Tecnicas-de-Programacao-TECNICAS-DE-PROGRAMACAO-4

Prévia do material em texto

TÉCNICAS DE 
PROGRAMAÇÃO 
Unidade 05 
A Camada de Negócios – Padrões de Projeto 
Leitura recomendada: 
• Padrões de Arquitetura de Aplicações Corporativas; Martin 
Fowler; pgs 46 a 51 e 120 a 133 
• Padrões e Projeto Orientado a Objetos; Goodrich; pgs 177 a 
214 e 383 a 408 
 
Técnicas de Programação Faculdade de Informática/PUCRS 1 
PADRÕES DE PROJETO 
Técnicas de Programação Faculdade de Informática/PUCRS 2 
Padrão Singleton: Definição 
• Contexto: 
• Todos os clientes necessitam acessar uma única instância 
compartilhada da classe. 
• Deve-se garantir que nenhuma instância adicional será criada 
acidentalmente. 
• Solução: 
• Alternativa 1: 
• Classe com todos os métodos e atributos estáticos. 
• Alternativa 2: 
• Definir uma classe com um construtor privado. 
• A classe cria uma instância única de si mesma. 
• Fornece-se um método estático que retorna uma referência para a 
instância única. 
Técnicas de Programação 3 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Singleton 
• Alternativa 1: 
• Usar uma classe “static” tal como a classe “Math” 
• Vantagens: acessível de qualquer ponto do programa. 
• Desvantagem: não controla a quantidade de instâncias. Instância 
única “hard-coded”. 
• Complica se houver a necessidade de criar mais uma instância no 
futuro. 
Técnicas de Programação 4 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Singleton 
• Alternativa 2: 
• Manter o construtor privado. 
• Criar um atributo privado estático para manter a instância. 
• Criar um método estático para ter acesso “global” a instância. 
• Vantagem: 
• permite trabalhar com mais de uma instância se for o caso, mas 
controlando a quantidade. 
Técnicas de Programação 5 Faculdade de Informática/PUCRS 
Exemplo (variação 1) 
class Spooler{ 
 static Spooler instance; 
 
 private Spooler() { 
 //... Conteúdo do construtor ... 
 } 
 
 static public Spooler getInstance(){ 
 if(instance == null) 
 instance = new Spooler(); 
 return(instance); 
 } 
 
 // Outros métodos da classe ... 
} 
 
Técnicas de Programação 6 Faculdade de Informática/PUCRS 
Exemplo (variação 2: threads) 
class Spooler{ 
 static Spooler instance; 
 
 private Spooler() { 
 //... Conteúdo do construtor ... 
 } 
 
 static synchronized public Spooler getInstance(){ 
 if(instance == null) 
 instance = new Spooler(); 
 return(instance); 
 } 
 
 // Outros métodos da classe ... 
} 
 
Técnicas de Programação 7 Faculdade de Informática/PUCRS 
Exemplo (variação 3: clone) 
 
class Spooler{ 
 static Spooler instance; 
 
 private Spooler() { 
 //... Conteúdo do construtor ... 
 } 
 
 static synchronized public Spooler getInstance(){ 
 if(instance == null) 
 instance = new Spooler(); 
 return(instance); 
 } 
 
 public Object clone() { 
 throw new CloneNotSupportedException(); 
 } 
 
 // Outros métodos da classe ... 
} 
 
Técnicas de Programação 8 Faculdade de Informática/PUCRS 
Uso no exemplo do IRPF 
• Uso do Singleton no validador de contribuinte 
 
public class ValidadorContribuinte { 
 
 private static ValidadorContribuinte vc = null; 
 
 private ValidadorContribuinte() { 
 } 
 
 public static ValidadorContribuinte getInstance() { 
 if (vc == null) { 
 vc = new ValidadorContribuinte(); 
 } 
 return (vc); 
 } 
 
 public void validaNome(String n) throws ValidadorContribuinteException{ 
 ... 
 } 
 
 ... Outros métodos ... 
 
} 
Técnicas de Programação Faculdade de Informática/PUCRS 9 
Padrão Fachada 
• Fornece uma interface única para um conjunto de 
interfaces de um subsistema. A fachada (facade) define 
uma interface de mais alto nivel que torna o subsistema 
mais fácil de usar. 
Técnicas de Programação 10 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Fachada: Definição 
• Classificação: estrutural de objeto 
• Contexto: 
• Um sistema é composto por uma série de subsistemas que provém 
um conjunto de serviços relacionados. 
• A medida que o sistema evolui e o número de subsistemas cresce, 
torna-se mais complexo o acesso ao conjunto de serviços. 
• A maioria dos clientes não necessita ter acesso aos métodos mais 
específicos de cada um dos subsistemas. 
• Solução: 
• Implementar uma classe que implementa uma fachada (facade), 
abstraindo os detalhes de implementação dos serviços mais 
solicitados para o conjunto de subsistemas. 
• Esta classe serve de fachada. Abstrai a complexidade do uso 
direto dos subsistemas deixando-os disponíveis para serem 
acessados diretamente quando necessário. 
Técnicas de Programação 11 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Fachada: Diagrama 
Técnicas de Programação 12 Faculdade de Informática/PUCRS 
Uso no exemplo do IRPF 
• No exemplo do IRPF um 
Fachada foi usado para diminuir 
o acoplamento entre as 
camadas de apresentação e 
negócios. 
• Note que o controlador da 
camada de apresentação 
interage basicamente com a 
“fachada” da camada de 
negócios. 
• A “fachada” solicita os serviços 
dos demais objetos da camada 
de negócios para atender as 
demandas da camada de 
apresentação. 
• A camada de apresentação não 
precisa conhecer os detalhes da 
camada de negócios 
Técnicas de Programação Faculdade de Informática/PUCRS 13 
Uso no exemplo do IRPF 
public class IrpfFachada { 
 
 private ContribuinteDAO cadContribuinte; 
 
 ... 
 
 public double calcula(TipoCalculo t, String cpf) throws IrpfException { 
 CalculoIrpf ir = new CalculoIrpf(); 
 ir.setTipo(t); 
 Contribuinte c = cadContribuinte.buscar(cpf); 
 if (c == null) { 
 throw new IrpfException("CPF inexistente: " + cpf); 
 } 
 return (ir.impostoDevido(c)); 
 } 
 
} 
Técnicas de Programação Faculdade de Informática/PUCRS 14 
Padrão Strategy 
• Define uma familia de algoritmos, encapsula cada um e 
permite que os mesmos sejam intercambiaveis. O padrão 
Strategy permite que o algoritmo varie independente dos 
clientes que o usam. 
Técnicas de Programação 15 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Strategy: Definição 
• Classificação: comportamental de objeto 
• Contexto: 
• Uma classe (chamada de contexto) pode se beneficiar de diferentes 
variantes de um algoritmo. 
• Clientes da classe contexto as vezes fornecem versões próprias do 
algoritmo. 
• Solução: 
• Definir uma interface que seja uma abstração do algoritmo. Chama-se 
esta interface de Strategy. 
• Classes concretas de estratégia implementam a interface Strategy. 
Cada classe estratégia implementa uma versão do algoritmo. 
• O cliente fornece um objeto de estratégia concreto para a classe 
contexto. 
• Sempre que o algoritmo tiver de ser executado, a classe contexto 
chama os método apropriados do objeto estratégia. 
 
Técnicas de Programação 16 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Strategy: Diagrama 
Técnicas de Programação 17 Faculdade de Informática/PUCRS 
Uso no exemplo do IRPF 
• Permite facilitar a 
criação de novos 
métodos de 
cálculo; 
• O “context” do 
padrão é a 
classe 
Contribuinte. Ele 
é quem usa as 
diferentes 
estratégias de 
cálculo. 
Técnicas de Programação Faculdade de Informática/PUCRS 18 
Uso no exemplo do IRPF 
public class Contribuinte { 
 private String nome; 
 ... 
 private CalculoIrpf impostoDevido; 
 
 public Contribuinte(String nome,String cpf,int idade, int nroDep,double contrPrev,double totRend) 
 throws IllegalArgumentException{ 
 ... 
 
 this.contrPrev = contrPrev; 
 this.cpf = cpf; 
 this.idade = idade; 
 this.nome = nome; 
 this.nroDep = nroDep; 
 this.totRend = totRend; 
 this.impostoDevido = new CalculoIrpfSimplificado(); // Assume como default 
 } 
 
 public void defineCalculo(CalculoIrpf calc){impostoDevido = calc; 
 } 
 
 ... 
 
 public double getImpostoDevido(){ 
 return impostoDevido.calculaImposto(this); 
 } 
} 
 
Técnicas de Programação Faculdade de Informática/PUCRS 19 
Padrão Factory 
• Define uma interface para a criação de um objeto, mas 
deixa as subclasses definirem a classe a ser instanciada. 
O padrão faz com que a classe deixe o instanciamento 
para as subclasses. 
 
• É mais flexível que um construtor 
• É possível criar objetos de subclasses e não apenas de uma 
classe fixa 
Técnicas de Programação 20 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Factory: Definição 
• Classificação: padrão de criação 
• Contexto: 
• Um tipo, que será chamado de creator, cria objetos de outro tipo, 
que será chamado de product 
• Subclasses do tipo creator necessitam criar diferentes tipos de 
objetos product 
• Os clientes não precisam conhecer o tipo exato dos objetos 
product 
Técnicas de Programação 21 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Factory: Definição 
• Solução: 
• Defina um tipo creator que expresse os atributos comuns de todos 
os criadores 
• Defina um tipo product que expresse os atributos comuns de 
todos os produtos 
• Defina um método fabricante factoryMethod no tipo creator que 
irá gerar objetos product 
• Cada classe concreta de creator implementa o método fabricante 
de maneira que ele retorne um objeto de uma classe product 
concreta 
Técnicas de Programação 22 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Factory: Diagrama 
Técnicas de Programação 23 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Factory 
• Observações: 
• A Factory decide que tipo de instância retornar baseada em 
alguma lógica de decisão. 
• O tipo retornado não importa, porque todos implementam a mesma 
interface. 
• O algoritmo de decisão pode ser extremamente complexo, mas 
normalmente é extremamente simples. 
Técnicas de Programação 24 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Factory 
• Quando usar o padrão Factory 
• A classe não consegue antecipar o tipo de objeto que deve ser 
criado. 
• A classe usa suas subclasses para especificar que tipo de objeto 
criar. 
• Se for o caso de localizar a lógica de criação das instâncias. 
• É mais flexível que um construtor, pois permite criar objetos de 
subclasses e não apenas de uma classe fixa. 
Técnicas de Programação 25 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Factory 
• O padrão Factory pode ter variações: 
• A classe base é abstrata e o padrão deve retornar uma classe 
completa. 
• A classe base contém os métodos default e só existem classes 
derivadas para alguns casos (nos demais retorna a própria classe 
base). 
• O parâmetro passado para o Factory define explicitamente o tipo 
de instância a ser criada. 
Técnicas de Programação 26 Faculdade de Informática/PUCRS 
Uso no exemplo do IRPF 
• O Factory é 
responsável 
pela criação 
dos objetos de 
estratégia de 
cálculo do 
imposto 
• Informa-se 
para o Factory 
o tipo de 
cálculo 
desejado 
Técnicas de Programação Faculdade de Informática/PUCRS 27 
Uso no exemplo do IRPF 
public class CalculoIrpfFactory { 
 public static CalculoIrpf createInstance(TipoCalculo t) { 
 switch(t) { 
 case SIMPLIFICADO: 
 return new CalculoIrpfSimplificado(); 
 case COMPLETO: 
 return new CalculoIrpfCompleto(); 
 } 
 return null; 
 } 
} 
Técnicas de Programação 28 Faculdade de Informática/PUCRS 
Uso no exemplo do IRPF 
public class IrpfFachada { 
... 
public double calcula(TipoCalculo t, String cpf) throws 
IrpfException { 
 Contribuinte contribuinte = cadContribuinte.buscar(cpf); 
 if (contribuinte == null) { 
 throw new IrpfException("CPF inexistente: " + cpf); 
 } 
 CalculoIrpf ir = CalculoIrpfFactory.createInstance(t); 
 contribuinte.defineCalculo(ir); 
 return contribuinte.getImpostoDevido(); 
 } 
... 
} 
Técnicas de Programação 29 Faculdade de Informática/PUCRS 
Outros padrões 
• Outros padrões interessantes: 
• Iterator 
• Adapter 
• Decorator 
• Composite 
• Serão apresentados na sequencia 
Técnicas de Programação Faculdade de Informática/PUCRS 30 
Padrão Iterator 
• Provê uma forma de acessar os elementos de um objeto 
agregado sequencialmente sem expor a sua 
implementação interna. 
Técnicas de Programação 31 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Iterator: Definição 
• Classificação: comportamental de objeto 
• Contexto: 
• Um objeto (chamado de agregador) contém outros objetos 
(chamados de elementos). 
• Clientes necessitam acessar os elementos. 
• O agregador não deve expor sua estrutura interna. 
• Podem haver vários clientes que necessitam acesso simultâneo. 
• Solução: 
• Definir uma classe iteradora que retorna um elemento de cada vez. 
• Cada objeto iterador necessita manter a posição do próximo 
elemento a retornar. 
• Se existirem diferentes variações de agregadores e iteradores, é 
melhor que todos implementem uma interface comum. 
 
Técnicas de Programação 32 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Iterator: Diagrama 
Técnicas de Programação 33 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Adapter 
• Converte a interface de uma classe na interface esperada 
por uma classe cliente. O padrão Adapter permite que 
certas classes trabalhem juntas o que não seria possível 
de outra forma devido a incompatibilidade das interfaces 
Técnicas de Programação 34 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Adapter: Definição 
• Classificação: estrutural de classe 
• Contexto: 
1. Deseja-se usar uma classe sem modificá-la. Chama-se esta 
classe de “adaptável”. 
2. O contexto onde deseja-se usar a classe requer uma interface 
“alvo” diferente da que a classe adaptavel oferece. 
3. A interface alvo e a interface da classe adaptável são 
conceitualmente relacionadas 
• Solução: 
1. Definir uma classe adaptadora que implementa a interface 
“alvo”. 
2. A classe adaptadora mantém uma referência para a classe 
adaptável. Ela traduz os métodos da interface alvo para os 
métodos da adaptavel. 
3. O cliente empacota a classe adaptável em um objeto 
adaptador. 
 
Técnicas de Programação 35 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Adapter: Diagrama 
Técnicas de Programação 36 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Adapter: Exemplo 
• Exemplo: 
1. Suponha que você dispõe de uma classe capaz de 
exibir o logotipo de sua empresa sobre um Canvas. 
2. Agora você quer exibir esse logotipo em um 
formulário, junto dos demais componentes. Para 
tanto é necessário inseri-lo em um contêiner de 
componentes (Ex: JPanel). 
3. Problema: um JPanel aceita JComponent e não a 
classe que você já tinha. 
4. Solução: criar uma classe adaptadora que 
implementa a interface JComponent. 
Técnicas de Programação 37 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Adapter: Exemplo 
import java.awt.*; 
import java.awt.geom.*; 
import javax.swing.*; 
 
public class CarIcon implements Icon{ 
 private int width; 
 
 public CarIcon(int aWidth) { 
 width = aWidth; 
 } 
 
 public int getIconWidth(){ 
 return width; 
 } 
 
 public int getIconHeight(){ 
 return width / 2; 
 } 
 
 public void paintIcon(Component c, Graphics g, int x, int y) { 
 Graphics2D g2 = (Graphics2D) g; 
 Rectangle2D.Double body = new Rectangle2D.Double(x, y + width / 6, width - 1, 
width / 6); 
 Ellipse2D.Double frontTire = new Ellipse2D.Double(x + width / 6, y + width / 3, width / 
6, width / 6); 
 Ellipse2D.Double rearTire = new Ellipse2D.Double(x + width * 2 / 3, y + width / 3, 
width / 6, width / 6); 
 
 Point2D.Double r1 = new Point2D.Double(x + width / 6, y + width / 6); 
 Point2D.Double r2 = new Point2D.Double(x + width / 3, y); 
 Point2D.Double r3 = new Point2D.Double(x + width * 2 / 3, y); 
 Point2D.Double r4 = new Point2D.Double(x + width *5 / 6, y + width / 6); 
 
 Line2D.Double frontWindshield = new Line2D.Double(r1, r2); 
 Line2D.Double roofTop = new Line2D.Double(r2, r3); 
 Line2D.Double rearWindshield = new Line2D.Double(r3, r4); 
 
 g2.fill(frontTire); g2.fill(rearTire); 
 g2.setColor(Color.red); g2.fill(body); g2.draw(frontWindshield); 
 g2.draw(roofTop); 
 g2.draw(rearWindshield); 
 } 
} 
 
Técnicas de Programação 38 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Adapter: Exemplo 
import java.awt.*; 
import javax.swing.*; 
 
 
public class IconAdapter extends JComponent{ 
 private Icon icon; 
 
 public IconAdapter(Icon icon){ 
 this.icon = icon; 
 } 
 
 public void paintComponent(Graphics g){ 
 icon.paintIcon(this, g, 0, 0); 
 } 
 
 public Dimension getPreferredSize(){ 
 return new Dimension(icon.getIconWidth(),icon.getIconHeight()); 
 } 
} 
 
Técnicas de Programação 39 Faculdade de Informática/PUCRS 
import java.awt.*; 
import javax.swing.*; 
 
public class IconAdapterTester{ 
 public static void main(String[] args){ 
 Icon icon = new CarIcon(300); 
 JComponent component = new IconAdapter(icon); 
 
 JFrame frame = new JFrame(); 
 frame.setLayout(new FlowLayout(FlowLayout.CENTER)); 
 frame.add(new JButton("Ok")); 
 frame.add(component); 
 frame.add(new JButton("Cancel")); 
 frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); 
 frame.pack(); 
 frame.setVisible(true); 
 } 
} 
 
Padrão Adapter: Exemplo 
Técnicas de Programação Faculdade de Informática/PUCRS 40 
Padrão Adapter: Exemplo 2 
• A interface da classe de acesso ao banco de dados 
devolvia linhas de tabelas relacionais como resposta as 
consultas. 
• Usando o Adapter a nova interface já retorna os objetos 
que representam as entidades do sistema. 
Técnicas de Programação 41 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Decorator 
• Acrescenta responsabilidades adicionais em um objeto 
dinamicamente. O padrão decorator fornece uma 
alternativa flexível ao uso da herança para estender 
funcionalidades. 
Técnicas de Programação 42 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Decorator: Definição 
• Classificação: estrutural de objeto 
• Contexto: 
• Deseja-se ampliar a capacidade de uma classe. Chama-se a mesma 
de classe componente. 
• Um componente decorado pode ser usado da mesma forma que o 
componente sem decoração. 
• A classe componente não deseja ter nenhuma responsabilidade sobre 
a decoração 
• Existe um conjunto muito grande de possibilidades de decoração. 
• Solução: 
• Defini-se uma interface que seja uma abstração do componente. 
• As classes de componentes concretos implementam esta interface. 
• Classes de decoração também implementam esta interface. 
• O objeto decorador gerencia o objeto que ele decora. 
• Quando implementa um método da interface do componente, o 
decorador usa o método do componente decorado e combina o 
resultado com o efeito da decoração 
Técnicas de Programação 43 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Decorator: Diagrama 
Técnicas de Programação 44 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Decorator: Exemplo1 
• Barra de rolagem Swing 
 
JTextArea area = new JTextArea(10,25); 
JScrollPane painel = new JScrollPane(area); 
Técnicas de Programação 45 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Decorator: Exemplo 2 
Técnicas de Programação 46 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Decorator: Exemplo 2 
public interface Mensagem{ 
 String getMsg(); 
} 
 
public class MensagemDeTexto implements Mensagem{ 
 private String texto; 
 
 public MensagemDeTexto(String umTexto){ 
 texto = umTexto; 
 } 
 
 public String getMsg(){ 
 return(texto); 
 } 
} 
Técnicas de Programação 47 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Decorator: Exemplo 2 
public class MensagemColchetes implements Mensagem{ 
 private Mensagem mensagem; 
 
 public MensagemColchetes(Mensagem umaMensagem){ 
 mensagem = umaMensagem; 
 } 
 
 public String getMsg(){ 
 String aux = "[[[ "; 
 aux += mensagem.getMsg(); 
 aux += " ]]]"; 
 return(aux); 
 } 
} 
Técnicas de Programação 48 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Decorator: Exemplo 2 
public class MensagemMoldura implements Mensagem{ 
 private Mensagem mensagem; 
 
 public MensagemMoldura(Mensagem umaMensagem){ 
 mensagem = umaMensagem; 
 } 
 
 public String getMsg(){ 
 String aux = ">>"; 
 return(aux); 
 } 
} 
 
Técnicas de Programação 49 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Decorator: Exemplo 2 
public class App{ 
 public static void main(String args[]){ 
 MensagemDeTexto mt = new MensagemDeTexto("Aviso urgente"); 
 MensagemMoldura mm = new MensagemMoldura(mt); 
 MensagemColchetes mc = new MensagemColchetes(mm); 
 System.out.println(mm.getMsg()); 
 System.out.println(mc.getMsg()); 
 } 
} 
 
Técnicas de Programação 50 Faculdade de Informática/PUCRS 
Padrão Composite 
• Mostra como combinar vários objetos em um objeto que 
tem o mesmo comportamento que suas partes 
Técnicas de Programação Faculdade de Informática/PUCRS 51 
Padrão Composite: Definição 
• Classificação: estrutural de objeto 
• Contexto: 
• Objetos primitivos podem ser combinados em objetos compostos 
• Clientes podem tratar objetos compostos como um objeto primitivo 
• Solução: 
• Define uma interface (primitive) para abstrair objetos primitivos 
• Objeto composto (composite) contém coleção de objetos primitivos 
• Ambos objetos primitivos e objetos compostos implementam a 
mesma interface 
• Ao implementar um método da interface, o objeto composto aplica 
o método a todos os objetos primitivos e combina os resultados 
Técnicas de Programação Faculdade de Informática/PUCRS 52 
Padrão Composite: Diagrama 
Técnicas de Programação Faculdade de Informática/PUCRS 53 
Técnicas de Programação Faculdade de Informática/PUCRS 54