Análise e Projeto Orientados
por Objetos
Aula 05 – Padrões GoF (Singleton e Iterator)
Edirlei Soares de Lima
<edirlei@iprj.uerj.br>
Padrões GoF
•
Criação:
•
Estruturais:
• Comportamentais:
–
–
–
–
–
Abstract Factory
Builder
Factory Method
Prototype
Singleton
–
–
–
–
–
–
–
Adapter
Bridge
– Chain of Responsibility
– Command
– Interpreter
– Iterator
– Mediator
– Memento
Composite
Decorator
Façade
Flyweight
Proxy
– Observer
–
–
–
–
State
Strategy
Template Method
Visitor
Singleton
•
Motivação: algumas classes devem ser instanciadas uma
única vez:
–
–
–
–
–
Um spooler de impressão;
Um sistema de arquivos;
Um Window manager;
Um objeto que contém a configuração do programa;
Um ponto de acesso ao banco de dados;
•
Obstáculo: a definição de uma variável global deixa a
instância (objeto) acessível mas não inibe a instanciação
múltipla. Como assegurar que somente uma instância de uma
classe seja criada para toda a aplicação?
Singleton – Exemplo
•
Exemplo:
–
Vários módulos do sistema utilizam o mesmo banco de dados;
–
A classe ConexãoBD dá acesso ao banco;
módulo2
módulo3
módulo1
módulo4
:
ConexãoBD
:ConexãoBD
:ConexãoBD
:ConexãoBD
BD
Singleton – Exemplo
•
E se você quiser garantir que haja apenas uma conexão para
todos os módulos?
–
Como garantir que haja apenas uma instância de ConexãoBD?
módulo2
módulo3
módulo1
módulo4
:
ConexãoBD
?
??
BD
Singleton
•
•
Intenção: garantir que uma classe tem apenas uma instância,
e prover um ponto de acesso global a ela;
Solução: fazer com que a própria classe seja responsável pela
manutenção da instância única, de tal forma que:
–
–
–
Quando a instância for requisitada pela primeira vez, essa instância
deve ser criada;
Em requisições subsequentes, a instância criada na primeira vez é
retornada.
A classe Singleton deve:
•
•
•
armazenar a única instância existente;
garantir que apenas uma instância será criada;
prover acesso a tal instância.
Singleton
Singleton – Implementação
public class Singleton
{
private static Singleton instance = null;
private Singleton ()
{
...
}
public static Singleton getInstance()
{
if (instance == null)
{
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
...
}
Singleton – Implementação
public class UsoDoSingleton
{
.
.
.
Singleton obj;
.
.
.
obj = Singleton.getInstance();
.
.
.
}
Iterator
•
•
Toda coleção possui uma representação interna para o
armazenamento e organização de seus elementos.
–
Por outro lado, essa coleção deve permitir que seus elementos sejam
acessados sem que sua estrutura interna seja exposta.
Pode-se desejar que estes elementos sejam percorridos de
várias maneira, sem no entanto ter que modificar a interface
da coleção em função do tipo de varredura desejado.
–
de frente para trás, vice-versa, ou mesmo em ordem aleatória.
•
O padrão Iterator permite descrever uma forma de percorrer
os elementos de uma coleção sem violar o encapsulamento
dessa coleção.
Iterator – Exemplo
•
Utilização de diferentes estruturas de dados: Vector, ArrayList,
HashSet, ...
Vector collection;
public void MostraDados(Vector col){...}
public void MostraDados(ArrayList col){...}
public void MostraDados(HashSet col){...}
ArrayList collection;
HashSet collection;
•
E se for necessário mudar a estrutura de dados?
Iterator
•
•
Intenção: iterar sobre (percorrer sequencialmente) uma
coleção de objetos sem expor sua representação.
–
Obedecendo o princípio do encapsulamento
Solução: um objeto intermediário (iterator) é usado entre o
cliente e a coleção de objetos.
–
Este objeto conhece a estrutura interna da coleção a ser percorrida, e
apresenta uma interface para percorrer tal estrutura.
–
–
Esta interface é independente dessa estrutura interna.
Os clientes que desejam percorrer a coleção utilizam a interface do
objeto intermediário, em vez de se comunicarem diretamente com a
coleção de objetos.
Iterator
•
•
Requisitos de um iterador:
–
Um modo de localizar um elemento específico da coleção, tal como o
primeiro elemento;
–
–
–
Um modo de obter acesso ao elemento atual;
Um modo de obter o próximo elemento;
Um modo de indicar que não há mais elementos a percorrer.
Exemplo em Java:
–
As classes List, Set e Hash são subclasses de Collection, e herdam um
método iterator() que retorna um objeto iterador.
–
O objeto Iterator possui métodos hasNext() e next().
Iterator
/
/
/ ICollection.java
/ interface para obtenção de Iterator para coleções
public interface ICollection
{
// obtenção de um Iterator
public IIterator getIterator();
// determina existência de um elemento
public boolean has(Object object);
// adição de um elemento
public boolean add(Object object);
// remoção de um elemento
public boolean remove(Object object);
// remoção de todos os elementos
public void removeAll();
}
Iterator
// IIterator.java
public interface IIterator {
// verifica a existência de um próximo elemento
public boolean hasNext();
// retorna o próximo elemento
public Object next();
}
Iterator – Uso
public static void main(String[] args)
{
ArrayList<String> lista = new ArrayList();
lista.add("A");
lista.add("B");
lista.add("C");
lista.add("D");
lista.add("E");
Iterator iterator = lista.iterator();
while(iterator.hasNext())
{
String str = (String)iterator.next();
System.out.print(str + " ");
}
System.out.println();
}
Iterator – Uso
public static void main(String[] args)
{
ArrayList<String> lista = new ArrayList();
lista.add("A");
lista.add("B");
lista.add("C");
lista.add("D");
lista.add("E");
for(String str:lista)
{
System.out.print(str + " ");
}
System.out.println();
}
Iterator
Iterator – Implementação
public class MinhaLista implements Iterable<Integer>
{
private int[] arrayList;
private int currentSize;
public MinhaLista(int[] newArray)
{
this.arrayList = newArray;
this.currentSize = arrayList.length;
}
@Override
public Iterator<Integer> iterator()
{
Iterator<Integer> it = new Iterator<Integer>()
{
private int currentIndex = 0;
...
Iterator – Implementação
@Override
public boolean hasNext()
{
return currentIndex < currentSize;
}
@Override
public Integer next()
{
int v = arrayList[currentIndex];
currentIndex+=2;
return v;
}
@Override
public void remove()
{
throw new UnsupportedOperationException();
}
};
return it;
}
}
Iterator – Implementação
public static void main(String[] args)
{
int[] numeros = new int[]{1,2,3,4,5,6,7};
MinhaLista lista = new MinhaLista(numeros);
for(int val:lista)
{
System.out.print(val + " ");
}
System.out.println();
Iterator iterator = lista.iterator();
while(iterator.hasNext())
{
int val = (int)iterator.next();
System.out.print(val + " ");
}
System.out.println();
}
Iterator – Aplicabilidade
•
O uso do padrão Iterator se aplica quando se quer:
–
–
–
Acessar o conteúdo de objeto agregados sem expor sua
representação interna;
Dar suporte a mais de uma maneira de percorrer a
estrutura;
Prover interface única para percorrer estruturas agregadas
diferentes.
Iterator – Consequências
•
•
Mantém separadas a representação interna e a responsabilidade
de navegação pelas partes.
–
O iterador conhece a estrutura interna das partes, mas os clientes do
iterador não conhecem.
–
Move da coleção de objetos para o objeto iterator a responsabilidade de
acesso e varredura da coleção.
Há a possibilidade de utilizar mais de um iterador
simultaneamente.
–
Dá suporte a múltiplas maneiras de percorrer a coleção e, se necessário,
essas varreduras podem ocorrer ao mesmo tempo.