Паттерн Chain Of Responsibility

Название

Chain Of Responsibility (цепочка обязанностей)

Назначение

Позволяет избежать привязки отправителя запроса к его получателю, давая шанс обработать запрос нескольким объектам. Связывает объекты-получатели в цепочку и передает запрос вдоль этой цепочки, пока его не обработают.

Мотивация

Рассмотрим контекстно-зависимую оперативную справку в графическом интерфейсе пользователя, который может получить дополнительную информацию по любой части интерфейса, просто щелкнув на ней мышью. Содержание справки зависит от того, какая часть интерфейса и в каком контексте выбрана. Например, справка по кнопке в диалоговом окне может отличаться от справки по аналогичной кнопке в главном окне приложения. Если для некоторой части интерфейса справки нет, то система должна показать информацию о ближайшем контексте, в котором она находится, например, о диалоговом окне в целом.

Поэтому естественно было бы организовать справочную информацию от более конкретных разделов к более общим. Кроме того, ясно, что запрос на получение справки обрабатывается одним из нескольких объектов пользовательского интерфейса, каким именно - зависит от контекста и имеющейся в наличии информации. Проблема в том, что объект, инициирующий запрос (например, кнопка), не располагает информацией о том, какой объект в конечном итоге предоставит справку. Нам необходим какой-то способ отделить кнопку-инициатор запроса от объектов, владеющих справочной информацией. Как этого добиться, показывает паттерн Цепочка обязанностей. Идея заключается в том, чтобы разорвать связь между отправителями и получателями, дав возможность обработать запрос нескольким объектам. Запрос перемещается по цепочке объектов, пока один из них не обработает его. Первый объект в цепочке получает запрос и либо обрабатывает его сам, либо направляет следующему кандидату в цепочке, который ведет себя точно так же. у объекта, отправившего запрос, отсутствует информация об обработчике. Мы говорим, что у запроса есть анонимный получатель (implicit receiver).

Предположим, что пользователь запрашивает справку по кнопке Print (печать). Она находится в диалоговом окне PrintDialog, содержащем информацию об объекте приложения, которому принадлежит (см. предыдущую диаграмму объектов). На представленной на рис. 2.34 диаграмме взаимодействий показано, как запрос на получение справки перемещается по цепочке.

Рисунок 2.35 Паттерн Chain of Responsibility. Отношения между объектами

Рисунок 2.36 Паттерн Chain of Responsibility. Обработка сообщения

В данном случае ни кнопка aPrintButton, ни окно aPrintDialog не обрабатывают запрос, он достигает объекта anApplication, который может его обработать или игнорировать. У клиента, инициировавшего запрос, нет прямой ссылки на объект, который его в конце концов выполнит

Чтобы отравить запрос по цепочке и гарантировать анонимность получателя, все объекты в цепочке имеют единый интерфейс для обработки запросов и для доступа к своему преемнику (следующему объекту в цепочке). Например, в системе оперативной справки можно было бы определить класс HelpHandler (предок классов всех объектов-кандидатов или подмешиваемый класс (mixin class)) с операцией HandleHelp. Тогда классы, которые будут обрабатывать запрос, смогут его передать своему родителю.

Для обработки запросов на получение справки классы Button, PrintDialog и Application пользуются операциями HelpHandler. По умолчанию HandleHelp просто перенаправляет запрос своему преемнику. В подклассах эта операция замещается, так что при благоприятных обстоятельствах может выдаваться справочная информация. В противном случае запрос отправляется дальше посредством реализации по умолчанию.

Рисунок 2.37 Структура паттерна Chain of Responsibility (пример)

Применимость

• Есть более одного объекта, способного обработать запрос, причем настоящий обработчик, заранее неизвестен и должен быть найден автоматически.
• Вы хотите отправить запрос одному из нескольких объектов, не указывая явно, какому именно;
  набор объектов, способных обработать запрос, должен задаваться динамически.

Структура

Рисунок 2.38 Структура паттерна Chain of Responsibility

Результаты

• Ослабление связанности. Этот паттерн освобождает объект от необходимости «знать», кто конкретно обработает его запрос. Отправителю и получателю ничего неизвестно друг о друге, а включенному в цепочку объекту о структуре цепочки. Таким образом, цепочка обязанностей помогает упростить взаимосвязи между объектами. Вместо того чтобы хранить ссылки на все объекты, которые могут стать получателями запроса, объект должен располагать информацией лишь о своем ближайшем преемнике;
• Дополнительная гибкость при распределении обязанностей между объектами. Цепочка обязанностей позволяет повысить гибкость распределения обязанностей между объектами. Добавить или изменить обязанности по обработке запроса можно, включив в цепочку новых участников или изменив ее каким-то другим образом. Этот подход можно сочетать со статическим порождением подклассов для создания специализированных обработчиков;
• Получение не гарантировано. Поскольку у запроса нет явного получателя, то нет и гарантий, что он вообще будет обработан: он может достичь конца цепочки и пропасть. Необработанным запрос может оказаться и в случае неправильной конфигурации цепочки.

Паттерн Command

Название

Command (команда), Action (действие), Transaction (транзакция)

Назначение

Инкапсулирует запрос как объект, позволяя тем самым задавать параметры Клиентов для обработки соответствующих запросов, ставить запросы в очередь или протоколировать их, а также поддерживать отмену операций.

Мотивация

Иногда необходимо посылать объектам запросы, ничего не зная о том, выполнение какой операции запрошено и кто является получателем. Например, в библиотеках для построения пользовательских интерфейсов встречаются такие объекты, как кнопки и меню, которые посылают запрос в ответ на действие пользователя. Но и саму библиотеку не заложена возможность обрабатывать этот запрос, так как только приложение, использующее ее, располагает информацией о том, что следует сделать. Проектировщик библиотеки не владеет никакой информацией о получателе запроса и о том, какие операции тот должен выполнить. Паттерн команда позволяет библиотечным объектам отправлять запросы неизвестным объектам приложения, преобразовав сам запрос в объект. Этот объект можно хранить и передавать, как и любой другой. В основе списываемого паттерна лежит абстрактный класс Command, в котором объявлен интерфейс для выполнения операций. В простейшей своей форме этот интерфейс состоит из одной абстрактной операции Execute. Конкретные подклассы Command определяют пару “получатель-действие”, сохраняя получателя в переменной экземпляра, и реализуют операцию Execute, так чтобы она посылала запрос. У получателя есть информация, необходимая для выполнения запроса.

Рисунок 2.39 Структура паттерна Command (пример)

С помощью объектов Command легко реализуются меню. Каждый пункт меню -это экземпляр класса Menultem. Сами меню и все их пункты создает класс Application наряду со всеми остальными элементами пользовательского интерфейса. Класс Application отслеживает также открытые пользователем документы.

Приложение конфигурирует каждый объект Menultem экземпляром конкретного подкласса Command. Когда пользователь выбирает некоторый пункт меню, ассоциированный с ним объект Menultem вызывает Execute для своего объекта-команды, a Execute выполняет операцию. Объекты Menultem не имеют информации, какой подкласс класса Command они используют. Подклассы Command хранят информацию о получателе запроса и вызывают одну или несколько операций этого получателя.

Например, подкласс PasteCommand поддерживает вставку текста из буфера обмена в документ. Получателем для PasCeCommand является Document, который был передан при создании объекта. Операция Execute вызывает операцию Paste документа-получателя.

Для подкласса OpenCommand операция Execute ведет себя по-другому: она запрашивает у пользователя имя документа, создает соответствующий объект Document, извещает о новом документе приложение-получатель и открывает этот документ.

Иногда объект Menultem должен выполнить последовательность команд-Например, пункт меню для центрирования страницы стандартного размера можно было бы сконструировать сразу из двух объектов: CenterDocumentCommand и NormalsizeCommand. Поскольку такое комбинирование команд - явление обычное, то мы можем определить класс MacroCommand, позволяющий объекту Menultem выполнять произвольное число команд. MacroCommand - это конкретный подкласс класса Command, который просто выполняет последовательность команд. У него нет явного получателя, поскольку для каждой команды определен свой собственный.

Обратите внимание, что в каждом из приведенных примеров паттерн команда отделяет объект, инициирующий операцию, от объекта, который «знает», как ее выполнить. Это позволяет добиться высокой гибкости при проектировании пользовательского интерфейса. Пункт меню и кнопка одновременно могут быть ассоциированы в приложении с некоторой функцией, для этого достаточно приписать обоим элементам один и тот же экземпляр конкретного подкласса класса Command. Мы можем динамически подменять команды, что очень полезно для реализации контекстно-зависимых меню. Можно также поддержать сценарии, если компоновать простые команды в более сложные. Все это выполнимо потому, что объект, инициирующий запрос, должен располагать информацией лишь о том. как его отправить, а не о том, как его выполнить.

Рисунок 2.40. Паттерн Command. Макрокоманда.

Применимость

• хотите параметризовать объекты выполняемым действием, как в случае с пунктами меню Menultem. В процедурном языке такую параметризацию можно выразить с помощью функции обратного вызова, то есть такой функции, которая регистрируется, чтобы быть вызванной позднее. Команды представляют собой объектно-ориентированную альтернативу функциям обратного вызова;
• нужно определять, ставить в очередь и выполнять запросы в разное время. Время жизни объекта Command необязательно должно зависеть от времени жизни исходного запроса. Если получателя запроса удается реализовать так, чтобы он не зависел от адресного пространства, то объект-команду можно передать другому процессу, который займется его выполнением;
• хотите поддержать отмену операций. Операция Execute объекта Command может сохранить состояние, необходимое для отката действий, выполненных командой. В этом случае в интерфейсе класса Command должна быть дополнительная операция Unexecute, которая отменяет действия, выполненные предшествующим обращением к Execute. Выполненные команды хранятся в списке истории. Для реализации произвольного числа уровней отмены и повтора команд нужно обходить этот список соответственно в обратном и прямом направлениях, вызывая при посещении каждого элемента команду Unexecute или Execute;
• хотите поддержать протоколирование изменений, чтобы их можно было выполнить повторно после аварийной остановки системы. Дополнив интерфейс класса Command операциями сохранения и загрузки, вы сможете вести протокол изменений во внешней памяти. Для восстановления после сбоя нужно будет загрузить сохраненные команды с диска и повторно выполнить их с помощью операции Execute;
• необходимо структурировать систему на основе высокоуровневых операций, построенных из примитивных. Такая структура типична для информационных систем, поддерживающих транзакции. Транзакция инкапсулирует набор изменений данных. Паттерн команда позволяет моделировать транзакции. У всех команд есть общий интерфейс, что дает возможность работать одинаково с любыми транзакциями. С помощью этого паттерна можно легко добавлять в систему новые виды транзакций.

Результаты

• команда разрывает связь между объектом, инициирующим операцию, и объектом, имеющим информацию о том, как ее выполнить;
• команды - это самые настоящие объекты. Допускается манипулировать ими и расширять их точно так же, как в случае с любыми другими объектами;
• из простых команд можно собирать составные, например класс MacroCommand, рассмотренный выше. В общем случае составные команды описываются паттерном компоновщик;
• добавлять новые команды легко, поскольку никакие существующие классы изменять не нужно.

Структура

Рисунок 2.41 Структура паттерна Command

На следующей диаграмме (рис. 2.42) видно, как Command разрывает связь между инициатором и получателем (а также запросом, который должен выполнить последний).

Паттерн High Cohesion

Название

High Cohesion (слабое зацепление)

Проблема

В терминах объектно-ориентированного проектирования зацепление (cohesion) (или, более точно, функциональное зацепление) — это мера связанности и сфокусированности обязанностей класса. Считается, что элемент обладает высокой степенью зацепления, если его обязанности тесно связаны между собой и он не выполняет непомерных объемов работы.

Рисунок 2.42 Паттерн Command. Взаимодействие объектов

В роли таких элементов могут выступать классы, подсистемы и т.д. Класс с низкой степенью зацепления выполняет много разнородных функций или несвязанных между собой обязанностей. Такие классы создавать нежелательно, поскольку они приводят к возникновению следующих проблем.

• Трудность понимания.
• Сложности при повторном использовании.
• Сложности поддержки.
• Ненадежность, постоянная подверженность изменениям.

Классы со слабым зацеплением, как правило, являются слишком "абстрактными" или выполняют обязанности, которые можно легко распределить между другими объектами.

Решение

Распределение обязанностей, поддерживающее высокую степень зацепления.

Результаты

• Повышаются ясность и простота проектных решений.
• Упрощаются поддержка и доработка.
• Зачастую обеспечивается слабое связывание.
• Улучшаются возможности повторного использования, поскольку класс с высокой степенью зацепления выполняет конкретную задачу.

Пример

Для анализа шаблона High Cohesion можно использовать тот же пример, что и для Low Coupling. Предположим, необходимо создать экземпляр объекта Payment и связать его с текущей продажей. Какой класс должен выполнять эту обязанность? Поскольку в реальной предметной области сведения о платежах записываются в реестре, согласно шаблону Creator, для создания экземпляра объекта Payment можно использовать объект Register. Тогда экземпляр объекта Register сможет отправить сообщение addPayment объекту Sale, передавая в качестве параметра новый экземпляр объекта Payment, как показано на рис. 2.43.

Рисунок 2.43 Пример диаграммы взаимодействия. Низкое зацепление

При таком распределении обязанностей платежи выполняет объект Register, т.е. объект Register частично несет ответственность за выполнение системной операции makePayment.
В данном обособленном примере это приемлемо. Однако если и далее возлагать на класс Register обязанности по выполнению все новых и новых функций, связанных с другими системными операциями, то этот класс будет слишком перегружен и будет обладать низкой степенью зацепления. Предположим, приложение должно выполнять пятьдесят системных операций и все они возложены на класс Register. Если этот объект будет выполнять все операции, то он станет чрезмерно "раздутым" и не будет обладать свойством: зацепления. И дело не в том, что одна задача создания экземпляра объекта Payment сама по себе снизила степень зацепления объекта Register; она является частью общей картины распределения обязанностей.

Рисунок 2.44 Пример диаграммы взаимодействия. Высокое зацепление

На рис 2.44 представлен другой вариант распределения обязанностей. Здесь функция создания экземпляра платежа делегирована объекту Sale. Благодаря этому поддерживается более высокая степень зацепления объекта Register. Поскольку такой вариант распределения обязанностей обеспечивает низкий уровень связывания и более высокую степень зацепления, он является более предпочтительным. На практике уровень зацепления не рассматривают изолированно от других обязанностей и принципов, обеспечиваемых шаблонами Expert и Low Coupling.

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: