Дж. Арлоу, А. Нейштадт - UML 2 и Унифицированный процесс - Практический объектно-ориентированный анализ и проектирование, страница 71

17.10, экземпляр шаблона можно создать с помощью отношения реализации, обозначенного стереотипом «bind» (связать); это называют явным связыванием. Чтобы создать экземпляршаблона, необходимо задать фактические значения, которые будут припараметры шаблонашаблонприменяемое по умолчанию значениеIntArraytype, size : int = 10elements[100] : intBoundedArray«bind» < type!>int, size!>100 >elements[size] : typeaddElement( e:type ) : voidgetElement( i:int ) : type«bind» < type!>String >addElement( e:int ) : voidgetElement( i:int ) : intStringArrayelements[10] : Stringявное связываниеaddElement( e:String ) : voidgetElement( i:int ) : StringРис. 17.10. Создание экземпляра шаблона с помощью явного связывания38517.7.

Шаблонысвоены параметрам шаблона. Их указывают в угловых скобках послестереотипа «bind». При создании экземпляра шаблона его параметрыбудут заменены этими значениями, в результате получится новыйкласс. Обратите внимание на синтаксис связывания параметров: выражение type>int означает, что параметр шаблона type при созданииэкземпляра замещается int. Символ > можно прочитать как «замещается» или «связывается».Очевидно, что шаблоны являются мощным механизмом многократного использования кода. Класс можно описать как шаблон, в общихчертах, и затем создавать множество его специальных версий, присваивая параметрам шаблона соответствующие реальные значения.На рис. 17.10 связывание на самом деле используется двумя способами.Вопервых, классификатор связывается с параметром type. Если у параметра шаблона нет типа, то по умолчанию это классификатор.

Вовторых, параметру size присваивается реальное целое значение. Это позволяет задавать размер ограниченного массива как параметр шаблона.В рамках конкретного шаблона имена параметров являются локальными. Это означает, что если у двух шаблонов есть параметр type, в каждом случае это разные параметры type.Существует разновидность синтаксиса шаблонов, которую называютнеявным связыванием. Здесь для представления создания экземплярашаблона не используется явная реализация «bind», но происходит неявное связывание за счет применения специального синтаксиса в получаемых классах. Чтобы неявно создать экземпляр шаблона, фактические значения перечисляют в угловых скобках после имени классашаблона, как показано на рис.

17.11. Недостаток этого подхода в том,что получаемому в результате классу нельзя присвоить имя.По нашему мнению, лучше использовать явное связывание, чтобыклассы, получаемые в результате создания экземпляров шаблона,могли иметь собственные описательные имена.Хотя шаблоны – очень мощная возможность, в настоящее время C++и Java являются единственными распространенными ОО языками программирования, которые их поддерживают (табл.

17.1). Понятно, чтошаблоны могут использоваться при проектировании только в том случае, если они поддерживаются языком реализации.неявное связываниеtype, size : int = 10BoundedArrayBoundedArray< type!>String >elements[size] : typeelements[10] : StringaddElement( e:type ) : voidgetElement( i:int ) : typeaddElement( e:String ) : voidgetElement( i:int ) : StringРис. 17.11.

Создание экземпляра шаблона посредством неявного связывания386Глава 17. Проектные классыТаблица 17.1Язык программированияПоддержка шаблоновJavaДаC++ДаSmalltalkНетPythonНетVisual BasicНетC#Нет17.8. Вложенные классыВложенный класс – это класс, определенный внутри другого класса.Некоторые языки программирования, такие как Java, позволяют размещать описание класса внутри описания другого класса. Таким образом, создается так называемый вложенный класс.

В Java их также называют внутренними классами (inner class).Вложенный класс объявляется в пространстве имен его внешнегокласса и доступен только для этого класса или объектов этого класса.Только внешний класс или его объекты могут создавать и использовать экземпляры вложенного класса.Вложенные классы, как правило, относятся к вопросам проектирования. Здесь речь идет о том, как может быть реализована некотораяфункциональность, а не что она из себя представляет.Например, вложенные классы широко используются в Java при обработке событий. Пример на рис.

17.12 показывает простой класс окнаHelloFrame (окно приветствия). Базовое поведение окна он наследует отсвоего родительского класса Frame. В HelloFrame есть вложенный классFrameMouseAdapterпиктограмма якоряHelloFrameMouseMonitorотношение включенияРис. 17.12. Класс MouseMonitor вложен в класс HelloFrame17.9. Что мы узнали387MouseMonitor (монитор мыши), который от своего родителя MouseAdapterнаследует способность обрабатывать события мыши.Каждый экземпляр HelloFrame использует экземпляр MouseMonitor дляобработки событий мыши. Для этого экземпляр HelloFrame должен:• создать экземпляр класса MouseMonitor;• определить этот экземпляр MouseMonitor слушателем событий мыши.Такой подход является хорошим стилем проектирования. Код обработки событий мыши выносится из остального кода HelloFrame в отдельный класс MouseMonitor.

И MouseMonitor полностью инкапсулированв HelloFrame.17.9. Что мы узналиПроектные классы – это строительные блоки проектной модели. Мыизучили следующее:• Проектные классы разрабатываются в деятельности UP Проектирование класса.• Проектные классы – это классы, описанные настолько полно, чтомогут быть реализованы.• Существует два источника проектных классов:• предметная область:• уточнение классов анализа;• один класс анализа может превратиться в нуль, один или более проектных классов;• область решения:• библиотеки утилитных классов;• промежуточное программное обеспечение;• библиотеки GUI;• многократно используемые компоненты;• детали, характерные для конкретной реализации.• Проектные классы имеют полные описания:• полный набор атрибутов, включающий:• имя;• тип;• применяемое по умолчанию значение, когда это необходимо;• видимость;• операций:• имя;• имена и типы всех параметров;• необязательные значения параметров, если это необходимо;388Глава 17.

Проектные классы•••возвращаемый тип;видимость.Правильно сформированные проектные классы имеют следующиехарактеристики:• открытые операции класса определяют контракт с клиентамикласса;• полнота – класс делает не менее того, что его клиенты могутобоснованно ожидать;• достаточность – класс делает не более того, что его клиенты могут обоснованно ожидать;••простота – сервисы должны быть простыми, элементарнымии уникальными;высокая внутренняя связность:• каждый класс должен реализовывать единственное четко определенное абстрактное понятие;••все операции должны быть направлены на реализацию предназначения класса;низкая связанность с другими классами:• класс должен быть взаимосвязан с таким количеством классов, которого достаточно для реализации его обязанностей;•между двумя классами должно устанавливаться взаимоотношение, только если между ними существует настоящая семантическая связь;•необходимо избегать использования связанности только с целью повторного использования некоего кода.••Проектный класс всегда необходимо оценивать с точки зренияклиентов этого класса.Наследование.•Наследование должно использоваться только тогда, когда между двумя классами существует четкое отношение «является»или с целью повторного использования кода.•Недостатки:• это самая строгая из возможных форм связанности междудвумя классами;• в рамках иерархии наследования инкапсуляция слаба, чтоприводит к проблеме «хрупкости базового класса» – изменения базового класса передаются вниз по иерархии;• является очень негибкой формой отношений в большинствеязыков программирования – отношение устанавливается вовремя компиляции и остается неизменным во время выполнения.17.9.

Что мы узнали••••389Подклассы всегда должны представлять «разновидность», а не«исполняемую роль» – для представления «исполняемой роли»должна использоваться агрегация.Множественное наследование позволяет классам иметь более одного родителя.• Из всех широко используемых ОО языков программированиятолько C++ поддерживает множественное наследование.• Рекомендации к проектированию:• все родительские классы при множественном наследованиидолжны быть семантически не связанными;• между классом и всеми его родителями должно быть установлено отношение «является разновидностью»;• к классу и его родителям должен применяться принцип замещаемости;• у самих родительских классов не должно быть общих родителей;• используйте смешанные классы – простые классы, разработанные для смешивания с другими классами при множественном наследовании; это надежное и мощное средство.Сравнение наследования и реализации интерфейса.• Наследование:• получаем интерфейс – открытые операции;• получаем реализацию – атрибуты, ассоциации, защищенныеи закрытые члены.• Реализация интерфейса – получаем только интерфейс.• Наследование должно применяться, когда необходимо унаследовать некоторую реализацию.• Реализация интерфейса должна применяться, когда необходимоопределить контракт.Шаблоны.• Из всех широко используемых ОО языков программированияв настоящее время шаблоны поддерживают только C++ и Java.• Шаблоны позволяют «параметризовать» тип – шаблон создаетсяпутем определения типа с помощью формальных параметров,и экземпляры шаблона создаются через связывание параметровс конкретными значениями.• Явное связывание использует зависимость, обозначенную стереотипом «bind»:• фактические значения показаны на отношении;• каждому экземпляру шаблона можно присвоить имя.390Глава 17.