UML и паттерны проектирования

UML

Паттерны проектирования

Преподаватель: Галинова Анна Александровна

1

Проектирование

Процесс составления описания, необходимого для создания в заданных условиях еще не существующего объекта по первичному описанию этого объекта путем его детализации, дополнения, расчетов и оптимизации.

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

1

1

UML

Диаграммы

1

Определение UML

UML - язык графического описания для объектного моделирования.

Цель UML — визуально представить диаграммы, которые легко понять каждому.  

Не является языком программирования, но на основании UML-моделей возможна генерация кода.

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

1

1

Определение UML

Словарь UML включает три вида строительных блоков

• Диаграммы
• Сущности
• Связи

Сущности – это абстракции, которые являются основными элементами модели, связи соединяют их между собой, а диаграммы группируют представляющие интерес наборы сущностей.

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

1

1

Типы диаграмм

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

1

1

Диаграмма классов

Центральная методика моделирования, которая используется практически во всех объектно-ориентированных методах.

Эта диаграмма описывает типы объектов в системе и различные виды статических отношений, которые существуют между ними.

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

1

1

Что такое класс

Класс - шаблон для создания объектов.

Он обеспечивает начальные значения состояний объектов:

• инициализацию полей-переменных
• реализацию поведения полей и методов.

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

1

Класс описывает то, каким объект может быть

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

1

Класс описывает то, каким объект может быть

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

1

Переведем класс DOG в UML

Верхняя секция: имя класса

Средняя секция: свойства песика (атрибуты класса)

Нижняя секция: что может делать песик (методы или операции класса)

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

1

Диаграмма классов

Наиболее распространенная при разработке ПО. Похожа на блок-схему, потому что классы представлены в виде блоков.

Предлагает визуальное представление о различных классах и о том, как они взаимосвязаны. 

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

1

Из чего состоит блок

Верхняя секция: имя класса 

Средняя секция: атрибуты класса 

Нижняя секция: методы или операции класса 

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

1

Из чего состоит блок

Атрибуты класса:

Тип атрибута отображается после двоеточия.

Атрибуты сопоставляются с переменными в коде.

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

1

Из чего состоит блок

Классовые операции (методы):

Это действия, предоставляемые классом.

Возвращаемый тип параметров метода отображается после двоеточия после имени параметра. 

Операции сопоставляются с методами класса в коде.

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

1

Классовые отношения

Класс может быть вовлечен в одно или несколько отношений с другими классами

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

1

Наследование

Это схематическое изображение отношения между родительским классом и его наследниками.

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

1

Ассоциация

Связь классов.

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

1

Реализация

Отношение интерфейса и объектов, реализующих этот интерфейс.

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

1

Зависимость

Объект одного класса может использовать объект другого класса в своем методе.

1

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

Агрегация

Когда один класс является частью другого.

1

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

Композиция

Разновидность агрегации, только в этом случае, классы, являющиеся частью другого класса, уничтожают, когда уничтожается класс-агрегатор. Например наше тело состоит из органов, но сами по себе они не жизнеспособны.

1

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

Имена отношений

1

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

1

Шаблон проектирования

или - паттерн

1

Определение паттерна

Паттерн – повторяющийся элемент в различных сферах жизни. Паттерн ( психология ) – набор стереотипных поведенческих реакций или последовательности действий. Паттерн ( информатика ) – эффективный способ решения характерных задач проектирования.

1

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

1

Определение паттерна

Паттерн – повторимая архитектурная конструкция, представляющая собой решение проблемы проектирования в рамках некоторого часто возникающего контекста.

Паттерн описывает задачу, которая часто возникает в работе, а также способ её решения. Данное решение можно потом использовать много раз и не изобретать ничего заново.

1

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

1

Паттерн и архитектура

Архитектура приложения  — это логическая структура, описывающая отдельные компоненты, их свойства и связи в виде единой системы.

Паттерны  — это описания схем детализации отдельных подсистем приложения и взаимосвязей между ними.

При этом паттерны не являются частью программы, не влияют прямо на ее структуру и сохраняют полную независимость от языка программирования конкретной системы .

1

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

1

Основные элементы паттерна

Результаты

Имя

Задача

Решение

Следствия применения паттерна и разного рода компромиссы.

Описание элементов дизайна, отношений между ними, функций каждого элемента.

Описывает проблему проектирования, её решения и последствия.

Описание того, когда следует применять паттерн.

1

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

1

Какие бывают паттерны

Порождающие

Структурные

Поведенческие

29

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

29

Порождающие паттерны

Описывают создание объекта или группы связанных объектов.

• Простая фабрика (Simple Factory)
• Фабричный метод (Factory Method)
• Абстрактная фабрика (Abstract Factory)
• Строитель (Builder)
• Прототип (Prototype)
• Одиночка (Singleton)

29

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

30

Структурные паттерны

Компоновка объектов – как сущности могут использовать друг друга.

• Адаптер (Adapter)
• Мост (Bridge)
• Компоновщик (Composite)
• Декоратор (Decorator)
• Фасад (Facade)
• Приспособленец (Flyweight)
• Заместитель (Proxy)

30

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

30

Поведенческие паттерны

Связаны с присвоением обязанностей объектам.

Описывают структуру и очерчивают шаблоны передачи данных, обеспечивают взаимодействия.

• Цепочка обязанностей (Chain of Responsibility)
• Команда (Command)
• Итератор (Iterator)
• Посредник (Mediator)
• Хранитель (Memento)
• Наблюдатель (Observer)
• Посетитель (Visitor)
• Стратегия (Strategy)
• Состояние (State)
• Шаблонный метод (Template Method)

30

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

30

Фабричный метод (Factory Method)

Способ делегирования логики создания объектов дочерним классам.

30

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

30

Строитель (Builder)

Позволяет создавать разные свойства объекта, избегая загрязнения конструктора.

30

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

30

Адаптер (Adapter)

Позволяет помещать несовместимый объект в обёртку, чтобы он оказался совместимым с другим классом.

30

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

30

Фасад (Facade)

«Interface»

«Interface»

IФасад

IАдрес

Предоставляет упрощённый интерфейс для сложной подсистемы.

+ ЗадатьУлицу()

+ ЗадатьАдрес()

+ ЗадатьКорпус()

+ ПрочитатьАдрес()

+ ЗадатьДом()

+ ЗадатьКвартиру()

+ ПрочитатьУлицу()

+ ПрочитатьКорпус()

+ ПрочитатьДом()

+ ПрочитатьКвартиру()

Адрес

Фасад

+ Адрес: String

- Улица: String

- Корпус: Integer

- Дом: Integer

- Квартира: Integer

36

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

36

Цепочка обязанностей (Chain of Responsibility)

преемник

Позволяет создавать цепочки объектов.

Обработчик

Клиент

ОбработатьЗапрос()

Конкретный Обработчик 1

Конкретный Обработчик 2

ОбработатьЗапрос()

ОбработатьЗапрос()

36

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

36

Итератор (Iterator)

Способ доступа к элементам объекта без раскрытия базового представления.

Итератор

Агрегат

Клиент

Первый()

Следующий()

Выполнено()

ТекущийЭлемент()

СоздатьИтератор ()

Конкретный Агрегат

Конкретный

Итератор

СоздатьИтератор()

36

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

36

Наблюдатель (Observer)

1..*

1

Определяет зависимость между объектами, чтобы при изменении состояния одного из них его «подчинённые» узнавали об этом.

ТаблицаБД

Диаграмма

Круговая

Столбиковая

Диаграмма

Диаграмма

ТаблицаMSAccess

36

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

36

Стратегия (Strategy)

Позволяет переключаться между алгоритмами или стратегиями в зависимости от ситуации.

Контекст

Стратегия

КонтекстИнтерфейс()

АлгоритмИнтерфейс()

Конкретная Стратегия С

Конкретная Стратегия В

Конкретная Стратегия А

АлгоритмИнтерфейс()

АлгоритмИнтерфейс()

АлгоритмИнтерфейс()

36

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

36

Вывод

Самая трудная задача в объектно-ориентированном проектировании – разложить систему на объекты. Необходимо учитывать множество факторов.

Прежде, чем реализовать идею, которую хочешь разработать – разбери её по частям и создай архитектуру приложения в UML.

36

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

36

Практическая задача

Создать UML – диаграмму интернет-магазина.

Описать процесс покупки товара в интернет-магазине (бизнес-процесс покупки). Из каких объектов он состоит?

36

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

36

https://online.visual-paradigm.com/drive

36

02.12.2022

UML и паттерны проектирования

36