PP.DD e idioms son difusas

Algunos PP.DD de hoy sern idioms maana

Iterator, singleton [Gamma]

interface [Grand]

Los PP.DD son casi independientes del L.P

21

El camino

Bibliotecas

Frameworks

Idioms

Antipatrones

Refactorizaciones

Antipatrones

Se aprende de los errores ms que de los aciertos

Recetas que no deben emplearse

Intentan reutilizar conocimiento de modo similar a los PP.DD

Ejemplos

The blob

Poltergeists

Cut and paste

Spaguetti code

.

http://www.antipatterns.com/

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El camino

Bibliotecas

Frameworks

Idioms

Antipatrones

Refactorizaciones

Refactorizaciones

M. Fowler las ha popularizado

No siempre se consigue un diseo adecuado qu hacer en tales situaciones?

Nada. En ocasiones es lo ms rentable

Refactorizar en las sucesivas operaciones de mantenimiento

La refactorizacin mantiene invariable la funcionalidad

Estn organizadas en catlogos

Muchas de ellas estn muy relacionadas con PP.DD

Pull-up. Muy relacionada con el PD Template Method

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Bibliografa

Se recomienda revisar los siguientes enlaces:

WIKIPEDIA (design patterns, antipatterns, framework, idioms)

Historia de los patrones (http://c2.com/cgi-bin/wiki?HistoryOfPatterns)

Refactorizacin (http://c2.com/cgi-bin/wiki?HistoryOfPatterns)

Cuestiones

Resolver los test de exmenes de convocatorias anteriores

24

Cuestiones

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Tema 2 - Introducción a Los PPDD

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