Java Pattern: описание, возможности, примеры

Расширение условий задачи может потребовать повторения однотипных действий в определенном порядке. Такие действия помогают выполнять программистам шаблоны, или Java Pattern (JP), которые автоматизируют создание объектов и их отношений в рабочей области пользователя. Команды могут использовать JP, чтобы уменьшить количество ошибок, упростить моделирование и повысить производительность. Дизайнеры создают JP, используя информацию, идентифицированную из существующих эталонных реализаций и примеров решений.

Структура шаблона проектирования

Команды разработчиков решений устанавливают Java Design Patterns, используя мастера, применяют шаблоны в рабочем пространстве. Эти мастера, соответствующие лучшим практикам, снижают потребность в кодировании и сложной настройке.

Типовая структура JP:

1. Модель данных включает в себя все сущности и элементы данных, которые реализуют шаблон, в котором эти данные организованы в рабочей области. Она обеспечивает ожидаемый пользовательский ввод и применяет его к рабочему пространству, а также имеет встроенную справочную систему, доступную, когда пользователь запускает дизайн Java Pattern.
2. Пользовательский интерфейс. Разработчики взаимодействуют с шаблонами проектирования с помощью мастера проектирования JP. Он собирает информацию и организовывает ее на разных страницах мастера, дополняя подсказками или встроенной справкой, по требованию пользователя.
3. Процессор реализации. Когда пользователь завершает работу с мастером Java Pattern проектирования и нажимает кнопку «Готово», шаблон дизайна применяет введенные пользователем данные к сущностям и элементам, определенным в данном проекте. После чего JP генерирует и организует объекты и элементы данных в рабочей области.

Последовательность цикла разработки

Жизненный цикл шаблона проектирования начинается с идентификации и изоляции самого JP. Работая с эталонной реализацией, дизайнеры идентифицируют повторяемый макет, который включает ресурсы и отношения ресурсов с рабочим пространством. Задачи в жизненном цикле Java Pattern проектирования выполняются двумя разными участниками, дизайнером, который создает и распространяет макет, а также оператором, устанавливающим образцы проектирования и запускающим JP для облегчения разработки решения.

Последовательность дизайнерской обработки:

1. Оцениваются общие задачи моделирования и ключевые ресурсы в справочных реализациях, примерах решений и передовых практиках и устанавливают, какие повторяемые задачи можно автоматизировать в JP.
2. Разрабатывают JP с использованием выявленных ресурсов в качестве ключевых компонентов.
3. Тестируют полученные шаблоны проектирования, запустив их в среде Design Studio.
4. Включают JP в проекты плагинов, которые связывают с проектом объектов и с сайтом обновлений.
5. Устанавливают функции в зависимости от их роли и целей.
6. Запускают шаблоны проектирования, чтобы завершить дизайнерское решение.

Файл pattern.xml

Каждый шаблон дизайна имеет файл «pattern.xml», который определяет содержимое модели JP. В дополнение к высокоуровневым атрибутам, установленным для файла, например, к пространству имен, идентификатору шаблона и атрибутам имени. В разделе «XML-схема» это файл с именем DesignPattern.xsd в папке схемы, доступной в программном пакете Design Studio. Разработчик может указать, является ли шаблон проектирования основным или второстепенным выпуском или частью выпуска пакета обновления по номеру версии шаблона проектирования.

На странице «Введение» в мастере находится информация, которая описывает, как можно использовать JP. Разделы шаблона проектирования:

1. Действительные целевые проекты, в которых сохраняются ресурсы при применении шаблона проектирования.
2. Заполнители представляют информацию, которая должна быть введена пользователем, применяющим JP.
3. Страницы, которые отображаются в мастере. Токены JP организованы в виде страниц в мастере, где каждая страница является их группой. Можно определить любое количество групп токенов.
4. Список ресурсов, включенных в JP, который копирует эти ресурсы в рабочее пространство пользователя.
5. Информация по умолчанию, предоставляемая мастеру JP, для автоматического заполнения имен токенов.

Подход Java к дизайну

Шаблоны проектирования уже определены и предоставляют стандартный отраслевой подход для решения повторяющейся проблемы, поэтому это экономит время, если он разумно используется. Использование шаблонов проектирования способствует повторному использованию, что приводит к созданию более надежного и легко обслуживаемого кода. Это помогает снизить совокупную стоимость владения (TCO) программного продукта и облегчает понимание и отладку кода. Это приводит к более быстрому развитию, и новые члены команды легко обучаются новым программам.

Шаблоны проектирования Java подразделяются на три категории — дизайна для создания, структуры и поведения. JP креационного проектирования предоставляют решение для создания объекта наилучшим образом для конкретных ситуаций.

Шаблон Singleton ограничивает создание экземпляров класса и гарантирует, что в виртуальной машине Java существует только один экземпляр класса. Кажется, что это очень простой JP, но когда дело доходит до реализации, у него появляется много проблем. Реализация Singleton шаблона всегда была спорной темой среди разработчиков и одной из самых обсуждаемых тем JP проектирования.

Фабричный образец

Java Factory Pattern используется когда есть суперкласс с несколькими подклассами. Этот шаблон берет на себя ответственность за создание экземпляра класса от клиентской программы до фабричного класса. Можно применить шаблон Singleton к классу Factory или сделать метод фабрики статическим. Это один из наиболее широко используемых JP.

Абстрактный Фабричный образец (Abstract Factory) похож на Фабричный образец, который возвращает различные подклассы на основе предоставленного ввода, и использует оператор «if-else» или «switch» для достижения этой цели. В шаблоне Abstract Factory избавились от блока «if-else», оставили класс фабрики для каждого подкласса, после чего Abstract Factory возвращает подкласс на основе входного класса фабрики.

JP Строитель был введен для решения некоторых проблем Factory и Abstract Factory, когда Object содержит много атрибутов. Builder Pattern Java устраняет проблему большого количества необязательных параметров и несогласованных действий, предоставляя способ пошагового построения объекта и метод, возвращающий конечный объект.

Структурные конструкции

Шаблон проектирования адаптера является одним из JP структурного проектирования и используется для совместной работы двух не связанных между собой интерфейсов. Объект, который присоединяется к этим несвязанным интерфейсам, называется адаптером. В качестве примера из реальной жизни можно рассматривать мобильное зарядное устройство в качестве адаптера, поскольку для зарядки аккумулятора требуется 3 В, а обычная розетка выдает напряжение 120 В (США) или 220 В (Россия). Таким образом, мобильное зарядное устройство работает в качестве адаптера между мобильной зарядной розеткой и сетевой розеткой.

JP Композитный Узор является одним из структурных шаблонов проектирования и используется, когда нужно представлять иерархию части – целого, создать структуру таким образом, чтобы объекты в ней обрабатывались одинаково.

Диаграмма — это пример из реальной жизни, структура, состоящая из таких объектов, как круг, линии, треугольник и других геометрических фигур. Когда программист заполняет рисунок цветом, скажем, красным, тот же цвет также применяется к объектам в JP. Здесь рисунок состоит из разных частей, и все они имеют одинаковые операции.

Прокси шаблон

Целью шаблона прокси является «Предоставление суррогата или заполнителя для другого объекта с целью контроля доступа к нему». Само определение очень ясно, и JP прокси используется когда нужно обеспечить контролируемый доступ к функциональности.

Допустим, есть класс, который может выполнять некоторые команды в системе, но если нужно передать эту программу клиентскому приложению, у нее могут быть серьезные проблемы. Клиентская программа может выдать команду на удаление некоторых системных файлов или изменить некоторые параметры, которые не нужны.

Шаблон проектирования Flyweight используется когда нужно создать много объектов класса. Поскольку каждый объект потребляет пространство памяти, которое может иметь решающее значение для устройств с небольшим объемом памяти, таких как мобильные устройства или встроенные системы, можно применять JP с упрощенным дизайном, чтобы уменьшить нагрузку на память путем совместного использования объектов. Реализация пула строк в Java является одним из лучших примеров реализации шаблонов Flyweight.

2019-03-13