Patterns

Pattern - Definição
O que é um Padrão (Pattern) ?
• Define padrão como uma solução permanente para um
problema em um contexto. Contexto é o ambiente ,
circunstancias, situação ou condições interdependentes dentro
do qual algo existe.
O que é uma Estratégia ?
- Os padrões são descritos em um nível alto de Abstração. Ao mesmo
tempo cada padrão inclui várias estratégias que fornecem detalhes de
implementação em diversos níveis de abstração.
GOF
- Os padrões GoF (Gamma et al., 1994) formam um catálogo de boas
- decisões de projeto.

Classificação dos Patterns
•Padrões de Criação (Creational)
• Abstract Factory, Builder, Factory Method, Prototype, Singleton.
•Padrões de Estrutura (Structural)
• Adapter, Bridge, Composite, Decorator, Facade, Flyweight, Proxy.
•Padrões de Comportamento(Behavioral)
• Chain of Responsability, Command, Interpreter, Iterator, Mediator,
Memento, Observer, State, Strategy, Template Method, Visitor.

GOF
Propósito
Criação Estrutura Comportamento
Escopo
Classe Factory Method Class Adapter
Interpreter
Template Method
Objeto
Abstract Factory Object Adapter Chain of Responsibility
Builder Bridge Command
Prototype Composite Iterator
Singleton Decorator Mediator
Factory Method Facade Memento
Flyweight Observer
Proxy State
Strategy
Visitor
Classificando os Patterns

Classificando os Patterns
GoF segundo Metsker
Intenção Padrões
Interfaces Adapter, Facede,Composite, Bridge
Responsabilidade Singleton, Observer, Mediator, Proxy, Chain
of Repository, Flyweitght
Construção Builder, Factory Method, Abstract Factory,
Prototype, Memento
Operações Template Method, State, Strategy,
Command, Interpreter
Extensões Decorator, Iterator, Visitor

Patterns de Criação
• Singleton: Garantir que uma classe só tenha uma única instância, e
prover um ponto de acesso global a ela.
• Factory Method: Definir uma interface para criar um objeto mas
deixar que subclasses decidam que classe instanciar.
• Abstract Factory : Definir uma interface para criar famílias de
objetos relacionados ou dependentes sem especificar suas classes
concretas
• Builder : Separar a construção de objeto complexo da
representação para criar representações diferentes com mesmo
processo.
• Prototype : Especificar tipos a criar usando uma instância como
protótipo e criar novos objetos ao copiar este protótipo.

Pattern Singleton
• Intenção: Você deseja ter somente um objeto de uma classe, mas não existe
nenhum objeto global que controle a instanciação deste objeto
• Problema: Vários objetos Clientes deferentes precisam se referir ao mesmo
objeto e você deseja assegurar que não terá mais de um deles.
• Solução: Garantir a existência de uma única instância para este objeto.
• Participantes: Clientes que criam uma instancia da classe Singleton tão-
somente por meio de um método getInstance().

Pattern Singleton
1.public class SingletonImplementation {
2.
3. private static SingletonImplementation instance;
4.
5. /**
6. * Creates a new SingletonImplementation object.
7. */
8. private SingletonImplementation () {
9. // initialize all attributes.
10. }
11.
12. /**
13. * Retrieves Singleton Instance for SingletonImplementation
14. * @return SingletonImplementation singletonImplementation
15. */
16. public synchronized static SingletonImplementation
getInstance() {
17. if (instance == null) {
18. instance = new SingletonImplementation ();
19. }
20. return instance ;
21. }
22. }

Singleton - Exemplo
• class Singleton{
private static Singleton instance;
private Singleton(){}
•
public static Singleton getInstance(){
if( instance == null ){
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}

Diagrama
• O Cliente nunca terá acesso ao construtor da classe Singleton,
somente ao método getInstance que garantirá uma única
instancia desta classe.
• Exemplo de um método cliente de Singleton.
1. SingletonImplementation singleton =
2.
SingletonImplementation.getInstance();

Patterns de Criação
• Singleton: Garantir que uma classe só tenha uma única instância, e
prover um ponto de acesso global a ela.
• Factory Method: Definir uma interface para criar um objeto mas
deixar que subclasses decidam que classe instanciar.
• Abstract Factory : Prover interface para criar famílias de objetos
relacionados ou dependentes sem especificar suas classes concretas
• Builder : Separar a construção de objeto complexo da
representação para criar representações diferentes com mesmo
processo.
• Prototype : Especificar tipos a criar usando uma instância como
protótipo e criar novos objetos ao copiar este protótipo.

Factory Method
• Intenção : Definir uma interface para criar um objeto, deixando,
porem que as subclasses decidam qual classe instanciar. Delegar a
instanciação para as subclasses.
• Problema: Uma classe precisa de instanciar uma derivação de uma
outra mas não sabe qual. O FactoryMethod permite que uma classe
derivada tome esta decisão.
• Solução: Uma classe derivada decide qual classe instanciar e o
modo como instanciá-la.
• Participantes: Produto é a interface para o tipo de objeto que o
Factory Method cria. Gerador é a interface que decide o
FactoryMethod.

Factory Method
É uma interface para instanciação de objetos que
mantém isoladas as classes concretas usadas da
requisição da criação destes objetos.
• Separa assim:
• Uma “família” de classes dotadas da mesma interface
(“produtos”); e
• Uma classe (“fábrica”) que possui um método especial
(o factory method) que cria tais objetos.

class Test{
public static void
main(String a[] ){
Creator c ;
// If A is needed
c = new ConcreteCreatorA() ;
// else
c = new
ConcreteCreatorB() ;
Product p = c.create() ;
}
}
• abstract class Product{
...
}
class ConcreteProductA extends Product{
...
}
class ConcreteProductB extends Product{
...
}
• --------------------
• abstract class Creator{
public abstract Product create();
}
class ConcreteCreatorA extends Creator{
public Product create(){
return new ConcreteProductA() ;
}
}
class ConcreteCreatorB extends Creator{
public Product create(){
return new ConcreteProductB() ;
}
}
EXEMPLO

Pattern Builder
"Separar a construção de um objeto complexo de
sua representação para que o mesmo processo
de construção possa criar representações
diferentes.”
Problema
• O cliente precisa criar um objeto, porém, o
processo de criação é complexo e pode variar.

Pattern Builder
Solução
• Separar a construção de sua representação assim como
a construção possa criar diferentes representações.
• Exemplo:
Cliente

Pattern Builder
Cliente Funcionário
(Diretor)
Equipe Rest.
(Builder)
Faz o pedido
Pega o pedido
build
build
build
build
Pega o pedido

Pattern Builder
Quando Usar ?
• Use quando o algoritmo para criar um objeto complexo
precisar ser independente das partes que compõem o objeto
e da forma como o objeto é construído.
• Use quando o processo de construção precisar suportar
representações diferentes do objeto que está sendo
construído

Pattern PrototypePattern Prototype
"Especificar os tipos de objetos a serem criados usando uma
instância como protótipo e criar novos objetos ao copiar este
protótipo.” [ GoF ]
• O padrão Prototype permite que um cliente crie novos
objetos ao copiar objetos existentes.
• Uma vantagem de criar objetos deste modo é poder
aproveitar o estado existente de um objeto.

Prototype
Problema
• Criar um objeto novo, mas aproveitar o estado previamente
existente em outro objeto

Prototype
• O Pattern Prototype é implementado da Interface Cloneable.
Circulo c = new Circulo(4, 5, 6);
Circulo copia = (Circulo) c.clone();
• Se o objeto apenas contiver tipos primitivos em seus campos de dados, é preciso
• declarar que a classe implementa Cloneable
• sobrepor clone() da seguinte forma:
public Object clone() {
try {
return super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
return null;
}
}

Prototype – Exemplo
• Se o objeto contiver campos de dados que são
referências a objetos, é preciso fazer cópias
desses objetos também.
1. public class Circulo implements Cloneable {
2. private Ponto origem;
3. private double raio;
4. public Object clone() {
5. try {
6. Circulo c = (Circulo)super.clone();
7. c.origem = origem.clone(); //Ponto deve ser
clonável!
8. return c;
9. } catch(CloneNotSupportedException e) {
10. return null;
11. }
12. }
13.}

Patterns Estruturais
• Adapter: Converter a interface de uma classe em outra interface esperada pelos
clientes.
• Façade: Oferecer uma interface única de nível mais elevado para um conjunto de
interfaces de um subsistema.
• Composite: Permitir o tratamento de objetos individuais e composições desses
objetos de maneira uniforme.
• Bridge: Desacoplar uma abstração de sua implementação para que os dois possam
variar independentemente.
• Proxy: Prover um substituto ou ponto através do qual um objeto possa controlar o
acesso a outro.
• Flyweight: Usar compartilhamento para suportar eficientemente grandes
quantidades de objetos complexos.
• Decorator: Anexar responsabilidades adicionais a um objeto dinamicamente

Pattern Adapter
• Intenção: Casar um objeto existente, fora de seu
controle, com uma interface particular.
• Problema: Um Sistema possui dados e comportamento
correto mas interface inadequada. Ele é tipicamente
usado quando você tem que fazer algo derivar de sua
classe abstrata que estamos definindo ou que já esta
definida.
• Solução: O Adapter fornece um empacotador com a
interface desejada.
• Participantes: A classe Adapter ajusta a interface de uma
classe Adaptada para casar com a classe Alvo derivada
de Adapter. Isso possibilita ao cliente usar a classe
Adaptada como se fosse um tipo de Alvo.

Pattern Adapter
• Converter a interface de uma classe em outra interface esperada pelos clientes. Adapter
permite a comunicação entre classes que não poderiam trabalhar juntas devido à
incompatibilidade de suas interfaces.“ [ GoF ]

Pattern Adapter
• O Pattern Adapter é dividido em:
• Object Adapter: pattern demonstrado anteriormente , uma vez
que se baseia em um objeto (objeto adaptador) contendo um
outro (objeto adaptado).
• Class Adapter: Uma maneira de implementar o padrão através
de herança múltipla.

Pattern Adapter – Class
Adapterpublic interface ITarget {
public void operation();
}
public class Adaptee {
public Adaptee() {
}
public void adaptedOperation () {
//executa alguma operação
}
}
public class Adapter extends Adaptee
implements
ITarget {
public Adapter() {
super();
}
public void operation() {
super.adaptedOperation();
}
}
public class Client {
private ITarget iTarget;
public Client() {
// Poderia ser uma fabrica.
iTarget = new Adapter();
}
// getter e setters..
public static void main (String[]
args) {
Client client = new
Client ();
client.getITarget().operation();
}
}

Pattern Adapter
• Quando Usar ?
• Sempre que for necessário adaptar uma interface para
um cliente
• Class Adapter
• Quando houver uma interface que permita a
implementação estática
• Object Adapter
• Quando menor acoplamento for desejado
• Quando o cliente não usa uma interface Java ou classe
abstrata que possa ser estendida

Patterns Estruturais• Adapter: Converter a interface de uma classe em outra interface esperada pelos clientes.
• Façade: Oferecer uma interface única de nível mais elevado para um conjunto de interfaces de um
subsistema.
• Composite: Permitir o tratamento de objetos individuais e composições desses objetos de maneira
uniforme.
• Bridge: Desacoplar uma abstração de sua implementação para que os dois possam variar
independentemente.
• Proxy: Prover um substituto ou ponto através do qual um objeto possa controlar o acesso a outro.
• Flyweight: Usar compartilhamento para suportar eficientemente grandes quantidades de objetos
complexos.
• Decorator: Anexar responsabilidades adicionais a um objeto dinamicamente

Pattern Façade
"Oferecer uma interface única para um conjunto
de interfaces de um subsistema. Façade define
uma interface de nível mais elevado que torna o
subsistema mais fácil de usar.”
[
GoF ]

Pattern Façade
• Intenção: Você deseja simplificar o uso de um sistema
existente. Precisa definir sua própria interface.
• Problema: Você deseja utilizar somente um subconjunto
de um sistema complexo. Ou interagir com o sistema de
uma maneira particular
• Solução: O Façade Apresenta uma nova interface para o
cliente usar o sistema existente
• Participantes: Ele apresenta uma interface especifica
para o cliente o que torna o sistema mais fácil de ser
utilizado.

Pattern Façade
Problema
• Para fazer o subsistema funcionar,
há diversos controles a
serem acionados.

Pattern Façade
Porém, uma camada intermediária pode delegar
as requisições as respectivas funções...

Pattern Façade
• Façades podem oferecer maior ou menor isolamento entre aplicação cliente e
objetos.
• Nível ideal deve ser determinado pelo nível de acoplamento desejado entre os
sistemas.
• A Façades mostrada como exemplo isola totalmente o cliente dos objetos
• Quando usar?
• Sempre que for desejável criar uma interface para um conjunto de objetos com
o objetivo de facilitar o uso da aplicação
• Permite que objetos individuais cuidem de uma única tarefa, deixando que a fachada
se encarregue de divulgar as suas operações.

Pattern Composite
"Compor objetos em estruturas de árvore para representar
hierarquias todo-parte. Composite permite que clientes
tratem objetos individuais e composições de objetos de
maneira uniforme.” [ GoF ]

Pattern Composite
São comuns as situações onde temos que lidar com uma estrutura de
elementos agrupada hierarquicamente (não como meras coleções).
• Composições podem cumprir com este requisito e ainda
permitir:
• o tratamento da composição como um todo;
• ignorar as diferenças entre composições e elementos individuais;
• adição transparente de novos tipos a hierarquia;
• simplificação do cliente.

Pattern Composite - Problema
• Cliente precisa tratar de
maneira uniforme objetos
individuais e composições
de objetos

Pattern Composite – Diagrama de Classe
• Tratar grupos e
indivíduos diferentes
através de uma única
interface

Pattern Composite
Componente.java
public abstract class Componente {
private String pn;
public String getPn() {
return pn;
}
public void setPn(String pn) {
this.pn = pn;
}
public Componente(String pn) {
setPn(pn);
}
public abstract void operacao();
public abstract void add(Componente
comp);
public abstract Componente remove(int
index);
public abstract Componente
getFilho(int index);
public abstract int
getComponenteCount();
}
Composite.java
public class Composite extends Componente {
private ArrayList<Componente> componenteList;
public Composite(String pn) {
super(pn);
componenteList = new ArrayList<Componente>();
}
public void operacao() {
System.out.println("PN "+ getPn() +
" composto por: ");
for(int i = 0; i < getComponenteCount(); i++) {
getFilho(i).operacao();
}
}
public void add(Componente comp) {
componenteList.add(comp);
}
public Componente remove(int index) {
return componenteList.remove(index);
}
public Componente getFilho(int index){
return componenteList.get(index);
}
public int getComponenteCount() {
return componenteList.size();
}
}

Pattern Composite
Folha.java
public class Folha extends
Componente {
public Folha(String pn) {
super(pn);
}
public void operacao() {
System.out.println(getPn());
}
public void add(Componente comp){
}
public Componente remove(int
index){
return null;
}
public Componente getFilho(int
index){
return null;
}
public int getComponenteCount() {
return -1;
}
}
Cliente.java
public class Cliente {
public static void main(String[]
args) {
Folha a1 = new Folha("A1");
Composite c1 = new
Composite("C1");
c1.add(a1);
c1.add(a2);
Composite c2 = new
Composite("C2");
c2.add(a3);
Composite c3 = new
Composite("C3");
c3.add(c1);
c3.add(c2);
c3.operacao();
}
}

Pattern Composite – Quando Usar ?
• Sempre que houver necessidade de tratar um
conjunto como um indivíduo
• Há várias estratégias de implementação

Pattern Proxy – Problema
• Sistema quer utilizar um determinado objeto...
• Mas ele não está disponível (remoto, inaccessível, etc)
• Solução: arranjar um intermediário que saiba se comunicar com ele
eficientemente

Pattern Proxy – Diagrama
Objeto Desejado

Pattern Proxy - Estrutura
• Cliente usa intermediário em vez de sujeito real
• Intermediário suporta a mesma interface que
sujeito real
• Intermediário contém uma referência para o
sujeito real e repassa chamadas, possivelmente,
acrescentando informações ou filtrando dados
no processo.

Pattern Proxy
public class Creso {
...
Sujeito deusApolo = Fabrica.getSujeito();
deusApolo.operacao();
...
}
public class DeusApolo implements Sujeito {
public Object operacao() {
return coisaUtil;
}
}
public class Oraculo implements Sujeito {
private DeusApolo real;
public Object operacao() {
cobraTaxa();
return real.operacao();
}
}
public interface Sujeito {
public Object operacao();
}
Inacessível ao Cliente
Cliente comunica-se com Objeto
através dessa classe

Pattern Proxy – Quando
Usar ?
• A aplicação mais comum é em objetos distribuídos
• Vantagens
• Transparência: mesma sintaxe usada na comunicação entre o
cliente e sujeito real é usada no proxy
• Permite o tratamento inteligente dos dados no cliente
• Desvantagens
• Possível impacto na performance
• Transparência nem sempre é 100% (fatores externos como
queda da rede podem tornar o proxy inoperante ou
desatualizado

Patterns Comportamentais
•Chain of responsibility: enviar uma requisição para vários objetos sem
especificar o destinatário explicitamente.
•Command: requisição como objeto, para clientes parametrizarem
diferentes requisições, filas, e suportar operações reversíveis.
•Mediator: Definir um objeto que encapsula a forma como um conjunto de
objetos interagem.
•Memento: Externalizar o estado interno de um objeto para que o objeto
possa ter esse estado restaurado posteriormente.
•State: Permitir a um objeto alterar o seu comportamento quanto o seu
estado interno mudar.
•Strategy: Definir uma família de algoritmos, encapsular cada um, e fazê-los
intercambiáveis.

Behavioral
Chain of responsibility (cadeia de responsabilidade)
Intenção:
• Uma maneira de passar um pedido entre uma cadeia de objetos
Observações:
• O objeto que trata a solicitação deve ser escolhido automaticamente;
• Deve-se emitir uma solicitação para um dentre vários objetos,
• O conjunto de objetos que pode tratar uma solicitação deveria ser
especificado dinamicamente.

Behavioral
Command (Comando)
Intenção:
•encapsular uma solicitação de comando como um objeto.
Observações:
•Parametrizar objetos por uma ação a ser executada.
•Especificar, enfileirar e executar solicitações em tempos diferentes.
•Especificar, enfileirar e executar solicitações em tempos diferentes.

Behavioral
Mediator (Mediador)
Intenção:
•Define comunicação simplificada entre classes;
Observações:
•Mediator pode alavancar Observer para registrar dinamicamente
colegas e se comunicar com eles.
•Ele permite a unificação da interface de um sistema

Behavioral
Memento
Intenção:
•Sem violar o encapsulamento, captura e externaliza o estado
interno de um objeto para que o objeto pode ser devolvido a este
estado mais tarde.
Observações:
•Memento é muitas vezes utilizado em conjunto com Iterator.
•Pode usar Memento para manter o estado necessário para uma
operação de desfazer.

Behavioral
State (Estado)
Intenção:
• Permite que um objeto altere seu comportamento quando seu estado
interno muda. O objeto aparecerá para mudar sua classe.
Observações:
• Facilita a expansão de estados.
• Facilita a localizar as responsabilidades de estados específicos,
• Os objetos Estado podem ser compartilhados se eles não contêm
variáveis de instância

Behavioral
Strategy (Estratégia)
Intenção;
•Encapsula um algoritmo dentro de uma classe
Observações:
•Strategy permite definir novas operações sem alterar as classes dos
elementos sobre os quais opera.
•Definir uma família de algoritmos e encapsular cada algoritmo como
uma classe.

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