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nalani
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  1. Design Patterns Estudo de Caso: um editor de documentos

  2. Motivação • Será apresentado o uso de design patterns no projeto de um editor WYSIWYG; • O estudo de caso se concentrará na estrutura do documento manipulado pelo editor.

  3. Estrutura do documento • Um documento é um conjunto de elementos gráficos, tais como caracteres, linhas polígonos e outras formas; • Estas subestruturas devem ser manipuladas diretamente. Por exemplo, um diagrama deve ser tratado como uma unidade e não como uma coleção de primitivas gráficas básicas; • Os elementos devem ser tratados de forma uniforme.

  4. Estrutura do documento • Pode ser representada por meio de composição recursiva; • Existirão então classes atômicas e classes recursivas.

  5. Estrutura do documento Grafico Draw(Window) Intersects(Point) Insert(Glyph, int) ... children Caracter Retângulo Linha Draw(Window w) Intersects(Point p) Insert(Grafico g, int i) ... Draw(Window w) Intersects(Point p) ... Draw(...) Intersects(...) ... char c Return true if point p intersects this character Insert g into children at position i w->DrawCharacter(c) For all c in children if c->Intersects(p) return true

  6. Estrutura do documento: Gráfico • É uma classe abstrata para todos os objetos gráficos que aparecem na estrutura do documento; • As subclasses definem elementos gráficos primitivos (ex: caracter, retângulo, etc.) e elementos estruturados (ex: linha); • São necessárias operações para inserir, remover e acessar os filhos de um gráfico.

  7. O Pattern Composite • Para representar a estrutura do documento, foi utilizado o padrão estrutural composite; • Este padrão pode ser utilizado para representar qualquer estrutura hierárquica potencialmente complexa.

  8. O Padrão Composite • Objetivo • Compõe objetos em estruturas de árvore para representar hierarquias do tipo todo-parte. Permite que os clientes tratem objetos individuais e composições de maneira uniforme.

  9. O Pattern Composite • Motivação • O problema do editor apresentado anteriormente. • Um objeto típico seria: aLine aLine aLine aRetângulo aChar aLine aRetângulo

  10. O Pattern Composite • Aplicabilidade • Use este padrão quando: • precisar representar hierarquias do tipo todo-parte; • quiser que os clientes ignorem as diferenças entre as composições e os objetos atômicos. Os clientes irão tratar todos os objetos da estrutura de maneira uniforme.

  11. Component Client Operation() Add(Component) Remove(Component) GetChild(int) children Leaf Composite Operation() Add(Component) Remove(Component) GetChild(int) Operation() For all g in children g.Operation(); O Pattern Composite • Estrutura

  12. O Pattern Composite • Participantes • Component • declara a interface dos objetos na composição; • implementa comportamento “default” para a interface comum a todas as classes; • declara a interface para acessar e manipular os componentes “filhos”; • opcionalmente, define a interface para acessar o “pai” de um componente na estrutura recursiva.

  13. O Pattern Composite • Participantes (cont.) • Leaf (folha) • representa objetos atômicos na composição. Uma folha não tem “filhos”; • define o comportamento para objetos primitivos na composição.

  14. O Pattern Composite • Participantes • Composite • define o comportamento para componentes que têm “filhos”; • armazena os “filhos”; • implementa operações relacionadas aos filhos na interface do componente; • Client • manipula objetos na composição através da interface do componente.

  15. O Pattern Composite • Colaborações • Clientes usam a interface das classes componentes para interagir com os objetos na estrutura de composição. Se o recipiente de uma mensagem é uma folha, a solicitação é manipulada diretamente. Se o recipiente é um “Composite”, a solicitação é enviada para os seus filhos, e possivelmente, outras operações serão executadas antes e/ou depois da mensagem ser “forwarded”.

  16. O Pattern Composite • Conseqüências • define hierarquias de classes consistindo de objetos primitivos e compostos. Objetos primitivos podem ser combinados de forma a criar objetos compostos mais complexos, de forma recursiva. Em todo lugar onde o cliente espera por um objeto primitivo, ele pode receber um objeto composto; • faz com que o cliente se torne mais simples. Clientes podem tratar estruturas compostas e objetos individuais de maneira uniforme. Clientes normalmente não sabem (e não devem se importar) se estão manipulando uma folha ou um componente composto. Isto simplifica o código do cliente, porque evita ter que escrever comandos do tipo “tag-and-case” sobre as classes que definem a composição; • torna mais fácil a adição de novos componentes. Clientes não necessitam ser alterados quando novos componentes são inseridos na estrutura composta.

  17. O Pattern Composite • Implementação (algumas considerações) • Referências explícitas ao pai: manter referências dos componentes filhos para os componentes pais pode simplificar o caminhamento e o gerenciamento de uma estrutura composta. A referência ao pai simplifica o movimento para cima em uma estrutura e a remoção de um componente. • O local correto para definir a referência ao pai é na classe Component. Leaf e Composite podem então herdar a referência e a operação que a manipula. • Com a referência ao pai, é essencial manter o invariante de que todos os filhos de uma composição têm como pai a composição que os tem como filhos.

  18. O Pattern Composite • Implementação (cont.) • Qual a melhor estrutura para armazenar componentes? Os componentes filhos podem ser armazenados em listas ligadas, árvores, arrays ou tabelas hash. A escolha depende da eficiência desejada.

  19. O Pattern Composite • Exemplo de Código • Equipamentos tais como computadores e sistemas de som são freqüentemente organizados em estruturas todo-parte. Por exemplo, o chassis pode conter o drive e as placas, o gabinete pode conter o chassis, etc. Estas estruturas podem ser naturalmente modeladas usando o pattern Composite.

  20. O Pattern Composite • Exemplo de Código (cont.) • A classe Equipement define uma interface comum a todos os equipamentos na hierarquia todo-parte. class Equipement { public: virtual ~Equipement(); const char* Name() {return _name;} virtual Watt Power(); virtual Currency NetPrice(); virtual Currency DiscountPrice(); virtual void Add(Equipement)*); virtual void Remove(Equipement*); virtual Iterator<Equipement*>* CreateIterator(); protected: Equipement(const char*); private: const char* _name; }

  21. O Pattern Composite • Exemplo de Código (cont.) • Equipement declara operações que retornam atributos de uma parte de um equipamento, tal como o seu consumo de energia e o custo. Subclasses implementam estas operações para tipos específicos de equipamento. Equipement também declara uma operação CreateIterator que retorna um Iterator para acessar suas partes.

  22. O Pattern Composite • Exemplo de Código (cont.) • Subclasses de Equipement podem incluir classes do tipo Leaf que representam drives de disco, circuitos integrados e switches. class FloppyDisk: public Equipement { public: FloppyDisk(const char*); virtual ~FloppyDisk(); virtual Watt Power(); virtual Currency NetPrice(); virtual Currency DiscountPrice(); };

  23. O Pattern Composite • Exemplo de Código (cont.) • CompositeEquipement é a classe base para equipamentos que contêm outros equipamentos. Ela também é uma subclasse de Equipement. class CompositeEquipement: Public Equipement { public: virtual ~CompositeEquipement(); virtual Watt Power(); virtual Currency NetPrice(); virtual Currency DiscountPrice(); virtual void Add(Equipement*); virtual void Remove(Equipement*); virtual Iterator<Equipement*>* CreateIterator(); protected: CompositeEquipement(const char*); private: List<Equipement> _equipement; };

  24. O Pattern Composite • Exemplo de Código (cont.) • CompositeEquipement define as operações para acessar e manipular subequipamentos. As operações Add e Remove inserem e deletam equipamentos da lista de equipamentos armazenada no atributo _equipement. A operação CreateIterator retorna um Iterator (especificamente uma instância de ListIterator) que será usado para navegar na lista de equipamentos.

  25. O Pattern Composite • Exemplo de Código (cont.) • A implementação default da operação NetPrice pode usar CreateIterator para somar os preços líquidos de cada subequipamento. Currency CompositeEquipement::NetPrice() { Iterator<Equipement*>* i = CreateIterator(); for (i->First(); !i->IsDone(); i->Next()) { total += i->CurrentItem()->NetPrice(); } delete i; return total; }

  26. O Pattern Composite • Exemplo de Código (cont.) • O componente chassis pode então ser definido como uma subclasse de CompositeEquipement. class Chassis: public CompositeEquipement { public: Chassis(const char*); virtual ~Chassis(); virtual Watt Power(); virtual Currency NetPrice(); virtual Currency DiscountPrice(); };

  27. O Pattern Composite • Exemplo de Código (cont.) • Outros equipamentos, tais como Gabinete, podem ser definidos de forma similar. Os equipamentos podem ser então montados da seguinte forma: Gabinete* gabinete = new Gabinete(“PC Cabinet”); Chassis* chassis = new Chassis(“PC Chassis”); gabinete->Add(chassis); chassis->Add(new FloppyDisk(“3.5in Floppy”)); cout << “O preço liquido é “<< chassis->NetPrice();

  28. O Pattern Composite • Usos Conhecidos • Exemplos do pattern Composite podem ser encontrados em quase todos os sistemas orientados a objetos.

  29. O Pattern Composite • Patterns Relacionados • Iterator pode ser usado para navegar através dos componentes; • etc.