4.7 Observatörsmönstret Uppgift 4.11 Modifiera följande programfragment med hjälp av Observer/Observable så att Model-klassen kan kompileras utan tillgång till Gui-klassen. Lösningen ska redovisas med Java-kod. Även konstruktörerna ska vara med. public class Model { private Gui gui; private int state; // attribute representing the state public Model (Gui gui) { this.gui = gui; public void changestate() { // commands changing the state gui.showstate(state); public class Gui extends Frame { public void showstate(int state) { // display state public static void main(string [] arg) { new Model(new Gui()); I Observer/Observable finns public interface Observer { public void update(observable o, Object arg); public class Observable { public void addobserver(observer o) public void notifyobservers(object arg) protected void setchanged() 22
Uppgift 4.12 Vi vill ha en klass Stock och en klass Portfolio, enligt beskrivningen nedan. Klassen Stock skall hålla reda på värdet av en given aktie, dess update - metod kommer att anropas av någon annan så snart aktiens värde ändras. Varje gång aktiens värde ändras skall den meddela sina observatörer att den ändrats (Stock skall vara en Observable). Klassen Portfolio skall hantera en aktieportfölj (dvs ett antal aktier), och hålla reda på hur värdet på portföljen har utvecklats sedan vi lade till aktierna (utvecklingen, current yield, är summan av aktuella kurser delat med summan av inköpskurserna). Portfolio skall vara en Observable, och meddela sina observatörer varje gång värdet på en ingående aktie ändras på ett sådant sätt att portföljens utveckling understiger en given gräns (yield limit i specifikationen nedan). Klasserna skall ha följande specifikationer: class Stock extends Observable { public void update(double value) //... din kod... public double value() //... din kod... class Portfolio...din kod... { public Portfolio(double yieldlimit) //... din kod... public void add(stock stock) //... din kod... public double currentyield() //... din kod... 1. Implementera Stock och Portfolio enligt beskrivningen ovan. 2. Portfolio har nu två uppgifter, både att räkna samman, och att varna flytta ansvaret för att varna till en ny klass (observera att detta innebär att Portfolio nu bör meddela när dess värde ändrats, oavsett om dess värde är för lågt eller ej). Redovisa med Javakod för den nya klassen och förändringarna i Portfolio-klassen. 23
4.8 Fabriksmönstret Uppgift 4.13 En testklass till en simulator för en liten dator innehåller public class Factorial extends Program { public Factorial() { Address n = new Address(0), fac = new Address(1); add(new Copy(new LongWord(5), n)); // omissions Det första argumentet i konstrueraren Copy(Word, Address) skall ha ett argument som implementerar Word och är av den typ som datorns minne har. Testklassen går alltså inte att använda för en dator vars minne innehåller VeryLongWord. Använd någon fabriksteknik Factory så att man kan använda samma Factorialklass för alla minnestyper som implementerar Word. Det argument som anger vilket tal som skall representeras av ett Word skall vara av typen String. Lösningen redovisas med ett Java-gränssnitt som alla Word-fabriker skall implementera och en modifierad version av Factorial som använder en godtycklig sådan fabrik. 4.9 Alla mönster Uppgift 4.14 Denna uppgift innehåller ett antal deluppgifter, där varje deluppgift har ett påstående och en anledning. För varje deluppgift, svara med ett av följande alternativ: A Både påståendet och anledningen är korrekta uttalanden och anledningingen förklarar påståendet på ett korrekt sätt. B Både påståendet och anledningen är korrekta uttalanden, men anledningen förklarar inte påståendet. C Påståendet är ett korrekt uttalande, men anledningen är ett felaktigt uttalande. D Påståendet är felaktigt, men anledningen är ett korrekt uttalande. E Både påståendet och anledningen är felaktiga uttalanden. 24
T1 Påstående Genom att använda tillståndsmönstret ökar man antalet klasser i designen. T2 Figur 4.2 visar hur OCP-principen tillämpats. T3 Strategy är ett bra mönster då man vill kunna ändra beteendet hos ett objekt under exekvering T4 T5 T6 Javakoden i figur 7.3 visar ett exempel på mallmetod-mönstret (Template method). Javakoden i figur 7.3 visar ett exempel på dekoratörsmönstret (Decorator). Genom att använda kompositmönstret bryter man mot SRP. T7 Genom att tillämpa Mallmetodmönstret (Template method) bryter man mot DRY principen. T8 Med hjälp av fabriksmetod-mönstret kan man lösa problemet med ramverket i figur 7.1 så att användaren kan lägga till sina egna specialiseringar av Shape. T9 T10 Med hjälp av strategimönstret skulle man i exemplet i figur 4.6 kunna öppna för förändringar i fler dimensioner, t.ex. olika färger eller filter. Dessa kan dessutom variera under livstiden för ett Figure-objekt. Klassen Macro i figur 4.3 visar ett exempel på hur kompositmönstret kan implementeras. Anledning Tillståndsmönstret kapslar in beteendet för olika tillstånd i separata klasser. Figur 4.2 visar ett exempel på Factory-mönstret. Det är lätt att skapa en ny strategi genom att skapa en klass som implementerar strategi-gränssnittet Klassen Slot i figur 7.3 är en abstrakt klass med två mallmetoder. Subklasserna CommentSlot och ExpressionSlot kan lägga till funktionalitet till en instans av Slot utan att andra instanser av Slot påverkas. Kompositmönstret låter användaren behandla hela samlingar och enskilda objekt på ett enhetligt sätt. I Mallmetodmönstret implementeras samma mallmetod i flera subklasser. Fabriksmetod-mönstret innebär att DrawingEditor delegerar instansieringen av de olika Shape-objekten till en abstrakt Fabriksklass. Genom att tillämpa strategimönstret definierar man variationspunkter (familjer av algoritmer) och kapslar in olika implementationer av dem i separata utbytbara objekt. Macro kapslar in anropet av ett kommando så att man kan separera det från dess konstruktion och exekvera det oberoende av var och när det instansieras. 25
Figur 4.2: public class Macro extends ArrayList<Command> implements Command{ public void execute(){ for (Command command : this){ command.execute(); Figur 4.3: Macro 26
/ Nedan beskrivs 3 klasser som ingär i e t t paket, model. Det finns ytterligare 7 klasser i detta paket. Paketet är i sin tur ett av 5 paket i e t t program som hanterar och visualiserar kalkylark "XL". Paketet model har i denna kontext en abstrakthet som är 0.1 och en i n s t a b i l i t e t som är 0.2. Ett 30 t a l klasser i andra paket har beroenden t i l l model paketet. / abstract class Slot { private String slot; private String text; public abstract double getvalue(environment env); public abstract String tostring(environment env); class ExprSlot extends Slot { ExprSlot(String slot, Expr expr){ super(slot, expr.tostring()); this.expr = expr; @Override double getvalue(environment env) { return expr.value(env); @Override String tostring(environment env) { NumberAdjustment adj = new NumberAdjustment(0,1); return adj.left(getvalue(env)+""); public class CommentSlot extends Slot { CommentSlot(String slot, String comment){ super(slot, comment); @Override double getvalue(environment env) { return 0; @Override String tostring(environment env) { String s = gettext(); return s.substring(1); Figur 4.4: Slot 27
DrawingEditor create(kind:string): Shape 1 0..* Shape move(dx int,dy int) draw() edit() Framework Supplied by user Circle Square Figur 4.5: Ramverk DrawingEditor / Nedan beskrivs en klass Figure. En Figure är en l i s t a med komponenter av typen Object. Figure har en metod draw() som r i t a r figuren genom att iterera äver l i s t a n med komponenter och ritar dessa. / public class Figure extends ArrayList{ public void draw(){ for (Object object: this){ if (object instanceof Square) drawsquare((square) object) else { drawcircle((circle) object) Figur 4.6: Figure 28
Uppgift 4.15 Nedan, i figur 4.7, visas ett exempel på ett designmönster. (a) Vilket designmönster visar exemplet? (b) Rita ett objektdiagram där ett objekt av varje shapetyp ingår. (c) Rita ett sekvensdiagram för scenariet att metoden draw i Drawing anropas för ditt objektdiagram. draw() Drawing 1 draw() Shape 2 Circle Square Group 1 draw() draw() draw() Figur 4.7: Klassdiagram Drawing Uppgift 4.16 Ett klientprogram enligt nedan använder sig av en kommunikationskanal för att skicka och ta emot textsträngar. public class Client { ComChannel mycc = new FastComChannel(); private void send(string text) { mycc.send(text); private String receive() { return mycc.receive(); public void startlogg(db loggdb) { mycc = new LoggedComChannel(loggDB, mycc); public void stoplogg() { if (mycc instanceof LoggedComChannel) { mycc = ((LoggedComChannel)myCC).getOrigCC(); 29
public interface ComChannel { public void send(string text); public String receive(); public class FastComChannel implements ComChannel { public void send(string text) { // omissions public String receive() { String text = null; // omissions return text; public class LoggedComChannel implements ComChannel { ComChannel origcc; DB loggdb; public LoggedComChannel(DB db, ComChannel origcc) { this.origcc = origcc; this.loggdb = db; public ComChannel getorigcc() { return origcc; public void send(string text) { loggdb.appendsent(text); origcc.send(text); public String receive() { String text; text = origcc.receive(); loggdb.appendreceived(text); return text; 1. De har gjort sin design sådan att de enkelt kan slå på och av loggning av trafiken. Vad heter det mönster de har använt för att uppnå detta? 2. Rita ett klassdiagram för koden, där du får med all information du känner till. 3. Rita ett sekvensdiagram för följande kodrader : 30
myapp.send("jag"); myapp.startlogg(mydb); myapp.send("kan"); myapp.stoplogg(); myapp.send("detta"); Du kan förutsätta att myapp och mydb är deklarerade enligt nedan och sedan skapade och initialiserade på rätt sätt. Application myapp; DB mydb; 31
Kapitel 5 Ytterligare designprinciper Uppgift 5.1 Studera javadoc-sidan för java.util.stack. Kritisera designen och gör en bättre. Om du vill titta på implementeringen så finns den på http://developer.classpath.org/doc/java/util/stack-source.html. Källkoden för alla paketen finns hos http://hg.openjdk.java.net/. Uppgift 5.2 Denna uppgift innehåller ett antal deluppgifter, där varje deluppgift har ett påstående och en anledning. För varje deluppgift, svara med ett av följande alternativ: A Både påståendet och anledningen är korrekta uttalanden och anledningingen förklarar påståendet på ett korrekt sätt. B Både påståendet och anledningen är korrekta uttalanden, men anledningen förklarar inte påståendet. C Påståendet är ett korrekt uttalande, men anledningen är ett felaktigt uttalande. D Påståendet är felaktigt, men anledningen är ett korrekt uttalande. E Både påståendet och anledningen är felaktiga uttalanden. T1 T2 Påstående Aggregering, sammansättning och delegering är att föredra framför arv om man vill ha flexibel kod som är lätt att underhålla, utvidga och återanvända. Arv bör undvikas om man vill ha kod som är lätt att återanvända. Anledning Det omvända leder till brott mot LSP. Arv kan leda till brott mot LSP 32
Kapitel 6 Arkitekturmönster 6.1 MVC Uppgift 6.1 Följande klass agerar både modell, vy och kontroll (control). public class Switch extends JButton implements ActionListener { private boolean on = false; public Switch() { super("off"); addactionlistener(this); public void actionperformed(actionevent e) { on =!on; setlabel(on? "ON" : "OFF"); Gör om designen så att MVC-mönstret används med tre separata klasser med användning av Observer-ramverket. 33
a) Lösningen redovisas med Java-kod och skall visa hur och var följande metoder används. public interface Observer { public void update(observable observable, Object object); public abstract class Observable { public void addobserver(observer observer) protected void setchanged() public void notifyobservers() b) Rita ett fullständigt klassdiagram av lösningen där dina tre klasser finns med, samt klassen Observable och gränssnittet Observer. 34
Kapitel 7 Paketdesign 7.1 Ramverk Uppgift 7.1 I figur 7.1 nedan visas ett försök att designa ett ramverk (framework) med en användaranpassning i form av två egna specialiseringar av Shape. Designen på ramverket har dock en brist vilken kan avhjälpas genom att applicera mönstret Fabriksmetod (Factory method). a) Vad är det för brist? b) Applicera Fabriksmetod-mönstret genom att komplettera (och ändra om det behövs) klassdiagrammet. c) Implementera (i Java) metoden create! DrawingEditor create(kind:string): Shape 1 0..* Shape move(dx int,dy int) draw() edit() Framework Supplied by user Circle Square Figur 7.1: Ramverk DrawingEditor 35
7.2 Designprinciper (CRP, REP, CCP, ADP, SDP, SAP) Uppgift 7.2 Denna uppgift innehåller ett antal deluppgifter, där varje deluppgift har ett påstående och en anledning. För varje deluppgift, svara med ett av följande alternativ: A Både påståendet och anledningen är korrekta uttalanden och anledningingen förklarar påståendet på ett korrekt sätt. B Både påståendet och anledningen är korrekta uttalanden, men anledningen förklarar inte påståendet. C Påståendet är ett korrekt uttalande, men anledningen är ett felaktigt uttalande. D Påståendet är felaktigt, men anledningen är ett korrekt uttalande. E Både påståendet och anledningen är felaktiga uttalanden. Påstående T1 Figur 7.2 nedan visar hur ett cirkulärt beroende mellan två paket har tagits bort T2 Genom att följa REP får användaren av ett paket tillgång till de uppdateringar som ägaren av ett mjukvarupaket tillhandahåller. T3 Vid paketdesign bör man ha i åtanke att det vid återanvändning är användaren av paketet som kommer att underhålla och uppdatera paketet. T4 För att tillämpa SAP (Stable- Abstractions)-principen på modelpaketet i figur 7.3 bör man lägga den abstrakta klassen Slot i ett annat paket. T5 Ett stabilt paket är ett paket som inte så många andra paket har beroende till Anledning DIP kan användas för att ta bort cirkulärt beroende mellan två paket REP innebär att återanvändning av mjukvara sker på ett planerat och strukturerat sätt. Användaren bestämmer själv när en ny utgåva av ett paket ska integreras i det egna systemet. Genom att flytta Slot till ett annat paket blir modelpaketet mer instabilt. Ett paket som inte så många andra paket beror av, kan man ändra i utan att ändringarna får så stor spridning. 36
* software «interface» Instruction +execute(memory) Operand +getword(memory) Word Print Address hardware Memory * Word Figur 7.2: Computer 37
/ Nedan beskrivs 3 klasser som ingär i e t t paket, model. Det finns ytterligare 7 klasser i detta paket. Paketet är i sin tur ett av 5 paket i e t t program som hanterar och visualiserar kalkylark "XL". Paketet model har i denna kontext en abstrakthet som är 0.1 och en i n s t a b i l i t e t som är 0.2. Ett 30 t a l klasser i andra paket har beroenden t i l l model paketet. / abstract class Slot { private String slot; private String text; public abstract double getvalue(environment env); public abstract String tostring(environment env); class ExprSlot extends Slot { ExprSlot(String slot, Expr expr){ super(slot, expr.tostring()); this.expr = expr; @Override double getvalue(environment env) { return expr.value(env); @Override String tostring(environment env) { NumberAdjustment adj = new NumberAdjustment(0,1); return adj.left(getvalue(env)+""); public class CommentSlot extends Slot { CommentSlot(String slot, String comment){ super(slot, comment); @Override double getvalue(environment env) { return 0; @Override String tostring(environment env) { String s = gettext(); return s.substring(1); Figur 7.3: Slot 38