Design Patterns mit Java

Inhalt

Mae govannen!

1 Singleton Pattern

1.1?Was Design Patterns sind

1.2?Die GoF und deren Verdienst

1.3?Die Musterkategorien der GoF

1.3.1?Erzeugungsmuster

1.3.2?Verhaltensmuster

1.3.3?Strukturmuster

1.3.4?Bewertung der Kategorisierung

1.4?Beschreibung der Muster

1.5?Was ist ein Pattern?

1.6?Objektorientierte Programmierung

1.7?Muster in der Praxis

1.8?Das Singleton Pattern

1.8.1?Aufgabe von Singleton und Beispiele

1.8.2?Realisierung des Patterns

1.8.3?Die Zugriffsmethode synchronisieren

1.8.4?Eine andere Lösung: Double-checked locking

1.8.5?Letzter Ansatz: early instantiation – frühes Laden

1.9?Antipattern

1.9.1?Kritik an Singleton

1.9.2?Ist Singleton ein Antipattern?

1.10?Zusammenfassung

2 Template Method Pattern

2.1?Die Arbeitsweise von Template Method

2.1.1?Der erste Ansatz

2.1.2?Der zweite Ansatz

2.1.3?Das Hollywood-Prinzip

2.1.4?Einführen von Hook-Methoden

2.2?Das Interface „ListModel“

2.3?Der patternCoder

2.3.1?Der patternCoder aus Anwendersicht

2.4?Zusammenfassung

3 Observer Pattern

3.1?Einleitung

3.2?Eine erste Realisierung

3.3?Den ersten Ansatz erweitern

3.4?Observer in der Klassenbibliothek

3.5?Nebenläufiger Zugriff

3.5.1?Zugriffe synchronisieren

3.5.2?Die Datenbasis kopieren

Einsatz einer thread-sicheren Liste

3.6?Observer als Listener

3.7?Listener in der GUI-Programmierung

3.8?Das Model-View-Controller Pattern

3.9?Zusammenfassung

4 Mediator Pattern

4.1?Abgrenzung zum Observer Pattern

4.2?Aufgabe des Mediator Patterns

4.3?Mediator in Aktion – ein Beispiel

4.3.1?Definition eines Consumers

4.3.2?Definition eines Producers

4.3.3?Interface des Mediators

4.3.4?Test des Mediator-Patterns

4.4?Mediator in Aktion – das zweite Beispiel

4.4.1?Mediator in der GUI-Programmierung

4.4.2?Aufbau der GUI

4.5?Kritik an Mediator

4.6?Zusammenfassung

5 Chain of Responsibility

5.1?Ein Beispiel aus der realen Welt

5.2?Beispiel 1: Lebensmitteleinkauf

5.2.1?Die benötigten Lebensmittel

5.2.2?Die Verkäufer der Lebensmittel

5.2.3?Der Client

5.2.3.1?Erweiterung des Projekts

5.2.3.2?Variationen des Patterns

5.3?Ein Beispiel aus der Klassenbibliothek

5.4?Zusammenfassung

6 State Pattern

6.1?Exkurs: das Enum Pattern

6.1.1?Einen Zustand durch Zahlenwerte darstellen

6.1.2?Einen Zustand durch Objekte darstellen

6.1.3?Umsetzung in der Java-Klassenbibliothek

6.2?Den Zustand eines Objekts ändern

6.2.1?Den Zustand ändern – erster Ansatz

6.2.2?Den Zustand ändern – zweiter Ansatz

6.3?Prinzip des State Patterns

6.3.1?Die Rolle aller Zustände definieren

6.3.2?Das Projekt aus der Sicht des Client

6.3.3?Veränderung des Projekts

6.3.3.1?State-Objekte zentral im Kontext verwalten

6.3.3.2?State-Objekte als Rückgabewerte von Methodenaufrufen

6.4?Das State Pattern in der Praxis

6.5?Zusammenfassung

Command Pattern

7.1?Befehle in Klassen kapseln

7.1.1?Version 1 – Grundversion

7.1.2?Weitere Anbieter treten auf

7.1.3?Einen Befehl kapseln

7.2?Command in der Klassenbibliothek

7.2.1?Beispiel 1: Nebenläufigkeit

7.2.2?Beispiel 2: Event-Handling

7.3?Befehlsobjekte wiederverwenden

7.3.1?Das Interface „Action“

7.3.2?Verwendung des Interface „Action“

7.4?Undo und redo von Befehlen

7.4.1?Ein einfaches Beispiel

7.4.2?Ein umfangreicheres Beispiel

7.4.2.1?Besprechung des Source Codes

7.4.2.1.1?Die beteiligten Klassen

7.4.2.1.2?Aufgabe der GUI

7.4.2.1.3?Arbeitsweise der Command-Klassen

Undo und redo

7.4.3?Undo und redo grundsätzlich betrachtet

7.5?Zusammenfassung

8 Strategy Pattern

8.1?Ein erster Ansatz

8.2?Strategy in Aktion – Sortieralgorithmen

8.2.1?Das gemeinsame Interface

8.2.2?Prinzip des Selection Sort

8.2.3?Prinzip des Merge Sort

8.2.4?Prinzip des Quick Sort

8.2.5?Der Kontext

8.2.6?Bewertung des Ansatzes und Variationen davon

8.3?Das Strategy Pattern in der Praxis

8.4?Abgrenzung zu anderen Mustern

8.5?Zusammenfassung

9 Iterator Pattern

9.1?Zwei Möglichkeiten, Daten zu speichern

9.1.1?Daten in einem Array speichern

9.1.2?Daten in einer Kette speichern

9.2?Aufgabe eines Iterators

9.3?Das Interface „Iterator“ in Java

9.3.1?Der Iterator der Klasse „MyArray“

9.3.1.1?Test des Iterators

9.3.1.2?Kritik am Iterator

9.3.2?Der Iterator der Klasse „MyList“

9.3.2.1?Test des Iterators

9.3.2.2?Nutzen des Iterators

9.4?Das Interface „Iterable“

9.5?Zusammenfassung

10 Objektorientierte Entwurfsprinzipien

10.1?Gegen Schnittstellen programmieren

10.2?Single Responsibility Principle (SRP)

10.3?Inheritance is evil

10.4?Open/Closed Principle (OCP)

10.5?Prinzip des rechten Augenmaßes

11 Abstract Factory Pattern

11.1?Gärten anlegen

11.1.1?Der erste Ansatz

11.1.2?Der zweite Ansatz – Vererbung

11.1.3?Der dritte Ansatz – die abstrakte Fabrik

11.1.4?Vorteil der abstrakten Fabrik

11.1.5?Einen neuen Garten definieren

11.2?Diskussion des Patterns und Praxis

11.3?Gespenster jagen

11.3.1?Die erste Version

11.3.1.1?Der Spieler

11.3.1.2?Die vier Himmelsrichtungen

11.3.1.3?Die Bauteile des Hauses

11.3.1.4?Die Klasse „Haus“ steuert das Spiel

11.3.2?Die zweite Version des Projekts

11.3.3?Version 3 – Einführung einer weiteren Fabrik

11.3.3.1?Erweiterung in dieser Programmversion

11.3.3.2?Die neue Fabrik „TuerMitZauberspruchFabrik“

11.3.3.3?Das neue Bauteil „TuerMitZauberspruch“

11.3.4?Version 4 – das Geisterhaus

11.4?Zusammenfassung

12 Factory Method Pattern

12.1?Ein erstes Beispiel

12.2?Variationen des Beispiels

12.3?Praktische Anwendung des Patterns

12.3.1?Rückgriff auf das Iterator Pattern

12.3.2?Bei der Abstract Factory

12.4?Ein größeres Beispiel – ein Framework

12.4.1?Das Projekt, das erstellt werden wird

12.4.2?Die Schnittstellen für Einträge und deren Editoren

12.4.3?Die Klasse „Kontakt“ als Beispiel für einen Eintrag

12.4.4?Die Klasse „FactoryMethod“ als Client

12.5?Unterschied zur Abstract Factory

12.6?Zusammenfassung

13 Prototype Pattern

13.1?Objekte klonen

13.1.1?Kritik an der Realisierung

13.1.1.1?Das Interface „Cloneable“

13.1.1.2?Das Problem gleicher Referenzen

13.1.1.3?Was passiert beim Klonen?

13.1.2?In Vererbungshierarchien klonen

13.2?Ein größeres Projekt

13.2.1?Besprechung der ersten Version

13.2.2?Die zweite Version – deep Copy

13.2.3?Eigene Prototypen definieren

13.3?Zusammenfassung

14 Composite Pattern

14.1?Prinzip von Composite

14.2?Umsetzung 1: Sicherheit

14.3?Umsetzung 2: Transparenz

14.4?Betrachtung der beiden Ansätze

14.5?Einen Schritt weitergehen

14.5.1?Einen Cache anlegen

14.5.2?Die Elternkomponenten referenzieren

14.5.3?Knoten verschieben

14.6?Realisierung eines TreeModel

14.6.1?Die Methoden der Schnittstelle „TreeModel“

14.6.2?Knoten rendern und editieren

14.6.2.1?Knoten rendern

14.6.2.2?Knoten editieren

14.7?Zusammenfassung

15 Builder Pattern

15.1?Ein Objekt erzeugt andere Objekte

Umsetzung 1: Telescoping Constructor Pattern

15.1.2?Umsetzung 2: JavaBeans Pattern

15.1.3?Umsetzung 3: Builder Pattern

15.2?Ein komplexerer Konstruktionsprozess

15.2.1?XML-Dateien in ein TreeModel konvertieren

15.2.2?XML-Dateien als HTML darstellen

15.3?Zusammenfassung

16 Visitor Pattern

16.1?Ein einfaches Beispiel

16.1.1?Das Aggregat

16.1.2?Der Visitor

16.1.3?Der Client

16.1.4?Ein weiterer Visitor

16.1.5?Kritik am Projekt

16.2?Zusammenfassung

17 Memento Pattern

17.1?Aufgabe des Memento Patterns

17.2?Eine mögliche Realisierung

17.3?Ein größeres Projekt – der GrafikEditor

17.4?Zusammenfassung

18 Flyweight Pattern

18.1?Aufgabe des Patterns

18.2?Die Realisierung

18.3?Ein komplexeres Projekt: Pizza

18.3.1?Der erste Ansatz

18.3.2?Intrinsischer und extrinsischer Zustand

18.4?Flyweight in der Praxis

18.5?Zusammenfassung

19 Facade Pattern

19.1?Ein Beispiel außerhalb der IT

19.2?Die Fassade in einem Java-Beispiel

19.2.1?Einführung einer Fassade

19.2.2?Der Begriff „System“ genauer betrachtet

19.3?Die Fassade in der Klassenbibliothek

19.4?Das „Gesetz von Demeter“

19.5?Zusammenfassung

20 Adapter Pattern

20.1?Ein einleitendes Beispiel

20.1.1?Ein klassenbasierter Entwurf

20.1.2?Ein objektbasierter Entwurf

20.1.3?Kritik am Adapter Pattern

20.2?Ein Praxisbeispiel und falsche Namen

20.2.1?Ein Adapter im patternCoder

20.2.1.1?Objektbasierter Ansatz des Adapters

20.2.1.2?Klassenbasierter Ansatz des Adapters

20.2.2?Zum Schluss noch ein Etikettenschwindel

20.3?Zusammenfassung

21 Proxy Pattern

21.1?Virtual Proxy

21.2?Security Proxy

21.3?Smart Reference

21.3.1?Die Grundversion „Proxy_1“

21.3.2?Einführung eines Proxys im Projekt „Proxy_2“

21.3.3?Einen zweiten Proxy einführen

21.3.4?Dynamic Proxy

21.3.4.1?Das Reflection API

21.3.4.2?Der InvocationHandler

21.3.4.3?Die Proxy-Klasse

21.4?Remote Proxy

21.4.1?Aufbau von RMI grundsätzlich

21.4.2?Der RMI-Server

21.4.2.1?Die Schnittstelle „PiIF“

21.4.2.2?Die Serverklasse „PiImpl“

21.4.2.3?Die Klasse „ApplStart“ startet den Server

21.4.3?Der RMI-Client

21.4.4?Das Projekt zum Laufen bringen

21.5?Zusammenfassung

22 Decorator Pattern

22.1?Autos bauen – ein erstes Beispiel

22.1.1?Ein Attribut für jede Sonderausstattung

22.1.2?Mit Vererbung erweitern

22.1.3?Dekorieren nach dem Matroschka-Prinzip

22.1.3.1?Definieren der Grundmodelle

22.1.3.2?Definieren der Sonderausstattungen

22.1.3.3?Der Client steckt die Komponenten zusammen

22.1.4?Praxisbeispiele

22.1.4.1?Die Klasse „JScrollPane“

22.1.4.2?Streams in Java

22.2?Zusammenfassung

23 Bridge Pattern

23.1?Zwei Definitionen

23.1.1?Was ist eine Abstraktion?

23.1.2?Was ist eine Implementierung?

23.1.3?Ein Problem beginnt zu reifen

23.2?Das Bridge Pattern im Einsatz

23.2.1?Bridge Pattern – erster Schritt

23.2.2?Bridge Pattern – zweiter Schritt

23.2.2.1?Die Abstraktion erweitern

23.2.2.2?Die Implementierung erweitern

23.3?Diskussion des Bridge Patterns

23.3.1?Die Bridge in freier Wildbahn

23.3.2?Abgrenzung zu anderen Patterns

23.4?Zusammenfassung

24 Interpreter Pattern

24.1?Die Aufgabe in diesem Kapitel

24.2?Der Scanner

24.2.1?Die definierten Symbole

24.2.2?Der Scanner wandelt Strings in Symbole um

24.3?Der Parser

24.3.1?Abstrakte Syntaxbäume

24.3.2?Expressions für den Parser

24.3.3?Strichrechnung parsen

24.3.4?Punktrechnung parsen

24.3.5?Klammern berücksichtigen

24.4?Diskussion des Interpreter Patterns

24.5?Zusammenfassung

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