Patrones de Dise

1
Patrones de Diseño

• con ejercicios en Java

micael.gallego_at_gmail.com
2
Qué es un patrón de diseño?

• Es una solución bien documentada que los expertos
  aplican para solucionar nuevos problemas porque
  han sido utilizadas con éxito en el pasado
• Los expertos identifican partes de un problema
  que son similares a otros problemas que han
  encontrado anteriormente
• Recuerdan la solución aplicada y la generalizan
• Adaptan la solución general al contexto del
  problema actual

3
Qué es un patrón de diseño?

• Son una forma estandarizada para representar
  soluciones generales de problemas que se
  encuentran comúnmente en el desarrollo de
  software orientado a objetos
• Beneficios
• Catálogos de patrones
• Están documentados los pros y los contras de cada
  patrón. Se conocen las implicaciones de su
  aplicación
• Proporcionan un vocabulario común entre
  desarrolladores

4
Abstracción y Reutilización

• Los patrones suponen una evolución en la
  abstracción y reutilización en la programación
• Abstracción
• Resolución de problemas complejos dividiéndolos
  en otros más simples
• Capacidad de ocultar detalles superfluos y
  centrarse en lo relevante para reducir la
  complejidad

5
Abstracción y Reutilización

• Reutilización
• Posibilidad de usar de nuevo código ya
  desarrollado anteriormente
• Formas de reutilización
• Copiar y Pegar !!PELIGRO
• Reutilización de algoritmos (búsquedas,
  ordenaciones, )
• Reutilización de funciones (métodos)
• Reutilización de librerías o APIs (métodos,
  clases, )

6
Abstracción y Reutilización

• Abstracción y Reutilización en Programación
  Orientada a Objetos
• Abstracción funcional y de datos
• La encapsulación implica mejor reutilización
• La herencia permite formas de reutilización antes
  no posibles
• Es posible desarrollar algoritmos de forma
  genérica y especializarlos creando clases hijas y
  redefiniendo o implementando ciertos métodos

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Abstracción y Reutilización
Tipo de Reutilización Se puede aplicar de nuevo? Qué se abstrae? Genericidad
Fragmento de código Muy Pobre Nada Muy pobre
Estructura de datos Buena Tipos de datos Moderada-Buena
Funcional Buena Método Moderada-Buena
Tipos Genéricos Buena Operación para tipo Buena
Algoritmo Buena Fórmula Buena
Clases (Interfaz, Polimorfismo, Clase abstracta) Buena Datos Métodos Buena
API (Librería) Buena Clases útiles Buena-Muy Buena
Componente Buena Grupo de Clases Buena-Muy Buena
Patrón de Diseño Excelente Solución a un problema Muy Buena
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Tipos de Patrones

• Existen cuatro grandes tipos de patrones de
  diseño
• Patrones de Creación
• Patrones de Comportamiento
• Patrones Estructurales
• Patrones de sistema

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Tipos de Patrones

• Patrones de Creación
• Facilitan y simplifican la creación de objetos
• Permiten crear objetos sin definir la clase
  concreta, sólo la interfaz que debe implementar
• Permiten reutilizar otros objetos en vez de crear
  nuevos debido a restricciones o eficiencia
• Patrones de Comportamiento
• Guían el flujo de control del sistema (para
  facilitar la eficiencia y facilitar el
  mantenimiento)

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Tipos de Patrones

• Patrones Estructurales
• Describen formas efectivas de partir y combinar
  los elementos de una aplicación
• Permiten la comunicación de sistemas
  incompatibles, la introducción de
  simplificaciones que mejoren la independencia
  entre partes,
• Patrones de sistema
• Se aplican a la arquitectura de la aplicación
• Patrones más generales que los otros tipos

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Cómo es un patrón?

• Los patrones están especificados siguiendo un
  formulario o formato estándar
• Nombre
• También conocido como Otros nombres usuales
• Propiedades
• Tipo - Creación, Comportamiento, Estructural o De
  sistema
• Nivel - Clase única, Componente (Grupo de
  clases), Arquitectónico (Coordina sistemas y
  subsistemas)
• Propósito - Para qué sirve?
• Presentación Problema que soluciona (con
  ejemplos)
• Aplicabilidad Cuando y por qué debería usarse

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Cómo es un patrón?

• Descripción Que hace y como se comporta de
  forma detallada
• Implementación - Cómo implementarlo?
• Ventajas e Inconvenientes
• Variantes
• Patrones Relacionados
• Ejemplo

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Patrones de Creación

• Facilitan y simplifican la creación de objetos
• Permiten crear objetos sin definir la clase
  concreta, sólo el interfaz que debe implementar
• Permiten reutilizar otros objetos en vez de crear
  nuevos debido a restricciones o eficiencia

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Patrones de Creación

• Singleton (Único)
• Restringe la creación de un único objeto de una
  clase en todo el sistema y permite acceder a él
• Factory Method (Método Factoría)
• Define un método para la creación de objetos
  además del constructor
• Builder (Constructor)
• Simplifica la construcción de objetos complejos
  definiendo una clase cuya responsabilidad es
  crear objetos de otras clases

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Patrones de Creación

• Abstract Factory (Fábrica Abstracta)
• Permite crear objetos de un conjunto de clases
  relacionadas pero sin especificar la clase
  concreta, solo el interfaz
• Prototype (Prototipo)
• Define clases cuyos objetos pueden clonarse
• Hay muchos mas

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Patrones de CreaciónSingleton (Único)

• Propiedades
• Tipo Creación, Nivel Objeto
• Propósito
• Permite tener una única instancia de esta clase
  en el sistema, y permite que todas las clases
  tengan acceso a esa instancia

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Patrones de CreaciónSingleton (Único)

• Introducción
• Hay veces que se necesita esta funcionalidad
• Por ejemplo Un histórico de todas las acciones
  que realiza el usuario en la aplicación. Desde
  todas las clases se necesita usar el mismo objeto
  HistoryList
• Se podría crear un único objeto y pasar ese
  objeto como parámetro a todos los demás objetos.
  Puede no saberse a priori quien va a necesitar el
  objeto y puede ser complejo estar pasándolo
  constantemente. Sólo con documentación se puede
  obligar a que nadie más cree un objeto HistoryList

18
Patrones de CreaciónSingleton (Único)

• Introducción
• Se podría crear el objeto al inicio y colocarlo
  en un atributo estático. Pero no se podría
  proporcionar ninguna información de
  inicialización justo cuando vaya a usarse y no se
  puede controlar quien accede al objeto

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Patrones de CreaciónSingleton (Único)

• Aplicabilidad
• Cuando se requiera una instancia de una clase y
  accesible globalmente
• Descripción
• Asegura crear como máximo una instancia de un
  objeto.
• Ponga el constructor privado
• Ponga un método público estático getInstance()
  que devuelva el objeto. Este método crea la
  instancia si no se ha creado todavía, la guarda
  como un atributo estático privado y la devuelve
• Se puede crear el objeto directamente sobre el
  atributo estático

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Patrones de CreaciónSingleton (Único)

• Implementación
• Clase que tiene privado el constructor, mantiene
  una referencia estática al único objeto de la
  clase y proporciona un método estático
  getInstance() para que otras clases accedan al
  único objeto
• El resto de la implementación es completamente
  normal

21
Patrones de CreaciónSingleton (Único)
import java.util.ArrayList import
java.util.Collections import java.util.List pub
lic class HistoryList private static
HistoryList instance new HistoryList()
private List history new ArrayList()
private HistoryList() public static
HistoryList getInstance() return
instance public void addCommand(String
command) history.add(command)
public Object undoCommand() return
history.remove(history.size() - 1) ...
22
Patrones de CreaciónSingleton (Único)

• Ventajas
• La clase Singleton es la única que puede crear
  objetos de la clase, asegurando la unicidad
• No se necesita pasar la referencia a todos los
  objetos que la necesiten, simplificando el
  desarrollo y haciendo la aplicación más
  mantenible
• Inconvenientes
• Puede tener problemas en aplicaciones con muchos
  hilos de ejecución y con una única instancia
• Si en el sistema evoluciona y se necesitan más
  instancias de la clase, habría que cambiar todos
  los accesos a la clase Singleton

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Patrones de CreaciónSingleton (Único)

• Variaciones del patrón
• Mantener varias instancias que pueden ser
  obtenidas con versiones con parámetros del método
  getInstance(...)
• Cuando existen múltiples instancias, pueden ser
  de clases hijas diferentes dependiendo de los
  parámetros

24
Patrones de CreaciónSingleton (Único)

• Patrones relacionados
• Abstract Factory (Factoría Abstracta)
• Builder (Constructor)
• Prototype (Prototipo)

25
Patrones de CreaciónSingleton (Único)

• Patrón Singleton en la API de Java
• Clase java.awt.Toolkit
• Variación del patrón porque Toolkit es abstracta
  y la instancia devuelta es de una clase hija
• El método es getDefaultToolkit()
• Clase java.lang.Runtime
• El método es getRuntime()
• Clase java.text.DateFormat
• Variación del patrón porque DateFormat es
  abstracta
• Tiene varios métodos con varias instancias
  getDateInstance(), getDateInstance(int style),
  getDateTimeInstance(),

26
Ejercicio 1

• Aplica el patrón Singleton a la clase GestorIO en
  el juego de las Tres en Raya
• De esta forma se conseguirá eficiencia, porque
  con un objeto GestorIO es suficiente en toda la
  aplicación

27
Patrones de CreaciónPrototype (Prototipo)

• Propiedades
• Tipo De creación, Nivel Clase única
• Propósito
• Facilita la creación de objetos copia de otros
  objetos

28
Patrones de CreaciónPrototype (Prototipo)

• Introducción
• En muchas ocasiones es necesario crear objetos
  que tengan el mismo estado que otros objetos ya
  creados
• Se podría crear un objeto en su estado inicial y
  copiar el valor de cada atributo. Pero eso
  obligaría a desencapsular la clase
• El patrón consiste en crear un método copy que
  cree un objeto con el mismo estado que el que
  recibe el mensaje de copy

29
Patrones de CreaciónPrototype (Prototipo)

• Aplicabilidad
• Se utiliza el patrón Prototype para crear un
  objeto que sea copia de otro
• Descripción
• Permite copiar el estado de un objeto
• Se puede utilizar en las opciones de copiar y
  pegar

30
Patrones de CreaciónPrototype (Prototipo)

• Implementación
• Incluir un método de copia (copy)
• Este método devuelve un objeto de la misma clase
  cuyos atributos tienen los mismos valores que los
  atributos del objeto original
• Ventajas e Inconvenientes
• Crea copias sin necesidad de que el que necesita
  la copia conozca todos los atributos de lo
  copiado
• Hay que tener en cuenta la profundidad de la
  copia (copiar la referencia de un atributo o
  copiar el atributo en sí)

31
Patrones de CreaciónPrototype (Prototipo)

• Variaciones del patrón
• Constructor de copia, que recibe como parámetro
  un objeto de la misma clase y obtiene de él sus
  valores
• Patrones relacionados
• Abstract Factory (Factoría Abstracta)
• Factory Method (Método de Fabricación)

32
Patrones de CreaciónPrototype (Prototipo)

• Ejemplo

33
Ejercicio 2

• Aplica el patrón Prototype en la clase Lista del
  ejemplo de las estructuras de datos para copiar
  la lista
• Que se copie la lista, pero no los elementos que
  contiene
• Crea un programa ejemplo para comprobar el
  correcto funcionamiento del código

34
Patrones de CreaciónFactory Method (Método
Factoría)

• También conocido como
• Virtual Builder (Constructor Virtual)
• Propiedades
• Tipo De creación, Nivel Clase
• Propósito
• Permite definir un método estándar en una clase
  para crear objetos. Las subclases deciden la
  clase concreta que crear

35
Patrones de CreaciónFactory Method (Método
Factoría)

• Introducción
• Supongamos una aplicación de gestión de una
  lista, que permita borrar, editar y añadir
  valores
• Esta aplicación tiene dos partes, la interfaz de
  usuario (un menú en modo texto) y la Lista.
• La lista tiene un método para poner un valor
  (String) en una determinada posición (int)
• public void set(int position, String value)

36
Patrones de CreaciónFactory Method (Método
Factoría)

• Se quiere generalizar la aplicación incorporando
  una estructura de datos tipo mapa (clave,valor)
• Creamos la clase abstracta EstructuraDatos (de la
  que heredan Lista y Mapa). Creamos la clase
  abstracta Selector (de la que heredan SLista y
  SMapa)
• El menú usa objetos de EstructuraDatos y
  Selector.
• De esta forma se pueden incorporar nuevas
  estructuras de datos

37
Patrones de CreaciónFactory Method (Método
Factoría)

• El problema está en que el menú tiene que
  construir objetos de la clase Selector cuando le
  pregunta al usuario, pero no sabe que clase
  instanciar, si SLista o SMapa.
• El patrón Método Factoría propone que exista un
  método en EstructuraDatos que permita crear el
  objeto Selector correspondiente
• (Ver ejemplo)

38
Patrones de CreaciónFactory Method (Método
Factoría)

• Ejemplo (ver código)

39
Patrones de CreaciónFactory Method (Método
Factoría)

• Aplicabilidad
• Cuando se quiera crear un framework extensible.
• Cuando una subclase decide que objeto crear
• Sabe cuando crear un objeto, pero su clase
  depende de la clase de otro objeto

40
Patrones de CreaciónFactory Method (Método
Factoría)

• Descripción
• Existe un método de fabricación en una clase
  abstracta (Creator) que debe ser implementado por
  las clases hijas (ConcreteCreator).
• Ese método devuelve objetos que heredan de una
  clase abstracta (Product)
• Son las ConcreteCreator las que deciden la clase
  que hereda de Product (CocreteProduct) que deben
  instanciar

41
Patrones de CreaciónFactory Method (Método
Factoría)

• Implementación

42
Patrones de CreaciónFactory Method (Método
Factoría)

• Ventajas e Inconvenientes
• Con el polimorfismo podemos hacer código genérico
  para una clase. Con este patrón podemos hacer
  código genérico para varias clases y el código
  genérico puede instanciar objetos cuando quiere
• El inconveniente es que para añadir un producto
  nuevo hay que cambiar varias clases

43
Patrones de CreaciónFactory Method (Método
Factoría)

• Variaciones del Patrón
• Creator puede tener factoryMethod concreto y
  proporcionar una implementación por defecto
• El método de fabricación puede tomar parámetros y
  puede instanciar los ConcreteProduct dependiendo
  del parámetro
• Creator y Product pueden ser interfaces
• Patrones relacionados
• Abstract Factory (Fábrica Abstracta)
• Prototype (Prototipo)
• Template Method (Método Plantilla)

44
Ejercicio 3

• Incorpora una nueva implementación del Tablero
  del juego de las Tres en Raya.
• Las columnas deben identificarse mediante letras
  (A,B,C)
• Habrá que crear otra implementación de Coordenada
  con las columnas como letras
• Usar el patrón Factory Method al instanciar
  objetos de alguna clase concreta de coordenada

45
Patrones de Comportamiento

• Están relacionados con el flujo de control del
  sistema
• Ciertas formas de organizar el control en un
  sistema pueden derivar en grandes beneficios para
  la eficiencia y el mantenimiento del sistema

46
Patrones de Comportamiento

• Chain of Responsability (Cadena de
  Responsabilidad)
• Establece una cadena en un sistema, para que un
  mensaje pueda ser manejado en el nivel en el que
  se recibe en primer lugar o ser redirigido a otro
  objeto que pueda manejarlo
• Command (Comando)
• Encapsula un comando en un objeto de tal forma
  que pueda ser almacenado, pasado a métodos y
  devuelto igual que otro objeto
• Interpreter (Intérprete)
• Define un intérprete para un lenguaje

47
Patrones de Comportamiento

• Iterator (Iterador)
• Proporciona una forma coherente de acceder
  secuencialmente a los elementos de una colección,
  independientemente del tipo de colección
• Mediator (Mediador)
• Simplifica la comunicación entre los objetos de
  un sistema introduciendo un único objeto que
  gestiona la distribución de mensajes entre los
  otros

48
Patrones de Comportamiento

• Observer (Observador)
• Proporciona a los componentes una forma flexible
  de enviar mensajes de difusión a los receptores
  interesados
• State (Estado)
• Permite modificar fácilmente el comportamiento de
  un objeto en tiempo de ejecución
• Strategy (Estrategia)
• Define un grupo de clases que representa un
  conjunto de posibles comportamientos. Estos
  comportamientos pueden ser fácilmente
  intercambiados.

49
Patrones de Comportamiento

• Visitor (Visitante)
• Proporciona una forma fácil y sostenible de
  ejecutar acciones en una familia de clases. Este
  patrón centraliza los comportamientos y permite
  que sean modificados o ampliados sin cambiar las
  clases sobre las que actúan

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Patrones de ComportamientoCommand (Comando)

• Propiedades
• Tipo De comportamiento
• Nivel Objeto
• Propósito
• Encapsular un comando en un objeto de tal forma
  que pueda ser almacenado, pasado a métodos y
  devuelto igual que cualquier otro objeto

51
Patrones de ComportamientoCommand (Comando)

• Introducción
• Cuando un usuario selecciona una acción para
  ejecutarla, la aplicación necesita saber desde
  dónde obtener los datos y el comportamiento
  relevantes
• Normalmente, la aplicación mantendrá la lógica en
  un lugar centralizado
• Los usuarios pueden necesitar deshacer las
  acciones realizadas
• Es lógico combinar la acción en un objeto el
  objeto comando. Ese objeto tiene el
  comportamiento y los datos necesario para una
  acción específica

52
Patrones de ComportamientoCommand (Comando)

• Aplicabilidad
• Dar soporte para deshacer comandos, procesos de
  identificación, etc...
• Poner en cola y ejecutar comandos en momentos
  distintos
• Desacoplar la fuente de una petición del objeto
  que la cumple

53
Patrones de ComportamientoCommand (Comando)

• Descripción
• Una aplicación que no use el patrón Command
  tendrá que proporcionar una clase manejadora de
  código para controlar todos los eventos que
  puedan ocurrir
• El patrón Command encapsula los datos y
  funcionalidad necesarias para cumplir una acción
  o una petición específicas
• Proporciona una separación entre cuándo hay que
  ejecutar una acción y cómo tiene que ser ejecutada

54
Patrones de ComportamientoCommand (Comando)

• Implementación

55
Patrones de ComportamientoCommand (Comando)

• ...
• Command Interfaz de todos los comandos
• Invoker El que decide cuando ejecutar el comando
• Receiver El objeto sobre el que se ejecutará el
  comando
• ConcreteCommand Implementación de Command.
  Mantiene una referencia al Receiver para realizar
  las acciones cuando se le llama a execute

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Patrones de ComportamientoCommand (Comando)

• Ventajas
• Desacopla la fuente o el disparador del evento
  del objeto que tiene conocimiento para ejecutar
  la tarea
• Permite reemplazar los objetos command y receiver
  en tiempo de ejecución
• Al ser los comando objetos normales, es más
  sencillo hacer log, deshacer, ...
• Facilita la introducción de nuevos comandos, tan
  sólo creando una nueva implementación de command

57
Patrones de ComportamientoCommand (Comando)

• Variaciones
• Deshacer El patrón command puede ser extendido
  para incorporar la posibilidad de deshacer. Al
  realizar la acción se guarda lo necesario para
  deshacer la acción y se incorpora un método
  undo()
• MacroCommand Se puede crear un comando que esté
  compuesto por otros comandos y que pueda ser
  gestionado de manera uniforme (usando el patrón
  Composite)

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Patrones de ComportamientoCommand (Comando)

• Patrones relacionados
• Composite (Compuesto) Para implementar el patrón
  compuesto
• Memento (Recuerdo) Guarda el estado del
  receptor, para crear el deshacer
• Prototype (Prototipo) Puede ser usado para
  copiar el comando antes de incluirlo en el
  historial
• Singletón (Único) En la mayoría de las
  aplicaciones, el historial se implementa como un
  singleton

59
Patrones de ComportamientoCommand (Comando)

• Ejemplo (ver código)
• En la aplicación de citas se incorpora un comando
  con opciones de deshacer

60
Ejercicio 4

• Incorpora el patrón Command en el programa de
  gestión de estructuras de datos en el que se
  permita la acción de deshacer

61
Patrones de ComportamientoIterator (Iterador)

• También conocido como
• Cursor
• Propiedades del patrón
• Tipo De comportamiento
• Nivel Componente
• Propósito
• Proporcionar una forma coherente de acceder
  secuencialmente a los elementos de una colección,
  independientemente del tipo de colección
  subyacente

62
Patrones de ComportamientoIterator (Iterador)

• Introducción
• Las estructuras de datos pueden estar
  implementadas de muchas formas
• Pueden usarse arrays, listas enlazadas o árboles
  (por si los elementos están ordenados)
• Lo habitual es recorrer secuencialmente los
  elementos de la colección

63
Patrones de ComportamientoIterator (Iterador)

• ...
• Usar un índice que se va incrementando podría ser
  muy ineficiente para implementaciones basadas en
  árboles o listas enlazadas
• El patrón Iterator resuelve este problema
  definiendo una interfaz uniforme y eficiente para
  recorrer cualquier estructura de datos de forma
  secuencial, independientemente de su
  implementación

for(int i0 iltlista.size() i)
System.out.println(Elementolista.get(i))
64
Patrones de ComportamientoIterator (Iterador)

• Aplicabilidad
• Proporcionar una forma uniforme, coherente e
  independiente de la implementación, con el fin de
  desplazarse por los elementos de una colección
• Permitir el recorrido de múltiples colecciones,
  permitiendo que distintos clientes naveguen
  simultáneamente por la misma colección

65
Patrones de ComportamientoIterator (Iterador)

• Descripción
• El interfaz Iterator tiene las siguientes
  operaciones básicas
• Navegación Desplazarse hacia delante (y quizás
  hacia atrás)
• Recuperación Obtener el elemento en la posición
  actual
• Control de fin de colección Determinar si hay un
  elemento siguiente
• Algunas versiones extendidas permiten eliminar el
  elemento referenciado

66
Patrones de ComportamientoIterator (Iterador)

• Implementación

for(Iterator it lista.iterator()
it.hasNext()) Objeto o it.next() System.out
.println(Objeto o)
67
Patrones de ComportamientoIterator (Iterador)

• Ventajas
• Se simplifica el acceso secuencial a los
  elementos de cualquier estructura de datos
• Java 1.5 incorpora un for mejorado para iterar
  por los elementos de cualquier colección que
  implemente Iterable
• Inconvenientes
• En estructuras de datos no ordenadas (conjunto,
  mapa) el orden de los elementos al recorrerlos
  puede ser diferente en diferentes recorridos, lo
  cual puede generar problemas si no se tiene en
  cuenta

for(Object objeto lista)
System.out.println(Objeto objeto)
68
Patrones de ComportamientoIterator (Iterador)

• Ejemplo (Ver código)

69
Patrones de ComportamientoIterator (Iterador)

• Variaciones del Patrón
• Existen iteradores que crean una copia de la
  estructura de datos al ser creados, por si se
  modifica durante el recorrido
• Pueden existir diferentes formas de recorrer
  estructuras complejas (árboles, grafos) por
  tanto, se podrían implementar diferentes
  iteradores

70
Patrones de ComportamientoIterator (Iterador)

• Patrones relacionados
• Factory Method (Método Factoría) el método
  iterator() es un método factoría
• Visitor (Visitador)

71
Ejercicio 5

• Implementa los iteradores correspondientes en el
  ejercicio del Dispensador de Fracciones

72
Patrones de ComportamientoObserver (Observador)

• También conocido como
• Publisher-Subscriptor (Editor-Suscriptor)
• Propiedades del patrón
• Tipo De comportamiento
• Nivel Componente
• Propósito
• Proporcionar a los componentes una forma flexible
  de enviar mensajes de difusión a los receptores
  interesados

73
Patrones de ComportamientoObserver (Observador)

• Introducción
• En muchas ocasiones ciertas partes de un sistema
  deben conocer un cambio en otras partes
• La solución típica es hacer que la parte que
  cambia invoque un método de la parte interesada
• Pero hay veces que la parte que cambia se
  desarrolla de forma independiente a la parte
  interesada
• La parte que cambia es una librería y la parte
  interesada está en nuestro programa
• La parte que cambia es genérica y la parte
  interesada no se puede determinar (un campo de
  texto en un interfaz de usuario)

74
Patrones de ComportamientoObserver (Observador)

• ...
• Lo ideal es permitir que los interesados indiquen
  a la parte que cambia que están interesados en
  los cambios
• Las partes interesadas deben implementar un
  interfaz, que posee uno o varios métodos que
  serán invocados cuando algo cambie
• La parte que cambia guarda a los interesados en
  una lista y cuando algún cambio sucede, les
  invoca un método del interfaz

75
Patrones de ComportamientoObserver (Observador)

• Aplicabilidad
• Al menos un emisor de mensajes (una parte que
  cambia y que notifica el cambio a los demás)
• Uno o más receptores de mensajes
• El emisor no conoce como los receptores actúan
  ante el cambio, simplemente lo notifica
• Los receptores pueden no conocerse cuando se
  desarrolla el emisor
• Suelen ser muy usados en interfaces gráficas
  porque los componentes son observados por la
  lógica de la aplicación para actuar en
  consecuencia

76
Patrones de ComportamientoObserver (Observador)

• Descripción
• Considera una factura con líneas de detalle
• El total de la factura depende del total de cada
  línea, que a su vez, depende de la cantidad y del
  precio por unidad
• Otro tipo de información puede depender del total
  de la factura
• El patrón observer es apropiado porque permite
  crear la factura completamente y posteriormente
  en el desarrollo, actuar ante cambios

77
Patrones de ComportamientoObserver (Observador)

• ...
• Los productores de mensajes (componentes
  observables) generan eventos. Uno o más
  receptores de mensajes (los observadores) reciben
  esos eventos y actúan en consecuencia.
• La responsabilidad del componente observable es
  transmitir los eventos a los observadores
  interesados (aquellos registrados)
• Una interfaz oyente permite a los componentes
  observables indicar los eventos que han ocurrido
  y posiblemente proporcionar detalles a los
  observadores

78
Patrones de ComportamientoObserver (Observador)

• Implementación

79
Patrones de ComportamientoObserver (Observador)

• ...
• Observable
• La clase cuyos objetos son susceptibles de ser
  observados
• Proporciona métodos para registrar un observador
  o eliminarlo
• Tiene una lista con todos los observadores
  registrados
• Tiene un método protegido que es invocado dentro
  de la clase cuando haya que notificar un cambio a
  los observadores

80
Patrones de ComportamientoObserver (Observador)

• ...
• Observer
• Interfaz que usan los Observable para comunicarse
  con los interesados
• ConcreteObserver
• Implementa la interfaz Observer y determina en la
  implementación de los métodos como responder a
  los mensajes recibidos de Observable
• Event
• Mantiene información sobre el evento o cambio
  producido que puede ser útil para el Observer

81
Patrones de ComportamientoObserver (Observador)

• Ventajas e Inconvenientes
• El objeto observable puede ser relativamente
  simple porque las acciones que se desencadenan
  ante un cambio no están en la propia clase
• Facilita la realización de pruebas porque se
  puede codificar un observador de log
• Facilita el desarrollo incremental porque se
  pueden añadir observadores conforme los vayas
  codificando

82
Patrones de ComportamientoObserver (Observador)

• Ventajas e Inconvenientes...
• El principal problema del patrón es como hacer
  los eventos que se envían
• Eventos genéricos
• Son más fáciles de codificar pero puede ser
  difícil para un observador saber lo que ha pasado
• Diferentes Eventos concretos
• Los observadores saben con detalle el cambio
• Se complica la codificación de los eventos porque
  hay que considerar muchas situaciones

83
Patrones de ComportamientoObserver (Observador)

• Variaciones del patrón
• En algunas ocasiones puede soportar únicamente un
  único observador
• Componentes observables multihilo, cada
  notificación se hace en el hilo del observer
• Envío de la referencia al observable en el propio
  evento para que los observers puedan invocar
  métodos en el observable con el fin de descubrir
  más información sobre el cambio

84
Patrones de ComportamientoObserver (Observador)

• Patrones relacionados
• Proxy
• RemoteProxy

85
Patrones de ComportamientoObserver (Observador)

• Ejemplo (ver código)

86
Ejercicio 6

• Independiza la gestión del socket del control del
  protocolo de comunicación en la aplicación de
  chat
• Utiliza el patrón observer para notificar la
  llegada de un mensaje a las partes del programa
  interesadas

87
Patrones Estructurales

• Describen formas efectivas de particionar y
  combinar los elementos de una aplicación
• El patrón Adapter permite que dos sistemas se
  comuniquen
• El patrón Facade permite presentar una interfaz
  simplificada a un usuario sin eliminar todas las
  opciones disponibles en el sistema

88
Patrones Estructurales

• Adapter (Adaptador)
• Sirve como un intermediario entre dos clases,
  convirtiendo las interfaces de una clase para que
  pueda ser utilizada por otra
• Bridge (Puente)
• Divide un componente complejo en dos jerarquías
  relacionadas la abstracción funcional y la
  implementación interna-. Esto hace que sea más
  fácil cambiar cualquier aspecto del componente

89
Patrones Estructurales

• Composite (Compuesto)
• Desarrolla una forma flexible de crear jerarquías
  en estructura de árbol de una complejidad
  arbitraria, permitiendo a la vez que todos los
  elementos de la estructura funcionen con una
  interfaz uniforme
• Decorator (Decorador)
• Proporciona una forma flexible de introducir o
  eliminar funcionalidad a un componente sin
  modificar su apariencia externa o su función

90
Patrones Estructurales

• Facade (Fachada)
• Proporciona una interfaz simplificada para un
  grupo de subsistemas o un sistema complejo
• Flyweight (Peso ligero)
• Reduce el número de objetos detallados de muy
  bajo nivel en un sistema mediante la compartición
  de objetos
• Proxy (Representante)
• Proporciona un representante de otro objeto, por
  distintas razones como pueden ser el acceso, la
  velocidad o la seguridad

91
Patrones EstructuralesComposite (Compuesto)

• Propiedades del Patrón
• Tipo Estructural
• Nivel Componente
• Propósito
• Desarrollar una forma flexible de crear
  jerarquías en estructura de árbol de una
  complejidad arbitraria, permitiendo a la vez que
  todos los elementos de la estructura funcionen
  con una interfaz uniforme

92
Patrones EstructuralesComposite (Compuesto)

• Introducción
• Se desea gestionar un sistema de ficheros
• Existen directorios que tienen ficheros y otros
  subdirectorios, que pueden tener ficheros
• Sin límite de profundidad
• Hay operaciones que se quieren realizar sobre un
  directorio o sobre un fichero (tamaño en disco,
  permisos)

93
Patrones EstructuralesComposite (Compuesto)

• Introducción...
• Para realizar una acción que tenga en cuenta un
  subárbol completo, se puede realizar un iterador
  que recorra el árbol en un orden determinado y
  vaya realizando los cálculos
• El patrón composite propone utilizar el
  polimorfismo y la recursividad para realizar
  cálculos sobre un subárbol

94
Patrones EstructuralesComposite (Compuesto)

• Introducción...

95
Patrones EstructuralesComposite (Compuesto)

• Introducción...
• FileSystemElem Clase padre de Fichero y
  Directorio
• File Devuelve el tamaño del fichero
• Directory Devuelve la suma de los FileSystemElem
  y añade el tamaño de almacenar un directorio en
  disco (p.e 1kbyte)

96
Patrones EstructuralesComposite (Compuesto)

• Ejemplo (ver código)

97
Patrones EstructuralesComposite (Compuesto)

• Aplicabilidad
• Cuando exista un componente en estructura
  rama-hoja, parte-todo, contenedor-contenido
• La estructura pueda tener cualquier nivel de
  profundidad
• Se desea realizar operaciones con todos los
  elementos del árbol (o subárbol)

98
Patrones EstructuralesComposite (Compuesto)

• Descripción
• Component
• Clase o interface padre de todos los elementos
  del árbol. Especifica las operaciones
• Composite
• Clase que representa a las ramas. Tienen una
  colección de Component
• Node
• Clase hoja, contiene el comportamiento final. No
  pueden contener otros componentes

99
Patrones EstructuralesComposite (Compuesto)

• Implementación

100
Patrones EstructuralesComposite (Compuesto)

• Ventajas e Inconvenientes
• Proporciona gran flexibilidad en la estructura y
  una interfaz muy manejable
• Sin importar la posición actual en la estructura,
  se puede llamar a cualquier método del componente
• Al tener tanta flexibilidad es más complicado de
  probar

101
Patrones EstructuralesComposite (Compuesto)

• Variaciones del patrón
• El nodo raíz para mejorar la manejabilidad del
  sistema, algunas implementaciones del patrón
  Composite definen un objeto distinto que actúa
  como base para el árbol
• Ramificación con reglas hay veces en estructuras
  complejas que es necesario imponer restricciones
  en las composiciones

102
Patrones EstructuralesComposite (Compuesto)

• Patrones relacionados
• Chain of Responsability
• Flyweight
• Iterator
• Visitor

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Ejercicio 7

• Crea una estructura de datos orientada a objetos
  que permita almacenar expresiones y que permite
  calcular su valor
• 5 (5 (2 9))
• 8 / ( (14 34) (22 4) )