Apresentação sobre dois de cada um dos padrões de projetos estruturais e comportamentais.

1. padrões de projetos orientados à objetos
Padrões de Projetos Estruturais e Comportamentais
Gustavo Carvalho Souza
4 Agosto 2017
Seminário Apresentado à disciplina de Linguagens de Programação
Universidade Federal de Lavras - UFLA
Programa de Pós Graduação em Ciência da Computação

2. sumário
1. Padrões Estruturais
1.1 Visão Geral
1.2 Tipos
• Decorator
• Façade
1.3 Observação sobre Padrões Estruturais
2. Padrões Comportamentais
2.1 Visão Geral
2.2 Tipos
• Observer
• Strategy
2.3 Observação sobre Padrões Comportamentais
3. Conclusão
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3. padrões de projetos estruturais

4. visão geral
1. Contexto
• Preocupam-se com a forma como classes e objetos são
compostos para formar estruturas maiores.
• Ao contrário dos padrões de projetos criacionais, que são
principalmente maneiras diferentes de cumprir o mesmo
propósito fundamental, cada padrão estrutural tem um propósito
diferente.
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5. visão geral
2. Padrões Estruturais de classe
• Os padrões estruturais de classes utilizam a herança para compor
interfaces ou implementações.
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6. visão geral
3. Padrões Estruturais de Objetos
• Os padrões estruturais de objetos descrevem maneiras de compor
objetos para obter novas funcionalidades, em lugar de compor
interfaces ou implementações.
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7. decorator

8. decorator
• Intenção: Agregar responsabilidades adicionais a um objeto,
fornecendo uma alternativa flexível ao uso de subclasses para
extensão de funcionalidades.
• Motivação: Necessidade de acrescentar responsabilidades a
objetos individuais, e não a toda classe.
• Cenário: um toolkit para construção de interfaces gráficas de
usuário deveria permitir a adição de propriedades, como
bordas, ou comportamentos, como rolamento, para qualquer
componente da interface do usuário.
• Utilizar Herança é a melhor solução?
• Embutir o componente em outro objeto que acrescente a borda é
uma solução mais flexível?
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9. decorator
• Quando embutirmos o componente em outro objeto que possui
borda teremos:
• O objeto que envolve o primeiro é chamado de decorator.
• Este decorator segue a interface do componente que o decora.
• O decorator repassa solicitações para o componente, podendo
executar ações adicionais (tais como desenhar uma borda) antes
ou depois do repasse.
• A transparência permite encaixar decoradores recursivamente,
desta forma permitindo um número ilimitado de
responsabilidades adicionais.
• Aplicação: Suponha que tenhamos um objeto TextView que
exibe texto numa janela.
• TextView não tem barras de rolamento nem borda preta espessa
ao redor do objeto porque nem sempre a necessitamos;
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10. decorator
• Pode-se acrescentar barras de rolamento no TextView utilizando
um ScrollDecorator.
• Pode-se acrescentar bordas pretas no TextView usando um
objeto BorderDecorator.
• Isto é feito compondo os decoradores com TextView.
Figure 1: Composição dos decoradores com o TextView. (Gamma et al.,
2006)
10

11. decorator
• Diagrama de Objetos
Figure 2: Composição de um objeto TextView com objetos
BorderDecorator e ScrollDecorator para produzir uma visão do texto
cercada por bordas e rolável.
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12. decorator
• Diagrama de Classes
Figure 3: Diagrama de classes para a aplicação de composição de
decoradores com o TextView. (Gamma et al., 2006)
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13. decorator
• Estrutura e Participantes
Figure 4: Estrutura e participantes da composição de
decorators.(Gamma et al., 2006)
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14. decorator
• Aplicabilidade
Quando usar Decorator?
• para acrescentar responsabilidades a objetos individuais de
forma dinâmica sem afetar outros objetos;
• para responsabilidades que podem ser removidas;
• quando a extensão através do uso de subclasses não é prática.
• Consequências
Possui pelo menos dois benefícios e duas deficiências.
1. Maior flexibilidade do que a herança estática;
2. Evita classes sobrecarregadas de características na parte superior
da hierarquia;
3. Um decorador e o seu componente não são idênticos;
4. Grande quantidade de pequenos objetos.
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15. decorator
• Implementação
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16. façade

17. façade
• Intenção: Fornecer uma interface unificada para um conjunto de
interfaces em um subsistema. Façade define uma interface de
nível mais alto que torna o subsistema mais fácil de ser usado.
• Motivação: Estruturar um sistema em subsistemas ajuda a
reduzir a complexidade. Um objeto façade (fachada) fornece
uma interface única e simplificada para os recursos e
facilidades mais gerais de um subsistema.
Figure 5: Apresentação de sistemas sendo estruturados em
subsistemas. (Gamma et al., 2006)
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18. façade
• Aplicação: Um ambiente de programação que fornece acesso às
aplicações para o seu subsistema compilador.
• Esse subsistema contém classes, tais como Scanner, Parser,
ProgramNode, BytecodeStream e ProgramNodeBuilder, que
implementam o compilador.
• A maioria dos clientes de um compilador apenas querem compilar
seu código.
• Para fornecer uma interface de nível mais alto o subsistema
compilador também inclui uma classe Compiler.
• A classe Compiler funciona como uma fachada: oferece aos
clientes uma interface única e simples para o subsistema
compilador.
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19. façade
• O compilador Façade torna a vida mais fácil sem ocultar a
funcionalidade de nível mais baixo dos poucos que a
necessitam.
Figure 6: Classes do subsistema compilador. (Gamma et al., 2006) 19

20. façade
• Aplicabilidade
Quando usar o padrão Façade:
• caso deseje fornecer uma interface simples para um subsistema
complexo.
• caso exista muitas dependências entre clientes e classes de
implementação de uma abstração.
• caso deseje estruturar seus subsistemas em camadas.
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21. façade
• Estruturas e Participantes
• Façade:
• conhece quais as classes do subsistema são responsáveis pelo
atendimento de uma solicitação;
• delega solicitações de clientes a objetos apropriados do
subsistema.
• Classes de Subsistema:
• implementam a funcionalidade do subsistema;
• encarregam-se do trabalho atribuído a elas pelo objeto Façade;
• não têm conhecimento da façade; isto é, não mantêm referências
para a mesma.
Figure 7: Estrutura e participantes do padrão Façade. (Gamma et al., 2006) 21

22. façade
• Consequências
Benefícios ao se utilizar Façade:
• Isola os clientes dos componentes do subsistema, dessa forma
reduzindo o número de objetos com que os clientes têm que lidar
e tornando o subsistema mais fácil de usar;
• Promove um acoplamento fraco entre o subsistema e seus
clientes;
• Não impede as aplicações de utilizarem as classes do subsistema
caso necessitem fazê-lo. Assim, você pode escolher entre a
facilidade de uso e a generalidade.
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23. façade
• Implementação
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24. observação sobre padrões estruturais
• Dependem do mesmo conjunto de mecanismos de linguagem
para a estruturação do código e de objetos: herança simples e
múltipla para padrões baseados em classes e composição de
objetos para padrões de objetos;
• Apresentam intenções diferentes.
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25. padrões de projetos comportamentais

26. visão geral
1. Contexto
• Preocupam-se com algoritmos e a atribuição de
responsabilidades entre objetos. Os padrões comportamentais
não descrevem apenas padrões de objetos ou classes, mas
também os padrões de comunicação entre eles.
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27. visão geral
2. Padrões Comportamentais de Classe
• Os padrões comportamentais de classe utilizam a herança para
distribuir o comportamento entre classes.
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28. visão geral
3. Padrões Comportamentais de Objetos
• Os padrões comportamentais de objeto utilizam a composição
de objetos em vez da herança.
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29. observer

30. observer
• Intenção: Definir uma dependência um-para-muitos entre
objetos, de maneira que quando um objeto muda de estado
todos os seus dependentes são notificados e atualizados
automaticamente.
• Motivação: Necessidade de separar aspectos de apresentação
dos dados da aplicação.
• Cenário: toolkits para construção de interfaces gráficas de
usuário separam os aspectos de apresentação da interface do
usuário dos dados da aplicação subjacente.
• As classes que definem dados da aplicação e da apresentação
podem ser reutilizadas independentemente.
• Estas classes podem também trabalhar em conjunto.
• A planilha e o gráfico de barras não têm conhecimento um do
outro, desta forma permitindo reutilizar somente o objeto de que
você necessita.
• Ao mudar a informação na planilha, o gráfico de barras reflete as
mudanças imediatamente, e vice-versa.
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31. observer
• Os objetos-chave nesse padrão são subject (assunto) e
observer (observador).
Figure 8: Apresentação do cenário utilizando observer. (Gamma et al., 2006)
• Um subject pode ter um número qualquer de observadores
dependentes.
• Todos os observadores são notificados quando o subject sofre
uma mudança de estado.
• Cada observador inquirirá o subject para sincronizar o seu
estado com o estado do subject. 31

32. observer
• Aplicabilidade
O padrão Observer pode ser usado em situações:
• quando uma abstração tem dois aspectos dependentes entre si,
de maneira que encapsulando estes aspectos em objetos
separados permite-se variá-los e reutilizá-los
independentemente;
• quando uma mudança em um objeto exige mudanças em outros;
• quando um objeto deve ser capaz de notificar outros objetos.
32

33. observer
• Estrutura e Participantes
Figure 9: Estrutura e Participantes utilizados no padrão observer.
(Gamma et al., 2006)
33

34. observer
• Consequências
Benefícios adicionais e deficiências do padrão Observer
incluem o seguinte:
2. Suporte para comunicações do tipo broadcast;
3. Atualizações inesperadas
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35. observer
• Implementação
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36. strategy

37. strategy
• Intenção: Definir uma família de algoritmos, encapsular cada
uma delas e torná-las intercambiáveis. Strategy permite que o
algoritmo varie independentemente dos clientes que o utilizam.
• Motivação: Considere uns algoritmos para quebrar um stream
de texto em linhas. Codificar de maneira fixa e rígida tais
algoritmos nas classes que os utilizam não é desejável.
• Cenário: Criar classes que encapsulam diferentes algoritmos de
quebra de linhas. Este algoritmo encapsulado é chamado de
strategy (estratégia).
• Aplicação: Suponha que uma classe Composition seja
responsável pela manutenção e atualização das quebras de
linhas de texto exibidas num visualizador de texto.
• As estratégias de quebra de linhas não são implementadas pela
classe Composition.
• São implementadas separadamente por subclasses da classe
abstrata Compositor
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38. strategy
• SimpleCompositor: Implementa uma estratégia com quebras de
linha, uma por vez.
• TeXCompositor: Implementa o algoritmo encontrar quebras de
linhas, otimizando globalmente as quebras de linhas.
• ArrayCompositor: Implementa uma estratégia que seleciona
quebras de maneira que cada linha tenha um número fixo de
itens.
Figure 10: Implementação de quebras de linha usando padrão Strategy.
(Gamma et al., 2006)
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39. strategy
• Estrutura e Participantes
Figure 11: Estrutura e participantes do padrão Strategy. Gamma et al., 2006
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40. strategy
• Aplicabilidade
Usar o padrão Strategy quando:
• muitas classes relacionadas diferem somente no seu
comportamento;
• um algoritmo usa dados dos quais os clientes não deveriam ter
conhecimento;
• uma classe define muitos comportamentos, e estes aparecem em
suas operações como múltiplos comandos condicionais da
linguagem.
40

41. strategy
• Consequências
O padrão Strategy tem os seguintes benefícios e desvantagens:
• Famílias de algoritmos relacionados;
• Estratégias eliminam comandos condicionais da linguagem de
programação;
• A possibilidade de escolha de implementações;
• Aumento do número de objetos.
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42. strategy
• Implementação
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43. observação sobre padrões comportamentais
• Com poucas exceções, os padrões comportamentais
complementam e reforçam uns aos outros.
• Os padrões comportamentais também funcionam bem com
outros padrões.
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44. conclusão
• Padrões de projetos estruturais preocupam-se em como
relacionar classes e objetos para gerar estruturas de projetos
maiores, diferenciando-se entre si pelas suas intenções;
• Padrões de projetos comportamentais preocupam-se com os
algoritmos e as responsabilidades entre objetos.
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45. referência
Gamma, E., Johnson, R., Helm, R., & Vlissides, J. (2006). Padrões de projetos:
soluções reutilizáveis. BOOKMAN COMPANHIA ED. Retrieved from
https://books.google.com.br/books?id=V0Ey1KF3zwcC
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