Especialização em Engenharia de Software

Prof.ª Esp. Talita Pagani
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22/02/2014

Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani

1
Informações gerais

1. Definição de Design Patterns
2. Design Patterns para softwares orientados a objetos
a.
b.
c.

3.
4.
5.
6.

Padrões de criação;
Padrões estruturais;
Padrões comportamentais;

Estudo de caso de Design Patterns;
Modelagem de software com auxílio de Design Patterns
Design Patterns para interfaces gráficas;
Design Patterns para mobile.

22/02/2014

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2
Padrões de criação

• Cria uma instância de
várias famílias de classes.
• Quando e onde usar:

– Para criar famílias de objetos
relacionados ou
dependentes;
– Quando é necessário isolar
classes concretas de suas
superclasses;
– Quando um sistema precisa
de independência de como
seus produtos são criados,
compostos e representados.

22/02/2014

Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
,

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3
Padrões de criação

• Separa a construção de um
objeto complexo de sua
representação.
• Quando e onde usar:

– Quando for necessário criar um
objeto complexo, especificando
apenas seu tipo e conteúdo. O
objeto construído está protegido
dos detalhes de sua construção;
– Quando se deseja dissociar o
processo de construção de um
objeto complexo a partir das
partes que compõem o objeto;
– Quando é necessário isolar o
código para a construção e
representação.

22/02/2014

Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
,

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4
Padrões de criação

• Cria uma instância de várias
classes derivadas.

• Quando e onde usar:

– Quando uma classe quer que
suas subclasses especifiquem o
objeto;
– Quando uma classe não pode
antecipar suas subclasses;
– Quando uma família de objetos
precisa ser separada utilizando
uma interface comum;
– Para esconder classes concretas;
– Para parametrização na criação
de objetos.

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Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
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5
Padrões de criação

•

Uma instância completa a ser
copiada ou clonada.

•

Quando e onde usar:

– Quando há muitas subclasses que
diferem apenas no tipo de objetos;
– Quando um sistema precisa de
independência de como seus produtos
são criados, compostos e
representados;
– Quando é necessário adicionar ou
remover objetos em tempo de
execução;
– Quando é necessário especificar novos
objetos, alterando a estrutura, ou
configurando uma aplicação com
classes dinâmicas.
Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
,

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Padrões de criação

• Garante que uma classe
tenha somente uma
instância e fornece um
ponto global de acesso
para ela.
• Quando e onde usar:

– Quando é necessário criar
uma instância única,
definindo uma classe final;
– Ao desejar controlar a
instanciação de uma classe
com um valor compartilhado
por todas as instâncias.

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Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
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Padrões estruturais

• Casa interfaces de
diferentes classes.
• Quando e onde usar:
– Ao necessitar de
delegação de objetos;
– Quando é necessário
fazer com que classes
não relacionadas
trabalhem juntas.
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Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
,

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Padrões estruturais

• Separa a interface de um
objeto de sua
implementação.
• Quando e onde usar:
– Quando se quer separar a
abstração da implementação
de forma permanente;
– Quando se quer melhorar a
extensibilidade;
– Quando se deseja ocultar
detalhes de implementação.
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Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
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Padrões estruturais

• Uma estrutura em árvore
de objetos simples e
consistentes.
• Quando e onde usar:

– Quando se deseja agrupar
componentes para formar
componentes maiores
que, por sua vez, podem
ser agrupados para
formar componentes
ainda maiores.

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Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
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Padrões estruturais

• Adiciona
responsabilidades a um
objeto dinamicamente.
• Quando e onde usar:
– Quando é necessário
adicionar uma nova
função para um objeto
sem afetar outros
objetos.
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Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
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Padrões estruturais

• Uma classe que
representa todo um
subsistema.
• Quando e onde usar:

– Em sistemas complexos,
quando se deseja reduzir
a complexidade;
– Quando é necessário
minimizar a comunicação
e a dependência entre
subsistemas.

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Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
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Padrões estruturais

• Uma instância granularizada
usada para
compartilhamento eficiente.
• Quando e onde usar:

– Quando é preciso instanciar
uma grande quantidade de
classes pequenas e
granuladas;
– Quando é necessário ícones
para representar objetos;
– Para ter um estado de objeto
extrínseco, que pode ser
compartilhado entre classes.

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Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
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Padrões estruturais

• Um objeto que representa outro
objeto.

• Quando e onde usar:

– Se a criação do objeto é muito
custosa em tempo e memória;
– Se é necessário adiar a criação do
objeto até que você precise do
mesmo;
– Quando é necessário realizar
operações que consomem tempo,
como carregar uma imagem
grande;
– Quando é necessário permissões
de acesso para um sistema
complexo.

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Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
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Padrões comportamentais

• Uma forma de passar
uma requisição entre
uma cadeia de objetos.
• Quando e onde usar:
– Quando uma requisição
deve ser tratada por mais
de um objeto;
– Quando não é possível
saber qual objeto deve
lidar com a requisição.
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Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
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Padrões comportamentais

• Encapsula a requisição de
um comando como um
objeto.
• Quando e onde usar:

– Quando uma ação pode ser
representada de várias
formas;
– Quando há necessidade de
desfazer uma ação,
armazenando seus estados
para mais tarde recuperálos.

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Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
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Padrões comportamentais

• Inclui elementos de
linguagem em um
programa.
• Quando e onde usar:

– Quando é necessário o
seu próprio gerador de
interpretador;
– Para traduzir uma
expressão específica;
– Ao tratar uma informação
em árvore.

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Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
,

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Padrões comportamentais

• Acessa sequencialmente
os elementos de uma
coleção.
• Quando e onde usar:

– Quando é necessário
distinguir variações
transversais de um
aggregate;
– Quando é necessário
filtrar alguma informação
de uma coleção de
agregação.

22/02/2014

Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
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Padrões comportamentais

• Define uma comunicação
simplificada entre classes.
• Quando e onde usar:

– Quando é necessário
particionar um sistema em
pequenos objetos;
– Quando é necessário limitar
subclasses;
– Quando a relação entre a
classe de controle e outras
classes participantes é
multidirecional.

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Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
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Padrões comportamentais

• Captura e restaura o
estado interno de um
objeto.
• Quando e onde usar:
– Quando é necessário
funções de desfazer e
refazer;
– Use para gerenciar
transações de banco de
dados.
22/02/2014

Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
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Padrões comportamentais

• Notifica uma alteração a
um determinado número
de classes.
• Quando e onde usar:
– Quando uma mudança afeta
um ou mais objetos;
– Quando o comportamento
de muitos objetos depende
de um ou mais estados;
– Quando é necessário
comunicação em broadcast.
22/02/2014

Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
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Padrões comportamentais

• Altera o comportamento
de um objeto quando seu
estado é alterado.
• Quando e onde usar:

– Quando é necessário
controlar muitos estados
sem o uso de declarações ifelse ou switch;
– Quando cada estado deve
agir de forma semelhante e
deve ser uma subclasse de
uma mesma superclass.

22/02/2014

Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
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Padrões comportamentais

• Encapsula um algoritmo
dentro de uma classe.
• Quando e onde usar:

– Quando é preciso
encapsular vários algoritmos
para desempenhar funções
semelhantes, mas estes
algoritmos são permutáveis
e variam de forma
independente;
– Use para reduzir instruções
condicionais.

22/02/2014

Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
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Padrões comportamentais

• Define as etapas exatas
de um algoritmo a uma
subclasse.
• Quando e onde usar:

– Para fazer template de
operações similares;
– Quando é necessário
passar de muitas
operações especializadas
para uma operação
genérica.

22/02/2014

Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
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Padrões comportamentais

• Define uma nova
operação a uma classe
sem alterá-la.
• Quando e onde usar:
– Quando é necessário
adicionar operações a
várias classes que
possuem interfaces
diferentes.
22/02/2014

Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007;
JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014.
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Design Patterns para softwares orientados a objetos

Criacionais

• Foco: criação de objetos complexos
• Esconde como objetos complexos são criados

Estruturais

• Foco: compor objetos para formar estruturas robustas
• Cria novas funcionalidades a partir de funcionalidades
antigas
• Provê flexibilidade e extensibilidade

Comportamentais

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• Foco: algoritmos e atribuição de responsabilidades a
objetos
• Evita acoplamento forte a uma solução em particular

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Design Patterns para softwares orientados a objetos

• Proxy: pode ser de 3 tipos
– Remote proxy
• Cache de informação

– Virtual Proxy
• Para objetos que consomem tempo e tamanho

– Protection Proxy
• Controle de acesso

22/02/2014

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Design Patterns para softwares orientados a objetos

• Abstract Factory para um jogo

22/02/2014

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Tournament

Game
createMatch()
createStatistics()

TicTacToe

Chess

createMatch()
createStats()

createMatch()
createStats()

Match

TTTMatch

22/02/2014

Statistics

ChessMatch

TTTStats

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ChessStats

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Design Patterns para softwares orientados a objetos

Se no documento de requisitos constar...

Significa...

“independente de dispositivo”
“deve suportar uma família de produtos”

Abstract Factory

“deve se comunicar com objetos
existentes”

Adapter

“deve se comunicar com diversos
sistemas, sendo que alguns serão
desenvolvidos futuramente”
“um protótipo inicial deve ser
demonstrado”

Bridge

“deve se comunicar com um conjunto
existente de objetos”

Façade

22/02/2014

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Design Patterns para softwares orientados a objetos

Se no documento de requisitos constar...

Significa...

“estrutura complexa”
“deve variar em profundidade e largura”

Composite

“deve ser transparente quanto à
localização do acesso”

Proxy

“deve ser extensível e/ou escalável”

Observer

“deve prover uma política de
funcionamento independente do
mecanismo”

Strategy

22/02/2014

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Design Patterns para softwares orientados a objetos

•
•
•
•
•
•

Encapsulamento
Generalista
Abstração
Equilíbrio
Abertura
Combinatoriedade

22/02/2014

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Estudo de caso

22/02/2014

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Estudo de caso

• Sistema de
colaboração entre
componentes
(AMMAR, 2008)

– Rastrear os estados
de três
componentes
colegas e manter os
seus estados
idênticos.

22/02/2014

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Estudo de caso

Figura 1 - Diagrama de Classe antes de aplicar o padrão.
Fonte: AMMAR, 2008.

22/02/2014

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35
Estudo de caso

Figura 3 - A estruturação das classes utilizando o padrão Mediator.
Fonte: AMMAR, 2008.

22/02/2014

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36
Estudo de caso

Figura 4 – Comunicação entre as classes com o Mediator.
Fonte: AMMAR, 2008.

22/02/2014

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37
Estudo de caso

Figura 2 - Diagrama de Classe depois de aplicar o Mediator.
Fonte: AMMAR, 2008.

22/02/2014

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38
Estudo de caso

• O padrão Mediator reduz a
dependência entre os componentes
e aumenta a reusabilidade,
extensibilidade e manutenibilidade
da arquitetura do software.
22/02/2014

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39
Estudo de caso

22/02/2014

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Estudo de caso

• A estrutura ideal de um subsistema consiste
de:
– Uma interface;
– Um conjunto de objetos de domínio do
aplicativo (entidades) para modelar entidades
reais ou sistemas existentes;
– Um ou mais objetos de controle;
22/02/2014

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Estudo de caso

• Realização do objeto Interface: Façade
– Provê uma interface de acesso ao subsistema

• Interface ao sistema existente: Adapter ou
Bridge
– Provê a interface para os sistemas legados
– Os sistemas existentes não precisam ser
necessariamente orientados a objetos
22/02/2014

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Estudo de caso

• Façade

– Deve ser oferecido por todos os sistemas em um sistema
como um serviço

• Adapter

– Deve ser utilizado como uma interface para os componentes
existentes

• Bridge

– Deve ser utilizado como uma interface para um conjunto de
objetos, quando o conjunto completo de objetos não é
completamente conhecido

22/02/2014

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Estudo de caso

• Similaridades

– Ambos são utilizados para esconder detalhes de
implementação.

• Diferenças

– Adapter: para objetos que geralmente não trabalham
juntos
• Herança seguida de delegação

– Bridge: para deixar as abstrações e implementações
variarem independentemente
• Delegação seguida de herança

22/02/2014

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Estudo de caso

Herança

Delegação
22/02/2014

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Delegação
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22/02/2014

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Laboratório 1

• Selecionando padrões:
– Considere como padrões de projeto solucionam
problemas de projeto;
– Examine as seções de Intenção;
– Estude como os padrões se interrelacionam;
– Estude padrões de finalidades semelhantes;
– Examine uma causa de reformulação de projeto ou
considere o que deveria ser variável no seu projeto.
22/02/2014

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Laboratório 1

• Imagine uma situação onde você precisa
implementar um balanceador de carga para
gerenciar conexão com servidores.
• Apenas uma única instância da classe pode
ser criada, pois os servidores podem ficar
online e offline dinamicamente e cada
requisição deve passar por um objeto que
tenha conhecimento da web farm.
22/02/2014

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48
Laboratório 1

• Solução: Singleton
– Uma única operação de instanciação;
– Criar e dar manutenção a esta única instância.

• Exemplo de código: p. 21 da apostila

22/02/2014

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49
Laboratório 1

• Você está desenvolvendo um plugin de
comentários para páginas de um sistema
gerenciador de conteúdo (CMS).
• Este plugin deve enviar um e-mail quando um
comentário é adicionado, sendo que o mailer é
uma função intrínseca do CMS.
• Dessa forma, ao adicionar um comentário, o
Mailer deve estar ciente de que deve enviar um
e-mail para o autor da página.
22/02/2014

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50
Laboratório 1

• Solução: Observer
– Comportamento em que a alteração do estado
de um objeto afeta outro;
– Modificar o Mailer para que ele seja uma classe
observadora.

• Exemplo de código: p. 24 da apostila
22/02/2014

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51
Laboratório 1

22/02/2014

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52
Laboratório 1

• Formar grupos de 4 a 5 pessoas
• Duas situações para identificar os padrões
• Esboçar um diagrama no Astah Community

• 45min para cada situação apresentada
• Para cada situação, definir: Qual o pattern que poderia
ser utilizado?
22/02/2014

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53
Laboratório 1

• Você está desenvolvendo uma aplicação para agilizar a
criação de documentos usando modelos pré-definidos, que
atualmente suporta dois tipos: Relatórios e Currículos.
• A ferramenta precisa ser flexível para a criação destes
documentos. Embora eles tenham propriedades em comum
(ambos têm páginas), um Relatório deve conter tipos de
páginas para introdução, resultados, conclusão, sumário e
bibliografia, enquanto que um currículo possui páginas de
habilidades, formação e experiência profissional.
• Ao criar um Relatório ou um Currículo, ele já deve produzir
(retornar) estas páginas padrões.
22/02/2014

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54
Laboratório 1

• Em um dado sistema de e-commerce, os produtos
podem ser classificados em categorias prédeterminadas, que compõem o menu de
navegação do site, e em tags, que são
classificações atribuídas pelos consumidores.
• Ambas conectam com o mesmo banco de dados e
precisam ser retornadas da mesma forma, sendo
selecionadas do banco de dados e listadas na tela.

22/02/2014

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22/02/2014

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56
Tarefas

• Nesta atividade, você deverá selecionar uma
situação vivenciada no seu cotidiano de
trabalho onde você já implementou ou poderia
implementar ao menos um design pattern.
Descreva qual o problema resolvido (ou que
poderia ser resolvido) e porque aquele(s)
pattern(s) foi(foram) escolhidos (ou poderiam
ser escolhidos) para resolver esta situação.
22/02/2014

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57
Tarefas

• Cada grupo, de 4 a 5 pessoas, deverá montar
um conjunto de, no mínimo, 5 patterns
identificados através de situações vivenciadas
no cotidiano de trabalho. Os patterns
identificados podem ser diversos: algoritmos,
soluções de interface ou processos.
• O importante é que eles sejam válidos como
uma solução de sucesso utilizada para resolver
um problema recorrente.
22/02/2014

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58
•

ALEXANDER, C., et al. A Pattern Language. Oxford University Press, 1977.

•

AMMAR, H. H. 2008. Case Studies on Design Patterns. Disponível em: http://www.csee.wvu.edu/~ammar/rts/adv rts/design patterns
case studies/before and after CaseStudies.ppt

•

BRUEGGE, B.; DUTOIT, A. H. 2014. Object-Oriented Software Engineering. Disponível em:
http://www.cs.bilkent.edu.tr/~ugur/teaching/cs319/

•

DOFACTORY. 2014. .NET Design Patterns. Disponível em: http://www.dofactory.com/Patterns/Patterns.aspx

•

GAMMA, E., et al. Padrões de projeto: soluções reutilizáveis de software orientado a objetos; tradução de Luiz A. Meirelles Salgado.
Porto Alegre: Bookman, 2007.

•

HEGODA, D. 2013. Why? When to? Software Design Patterns. Disponível em: http://dasunhegoda.com/software-designpatterns/158/

•

JAVACAMP. 2012. Java Design Patterns At a Glance. Disponível em: http://www.javacamp.org/designPattern/

•

LEACOCK, M.; MALONE, E.; WHEELER, C. Implementing a Pattern Library in the Real World: A Yahoo! Case Study. In: Sixth Annual
ASIS&T Information Architecture Summit. Montréal, Quebec, Canada, mar. 2005. Disponível em: http://leacock.com/patterns/

•

MCDONALD, J. 2007. Design Patterns Quick Reference. Disponível em: http://www.mcdonaldland.info/2007/11/28/40/

•

MEMÓRIA, F. Design para a internet: Projetando a experiência perfeita. Rio de Janeiro: Elsevier, 2005.

•

VINICIUS, G. 2011. Padrões de design orientado a objetos. Disponível em: http://pt.slideshare.net/glaucovinicius/padres-de-designorientado-a-objetos

•

WELIE, M. V. 2008. Patterns in Interaction Design. Disponível em: http://www.welie.com/patterns/

21/02/2014

Design Patterns | Aula 1 | Prof.ª Esp. Talita Pagani

59

Design Patterns - Aula 2

  • 1.
    Especialização em Engenhariade Software Prof.ª Esp. Talita Pagani talita.cpb@gmail.com | @talitapagani 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 1
  • 2.
    Informações gerais 1. Definiçãode Design Patterns 2. Design Patterns para softwares orientados a objetos a. b. c. 3. 4. 5. 6. Padrões de criação; Padrões estruturais; Padrões comportamentais; Estudo de caso de Design Patterns; Modelagem de software com auxílio de Design Patterns Design Patterns para interfaces gráficas; Design Patterns para mobile. 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 2
  • 3.
    Padrões de criação •Cria uma instância de várias famílias de classes. • Quando e onde usar: – Para criar famílias de objetos relacionados ou dependentes; – Quando é necessário isolar classes concretas de suas superclasses; – Quando um sistema precisa de independência de como seus produtos são criados, compostos e representados. 22/02/2014 Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 3
  • 4.
    Padrões de criação •Separa a construção de um objeto complexo de sua representação. • Quando e onde usar: – Quando for necessário criar um objeto complexo, especificando apenas seu tipo e conteúdo. O objeto construído está protegido dos detalhes de sua construção; – Quando se deseja dissociar o processo de construção de um objeto complexo a partir das partes que compõem o objeto; – Quando é necessário isolar o código para a construção e representação. 22/02/2014 Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 4
  • 5.
    Padrões de criação •Cria uma instância de várias classes derivadas. • Quando e onde usar: – Quando uma classe quer que suas subclasses especifiquem o objeto; – Quando uma classe não pode antecipar suas subclasses; – Quando uma família de objetos precisa ser separada utilizando uma interface comum; – Para esconder classes concretas; – Para parametrização na criação de objetos. 22/02/2014 Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 5
  • 6.
    Padrões de criação • Umainstância completa a ser copiada ou clonada. • Quando e onde usar: – Quando há muitas subclasses que diferem apenas no tipo de objetos; – Quando um sistema precisa de independência de como seus produtos são criados, compostos e representados; – Quando é necessário adicionar ou remover objetos em tempo de execução; – Quando é necessário especificar novos objetos, alterando a estrutura, ou configurando uma aplicação com classes dinâmicas. Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 6
  • 7.
    Padrões de criação •Garante que uma classe tenha somente uma instância e fornece um ponto global de acesso para ela. • Quando e onde usar: – Quando é necessário criar uma instância única, definindo uma classe final; – Ao desejar controlar a instanciação de uma classe com um valor compartilhado por todas as instâncias. 22/02/2014 Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 7
  • 8.
    Padrões estruturais • Casainterfaces de diferentes classes. • Quando e onde usar: – Ao necessitar de delegação de objetos; – Quando é necessário fazer com que classes não relacionadas trabalhem juntas. 22/02/2014 Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 8
  • 9.
    Padrões estruturais • Separaa interface de um objeto de sua implementação. • Quando e onde usar: – Quando se quer separar a abstração da implementação de forma permanente; – Quando se quer melhorar a extensibilidade; – Quando se deseja ocultar detalhes de implementação. 22/02/2014 Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 9
  • 10.
    Padrões estruturais • Umaestrutura em árvore de objetos simples e consistentes. • Quando e onde usar: – Quando se deseja agrupar componentes para formar componentes maiores que, por sua vez, podem ser agrupados para formar componentes ainda maiores. 22/02/2014 Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 10
  • 11.
    Padrões estruturais • Adiciona responsabilidadesa um objeto dinamicamente. • Quando e onde usar: – Quando é necessário adicionar uma nova função para um objeto sem afetar outros objetos. 22/02/2014 Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 11
  • 12.
    Padrões estruturais • Umaclasse que representa todo um subsistema. • Quando e onde usar: – Em sistemas complexos, quando se deseja reduzir a complexidade; – Quando é necessário minimizar a comunicação e a dependência entre subsistemas. 22/02/2014 Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 12
  • 13.
    Padrões estruturais • Umainstância granularizada usada para compartilhamento eficiente. • Quando e onde usar: – Quando é preciso instanciar uma grande quantidade de classes pequenas e granuladas; – Quando é necessário ícones para representar objetos; – Para ter um estado de objeto extrínseco, que pode ser compartilhado entre classes. 22/02/2014 Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 13
  • 14.
    Padrões estruturais • Umobjeto que representa outro objeto. • Quando e onde usar: – Se a criação do objeto é muito custosa em tempo e memória; – Se é necessário adiar a criação do objeto até que você precise do mesmo; – Quando é necessário realizar operações que consomem tempo, como carregar uma imagem grande; – Quando é necessário permissões de acesso para um sistema complexo. 22/02/2014 Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 14
  • 15.
    Padrões comportamentais • Umaforma de passar uma requisição entre uma cadeia de objetos. • Quando e onde usar: – Quando uma requisição deve ser tratada por mais de um objeto; – Quando não é possível saber qual objeto deve lidar com a requisição. 22/02/2014 Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 15
  • 16.
    Padrões comportamentais • Encapsulaa requisição de um comando como um objeto. • Quando e onde usar: – Quando uma ação pode ser representada de várias formas; – Quando há necessidade de desfazer uma ação, armazenando seus estados para mais tarde recuperálos. 22/02/2014 Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 16
  • 17.
    Padrões comportamentais • Incluielementos de linguagem em um programa. • Quando e onde usar: – Quando é necessário o seu próprio gerador de interpretador; – Para traduzir uma expressão específica; – Ao tratar uma informação em árvore. 22/02/2014 Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 17
  • 18.
    Padrões comportamentais • Acessasequencialmente os elementos de uma coleção. • Quando e onde usar: – Quando é necessário distinguir variações transversais de um aggregate; – Quando é necessário filtrar alguma informação de uma coleção de agregação. 22/02/2014 Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 18
  • 19.
    Padrões comportamentais • Defineuma comunicação simplificada entre classes. • Quando e onde usar: – Quando é necessário particionar um sistema em pequenos objetos; – Quando é necessário limitar subclasses; – Quando a relação entre a classe de controle e outras classes participantes é multidirecional. 22/02/2014 Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 19
  • 20.
    Padrões comportamentais • Capturae restaura o estado interno de um objeto. • Quando e onde usar: – Quando é necessário funções de desfazer e refazer; – Use para gerenciar transações de banco de dados. 22/02/2014 Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 20
  • 21.
    Padrões comportamentais • Notificauma alteração a um determinado número de classes. • Quando e onde usar: – Quando uma mudança afeta um ou mais objetos; – Quando o comportamento de muitos objetos depende de um ou mais estados; – Quando é necessário comunicação em broadcast. 22/02/2014 Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 21
  • 22.
    Padrões comportamentais • Alterao comportamento de um objeto quando seu estado é alterado. • Quando e onde usar: – Quando é necessário controlar muitos estados sem o uso de declarações ifelse ou switch; – Quando cada estado deve agir de forma semelhante e deve ser uma subclasse de uma mesma superclass. 22/02/2014 Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 22
  • 23.
    Padrões comportamentais • Encapsulaum algoritmo dentro de uma classe. • Quando e onde usar: – Quando é preciso encapsular vários algoritmos para desempenhar funções semelhantes, mas estes algoritmos são permutáveis e variam de forma independente; – Use para reduzir instruções condicionais. 22/02/2014 Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 23
  • 24.
    Padrões comportamentais • Defineas etapas exatas de um algoritmo a uma subclasse. • Quando e onde usar: – Para fazer template de operações similares; – Quando é necessário passar de muitas operações especializadas para uma operação genérica. 22/02/2014 Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 24
  • 25.
    Padrões comportamentais • Defineuma nova operação a uma classe sem alterá-la. • Quando e onde usar: – Quando é necessário adicionar operações a várias classes que possuem interfaces diferentes. 22/02/2014 Fonte: GAMMA, et al., 2007; MCDONALD, 2007; JAVACAMP 2012, DOFACTORY, 2014. , Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 25
  • 26.
    Design Patterns parasoftwares orientados a objetos Criacionais • Foco: criação de objetos complexos • Esconde como objetos complexos são criados Estruturais • Foco: compor objetos para formar estruturas robustas • Cria novas funcionalidades a partir de funcionalidades antigas • Provê flexibilidade e extensibilidade Comportamentais 22/02/2014 • Foco: algoritmos e atribuição de responsabilidades a objetos • Evita acoplamento forte a uma solução em particular Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 26
  • 27.
    Design Patterns parasoftwares orientados a objetos • Proxy: pode ser de 3 tipos – Remote proxy • Cache de informação – Virtual Proxy • Para objetos que consomem tempo e tamanho – Protection Proxy • Controle de acesso 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 27
  • 28.
    Design Patterns parasoftwares orientados a objetos • Abstract Factory para um jogo 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 28
  • 29.
  • 30.
    Design Patterns parasoftwares orientados a objetos Se no documento de requisitos constar... Significa... “independente de dispositivo” “deve suportar uma família de produtos” Abstract Factory “deve se comunicar com objetos existentes” Adapter “deve se comunicar com diversos sistemas, sendo que alguns serão desenvolvidos futuramente” “um protótipo inicial deve ser demonstrado” Bridge “deve se comunicar com um conjunto existente de objetos” Façade 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 30
  • 31.
    Design Patterns parasoftwares orientados a objetos Se no documento de requisitos constar... Significa... “estrutura complexa” “deve variar em profundidade e largura” Composite “deve ser transparente quanto à localização do acesso” Proxy “deve ser extensível e/ou escalável” Observer “deve prover uma política de funcionamento independente do mecanismo” Strategy 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 31
  • 32.
    Design Patterns parasoftwares orientados a objetos • • • • • • Encapsulamento Generalista Abstração Equilíbrio Abertura Combinatoriedade 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 32
  • 33.
    Estudo de caso 22/02/2014 DesignPatterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 33
  • 34.
    Estudo de caso •Sistema de colaboração entre componentes (AMMAR, 2008) – Rastrear os estados de três componentes colegas e manter os seus estados idênticos. 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 34
  • 35.
    Estudo de caso Figura1 - Diagrama de Classe antes de aplicar o padrão. Fonte: AMMAR, 2008. 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 35
  • 36.
    Estudo de caso Figura3 - A estruturação das classes utilizando o padrão Mediator. Fonte: AMMAR, 2008. 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 36
  • 37.
    Estudo de caso Figura4 – Comunicação entre as classes com o Mediator. Fonte: AMMAR, 2008. 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 37
  • 38.
    Estudo de caso Figura2 - Diagrama de Classe depois de aplicar o Mediator. Fonte: AMMAR, 2008. 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 38
  • 39.
    Estudo de caso •O padrão Mediator reduz a dependência entre os componentes e aumenta a reusabilidade, extensibilidade e manutenibilidade da arquitetura do software. 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 39
  • 40.
    Estudo de caso 22/02/2014 DesignPatterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 40
  • 41.
    Estudo de caso •A estrutura ideal de um subsistema consiste de: – Uma interface; – Um conjunto de objetos de domínio do aplicativo (entidades) para modelar entidades reais ou sistemas existentes; – Um ou mais objetos de controle; 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 41
  • 42.
    Estudo de caso •Realização do objeto Interface: Façade – Provê uma interface de acesso ao subsistema • Interface ao sistema existente: Adapter ou Bridge – Provê a interface para os sistemas legados – Os sistemas existentes não precisam ser necessariamente orientados a objetos 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 42
  • 43.
    Estudo de caso •Façade – Deve ser oferecido por todos os sistemas em um sistema como um serviço • Adapter – Deve ser utilizado como uma interface para os componentes existentes • Bridge – Deve ser utilizado como uma interface para um conjunto de objetos, quando o conjunto completo de objetos não é completamente conhecido 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 43
  • 44.
    Estudo de caso •Similaridades – Ambos são utilizados para esconder detalhes de implementação. • Diferenças – Adapter: para objetos que geralmente não trabalham juntos • Herança seguida de delegação – Bridge: para deixar as abstrações e implementações variarem independentemente • Delegação seguida de herança 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 44
  • 45.
    Estudo de caso Herança Delegação 22/02/2014 DesignPatterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani Delegação 45
  • 46.
    22/02/2014 Design Patterns |Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 46
  • 47.
    Laboratório 1 • Selecionandopadrões: – Considere como padrões de projeto solucionam problemas de projeto; – Examine as seções de Intenção; – Estude como os padrões se interrelacionam; – Estude padrões de finalidades semelhantes; – Examine uma causa de reformulação de projeto ou considere o que deveria ser variável no seu projeto. 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 47
  • 48.
    Laboratório 1 • Imagineuma situação onde você precisa implementar um balanceador de carga para gerenciar conexão com servidores. • Apenas uma única instância da classe pode ser criada, pois os servidores podem ficar online e offline dinamicamente e cada requisição deve passar por um objeto que tenha conhecimento da web farm. 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 48
  • 49.
    Laboratório 1 • Solução:Singleton – Uma única operação de instanciação; – Criar e dar manutenção a esta única instância. • Exemplo de código: p. 21 da apostila 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 49
  • 50.
    Laboratório 1 • Vocêestá desenvolvendo um plugin de comentários para páginas de um sistema gerenciador de conteúdo (CMS). • Este plugin deve enviar um e-mail quando um comentário é adicionado, sendo que o mailer é uma função intrínseca do CMS. • Dessa forma, ao adicionar um comentário, o Mailer deve estar ciente de que deve enviar um e-mail para o autor da página. 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 50
  • 51.
    Laboratório 1 • Solução:Observer – Comportamento em que a alteração do estado de um objeto afeta outro; – Modificar o Mailer para que ele seja uma classe observadora. • Exemplo de código: p. 24 da apostila 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 51
  • 52.
    Laboratório 1 22/02/2014 Design Patterns| Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 52
  • 53.
    Laboratório 1 • Formargrupos de 4 a 5 pessoas • Duas situações para identificar os padrões • Esboçar um diagrama no Astah Community • 45min para cada situação apresentada • Para cada situação, definir: Qual o pattern que poderia ser utilizado? 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 53
  • 54.
    Laboratório 1 • Vocêestá desenvolvendo uma aplicação para agilizar a criação de documentos usando modelos pré-definidos, que atualmente suporta dois tipos: Relatórios e Currículos. • A ferramenta precisa ser flexível para a criação destes documentos. Embora eles tenham propriedades em comum (ambos têm páginas), um Relatório deve conter tipos de páginas para introdução, resultados, conclusão, sumário e bibliografia, enquanto que um currículo possui páginas de habilidades, formação e experiência profissional. • Ao criar um Relatório ou um Currículo, ele já deve produzir (retornar) estas páginas padrões. 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 54
  • 55.
    Laboratório 1 • Emum dado sistema de e-commerce, os produtos podem ser classificados em categorias prédeterminadas, que compõem o menu de navegação do site, e em tags, que são classificações atribuídas pelos consumidores. • Ambas conectam com o mesmo banco de dados e precisam ser retornadas da mesma forma, sendo selecionadas do banco de dados e listadas na tela. 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 55
  • 56.
    22/02/2014 Design Patterns |Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 56
  • 57.
    Tarefas • Nesta atividade,você deverá selecionar uma situação vivenciada no seu cotidiano de trabalho onde você já implementou ou poderia implementar ao menos um design pattern. Descreva qual o problema resolvido (ou que poderia ser resolvido) e porque aquele(s) pattern(s) foi(foram) escolhidos (ou poderiam ser escolhidos) para resolver esta situação. 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 57
  • 58.
    Tarefas • Cada grupo,de 4 a 5 pessoas, deverá montar um conjunto de, no mínimo, 5 patterns identificados através de situações vivenciadas no cotidiano de trabalho. Os patterns identificados podem ser diversos: algoritmos, soluções de interface ou processos. • O importante é que eles sejam válidos como uma solução de sucesso utilizada para resolver um problema recorrente. 22/02/2014 Design Patterns | Aula 2 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 58
  • 59.
    • ALEXANDER, C., etal. A Pattern Language. Oxford University Press, 1977. • AMMAR, H. H. 2008. Case Studies on Design Patterns. Disponível em: http://www.csee.wvu.edu/~ammar/rts/adv rts/design patterns case studies/before and after CaseStudies.ppt • BRUEGGE, B.; DUTOIT, A. H. 2014. Object-Oriented Software Engineering. Disponível em: http://www.cs.bilkent.edu.tr/~ugur/teaching/cs319/ • DOFACTORY. 2014. .NET Design Patterns. Disponível em: http://www.dofactory.com/Patterns/Patterns.aspx • GAMMA, E., et al. Padrões de projeto: soluções reutilizáveis de software orientado a objetos; tradução de Luiz A. Meirelles Salgado. Porto Alegre: Bookman, 2007. • HEGODA, D. 2013. Why? When to? Software Design Patterns. Disponível em: http://dasunhegoda.com/software-designpatterns/158/ • JAVACAMP. 2012. Java Design Patterns At a Glance. Disponível em: http://www.javacamp.org/designPattern/ • LEACOCK, M.; MALONE, E.; WHEELER, C. Implementing a Pattern Library in the Real World: A Yahoo! Case Study. In: Sixth Annual ASIS&T Information Architecture Summit. Montréal, Quebec, Canada, mar. 2005. Disponível em: http://leacock.com/patterns/ • MCDONALD, J. 2007. Design Patterns Quick Reference. Disponível em: http://www.mcdonaldland.info/2007/11/28/40/ • MEMÓRIA, F. Design para a internet: Projetando a experiência perfeita. Rio de Janeiro: Elsevier, 2005. • VINICIUS, G. 2011. Padrões de design orientado a objetos. Disponível em: http://pt.slideshare.net/glaucovinicius/padres-de-designorientado-a-objetos • WELIE, M. V. 2008. Patterns in Interaction Design. Disponível em: http://www.welie.com/patterns/ 21/02/2014 Design Patterns | Aula 1 | Prof.ª Esp. Talita Pagani 59