Kiến trúc và thiết kế phần mềm

Lưu ý: lớp này là Singleton hoặc cung cấp một public static method cho việc truy xuất và khởi tạo đối tượng.. Tạo các lớp cụ thể triển khai cùng một giao diện.Rectangle.java public clas

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

-

Kiến trúc và thiết kế phần mềm

Hà Nội, tháng 05, năm 2021

1.Factory Pattern:

Youtube.com/PoppinKhiem - Sân chơi giới trẻ PTIT

UML

Một Factory Pattern bao gồm các thành phần cơ bản sau:

Super Class: môt supper class trong Factory Pattern có thể là một interface, abstract class hay một class thông thường.

Sub Classes: các sub class sẽ implement các phương thức của supper class theo

nghiệp vụ riêng của nó.

Factory Class: một class chịu tránh nhiệm khởi tạo các đối tượng sub class dựa theo tham số đầu vào Lưu ý: lớp này là Singleton hoặc cung cấp một public static method

cho việc truy xuất và khởi tạo đối tượng Factory class sử dụng if-else hoặc switch-case đểxác định class con đầu ra

Tạo các lớp cụ thể triển khai cùng một giao diện.

Rectangle.java

public class Rectangle implements Shape {

@Override

public void draw() {

System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");}

}

Square.java

public class Square implements Shape {

@Override

public void draw() {

System.out.println("Inside Square::draw() method.");}

}

Circle.java

public class Circle implements Shape {

@Override

public void draw() {

System.out.println("Inside Circle::draw() method.");}

}

Bước 3

Tạo một Nhà máy để tạo đối tượng của lớp cụ thể dựa trên thông tin đã cho

ShapeFactory.java

public class ShapeFactory {

//use getShape method to get object of type

shape public Shape getShape(String shapeType){

if(shapeType == null){

return null;

}

if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE"))

{ return new Circle();

} else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){

return new Rectangle();

Youtube.com/PoppinKhiem - Sân chơi giới trẻ PTIT

} else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){

return new Square();

public class FactoryPatternDemo {

public static void main(String[] args) {

ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();

//get an object of Circle and call its draw method

Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");

//call draw method of Circle

shape1.draw();

//get an object of Rectangle and call its draw method

Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");

//call draw method of Rectangle

shape2.draw();

//get an object of Square and call its draw method

Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");

//call draw method of square

shape3.draw();

}

}

Bước 5

Xác minh kết quả đầu ra

Inside Circle::draw() method

Inside Rectangle::draw() method

Inside Square::draw() method

2 ABSTRACT FACTORY PATTERN

UML

Một Abstract Factory Pattern bao gồm các thành phần cơ bản sau:

AbstractFactory: Khai báo dạng interface hoặc abstract class chứa các phương thức để

tạo ra các đối tượng abstract

ConcreteFactory: Xây dựng, cài đặt các phương thức tạo các đối tượng cụ thể.

AbstractProduct: Khai báo dạng interface hoặc abstract class để định nghĩa đối tượng abstract.

Product: Cài đặt của các đối tượng cụ thể, cài đặt các phương thức được quy định tại AbstractProduct.

Client: là đối tượng sử dụng AbstractFactory và các AbstractProduct.

Code:

Youtube.com/PoppinKhiem - Sân chơi giới trẻ PTIT

public void draw() {

public void draw() {

public void draw() {

System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");

abstract Shape getShape(String shapeType) ;

return new Rectangle();

}else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){

return new Square();

return new RoundedRectangle();

}else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){

return new RoundedSquare();

public class FactoryProducer {

public static AbstractFactory getFactory(boolean rounded){

Youtube.com/PoppinKhiem - Sân chơi giới trẻ PTIT

}

}

}

Bước 6

Sử dụng FactoryProductioner để lấy AbstractFactory để lấy các nhà máy của các lớp

cụ thể bằng cách chuyển một thông tin chẳng hạn như loại

AbstractFactoryPatternDemo.java

public class AbstractFactoryPatternDemo

{ public static void main(String[] args)

{

//get shape factory

AbstractFactory shapeFactory =

an object of Shape Rectangle

Shape shape1 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");

//call draw method of Shape Rectangle

shape1.draw();

//get an object of Shape Square

Shape shape2 = shapeFactory.getShape("SQUARE");

//call draw method of Shape Square

shape2.draw();

//get shape factory

AbstractFactory shapeFactory1 =

FactoryProducer.getFactory(true);

//get an object of Shape Rectangle

Shape shape3 = shapeFactory1.getShape("RECTANGLE");

//call draw method of Shape Rectangle

shape3.draw();

//get an object of Shape Square

Shape shape4 = shapeFactory1.getShape("SQUARE");

//call draw method of Shape Square

shape4.draw();

}

}

Bước 7

Xác minh kết quả đầu ra

Inside Rectangle::draw() method

Inside Square::draw() method

Inside RoundedRectangle::draw() method

Inside RoundedSquare::draw() method

3.Builder Pattern

UML

Một builder gồm các thành phần cơ bản sau:

Product : đại diện cho đối tượng cần tạo, đối tượng này phức tạp, có nhiều thuộc tính.

Builder : là abstract class hoặc interface khai báo phương thức tạo đối tượng.

ConcreteBuilder : kế thừa Builder và cài đặt chi tiết cách tạo ra đối tượng Nó sẽ xác định và nắm giữ các thể hiện mà nó tạo ra, đồng thời nó cũng cung cấp phương thức để trả

các các thể hiện mà nó đã tạo ra trước đó

Director/ Client: là nơi sẽ gọi tới Builder để tạo ra đối tượng.

Code:

Bước 1

Tạo giao diện Mục đại diện cho mặt hàng thực phẩm và đóng gói

Item.java

Youtube.com/PoppinKhiem - Sân chơi giới trẻ PTIT

public interface Item {

public String name();

public Packing packing();

public float price();

}

Packing.java

public interface Packing {

public String pack();

public Packing packing() {

return new Wrapper();

}

public Packing packing() {

return new Bottle();

public String name() {

return "Veg Burger";

public String name() {

return "Chicken Burger";

}

Youtube.com/PoppinKhiem - Sân chơi giới trẻ PTIT

public class Meal {

private List<Item> items = new ArrayList<Item>();public void addItem(Item item){

items.add(item);

}

public float getCost(){

float cost = 0.0f;

for (Item item : items) {

cost += item.price();

}

return cost;

}

public void showItems(){

for (Item item : items) {

System.out.print("Item : " + item.name());

System.out.print(", Packing : " + item.packing().pack());System.out.println(", Price : " + item.price());

public class MealBuilder {

public Meal prepareVegMeal (){

Meal meal = new Meal();

meal.addItem(new VegBurger());

meal.addItem(new Coke());

return meal;

}

public Meal prepareNonVegMeal (){

Meal meal = new Meal();

Youtube.com/PoppinKhiem - Sân chơi giới trẻ PTIT

public static void main(String[] args) {

MealBuilder mealBuilder = new MealBuilder();

Meal vegMeal = mealBuilder.prepareVegMeal();

System.out.println("Veg Meal");

vegMeal.showItems();

System.out.println("Total Cost: " + vegMeal.getCost());

Meal nonVegMeal = mealBuilder.prepareNonVegMeal();

System.out.println("\n\nNon-Veg Meal");

Item : Veg Burger, Packing : Wrapper, Price : 25.0

Item : Coke, Packing : Bottle, Price : 30.0

Total Cost: 55.0

Non-Veg Meal

Item : Chicken Burger, Packing : Wrapper, Price : 50.5

Item : Pepsi, Packing : Bottle, Price : 35.0

Total Cost: 85.5

4 PROTOTYPE PATTERN UML:

Một Prototype Pattern gồm các thành phần cơ bản sau:

Prototype : khai báo một class, interface hoặc abtract class cho việc clone chính nó.

ConcretePrototype class : các lớp này thực thi interface (hoặc kế thừa từ lớp abstract)

được cung cấp bởi Prototype để copy (nhân bản) chính bản thân nó Các lớp này chính là thể hiện cụ thể phương thức clone() Lớp này có thể không cần thiết nếu: Prototype là mộtclass và nó đã implement việc clone chính nó

Client class : tạo mới object bằng cách gọi Prototype thực hiện clone chính nó.

Code:

Bước 1

Tạo một lớp trừu tượng triển khai giao diện Clonable

Shape.java

public abstract class Shape implements Cloneable {

private String id;

protected String type;

abstract void draw();

public String getType(){

Youtube.com/PoppinKhiem - Sân chơi giới trẻ PTIT

public Object clone() {

Object clone = null;

public void draw() {

System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");}

@Override

public void draw() {

System.out.println("Inside Square::draw() method.");

public void draw() {

System.out.println("Inside Circle::draw() method.");

public class ShapeCache {

private static Hashtable<String, Shape> shapeMap = new

Hashtable<String, Shape>();

public static Shape getShape(String shapeId) {

return (Shape) cachedShape.clone();

}

/ for each shape run database query and create shape

/ shapeMap.put(shapeKey, shape);

/ for example, we are adding three shapes

public static void loadCache() {

Circle circle = new Circle();

circle.setId("1");

shapeMap.put(circle.getId(),circle);

Youtube.com/PoppinKhiem - Sân chơi giới trẻ

PrototypePatternDemo sử dụng lớp ShapeCache để lấy bản sao của các hình dạng

được lưu trữ trong Hashtable

PrototypePatternDemo.java

public class PrototypePatternDemo {

public static void main(String[] args) {

ShapeCache.loadCache();

Shape clonedShape = (Shape) ShapeCache.getShape("1");

System.out.println("Shape : " + clonedShape.getType());Shape clonedShape2 = (Shape) ShapeCache.getShape("2"); System.out.println("Shape : " + clonedShape2.getType());Shape clonedShape3 = (Shape) ShapeCache.getShape("3"); System.out.println("Shape : " + clonedShape3.getType());}

Các thành phần tham gia vào mẫu Proxy Pattern:

Subject : là một interface định nghĩa các phương thực để giao tiếp với client Đối tượng

này xác định giao diện chung cho RealSubject và Proxy để Proxy có thể được sử dụng bất cứ nơi nào mà RealSubject mong đợi

Proxy : là một class sẽ thực hiện các bước kiểm tra và gọi tới đối tượng của class service

thật để thực hiện các thao tác sau khi kiểm tra Nó duy trì một tham chiếu đến RealSubject

để Proxy có thể truy cập nó Nó cũng thực hiện các giao diện tương tự như RealSubject đểProxy có thể được sử dụng thay cho RealSubject Proxy cũng điều khiển truy cập vào RealSubject và có thể tạo hoặc xóa đối tượng này

RealSubject : là một class service sẽ thực hiện các thao tác thực sự Đây là đối tượng

chính mà proxy đại diện

Client : Đối tượng cần sử dụng RealSubject nhưng thông qua Proxy.

Youtube.com/PoppinKhiem - Sân chơi giới trẻ PTIT

Tạo các lớp cụ thể triển khai cùng một giao diện

RealImage.java

public class RealImage implements Image {

private String fileName;

public RealImage(String fileName){

this.fileName = fileName;

loadFromDisk(fileName);

}

@Override

public void display() {

System.out.println("Displaying " + fileName);

}

private void loadFromDisk(String fileName){

System.out.println("Loading " + fileName);

}

}

ProxyImage.java

public class ProxyImage implements Image{

private RealImage realImage;

private String fileName;

public ProxyImage(String fileName){

public static void main(String[] args) {

Image image = new ProxyImage("test_10mb.jpg");

//image will be loaded from disk

Youtube.com/PoppinKhiem - Sân chơi giới trẻ PTIT

Client: đại diện cho khách hàng sử dụng các chức năng thông qua Abstraction.

Abstraction : định ra một abstract interface quản lý việc tham chiếu đến đối tượng hiện thực cụ thể (Implementor).

Refined Abstraction (AbstractionImpl) : hiện thực (implement) các phương thức đã

được định ra trong Abstraction bằng cách sử dụng một tham chiếu đến một đối tượng

của Implementer.

Implementor : định ra các interface cho các lớp hiện thực Thông thường nó là

interface định ra các tác vụ nào đó của Abstraction.

ConcreteImplementor : hiện thực Implementor interface.

Code:

Bước 1

Tạo giao diện trình triển khai cầu nối

DrawAPI.java

public interface DrawAPI {

public void drawCircle(int radius, int x, int y);

public void drawCircle(int radius, int x, int y) {

public void drawCircle(int radius, int x, int y) {

radius + ", x: " + x + ", " + y + "]");

}

}

Bước 3

Tạo một hình dạng lớp trừu tượng bằng giao diện DrawAPI

Shape.java

public abstract class Shape

protected DrawAPI drawAPI;

protected Shape(DrawAPI drawAPI){

public class Circle extends Shape {

private int x, y, radius;

public Circle(int x, int y, int radius, DrawAPI drawAPI) {super(drawAPI);

public class BridgePatternDemo {

public static void main(String[] args) {

GreenCircle());

redCircle.draw();

Youtube.com/PoppinKhiem - Sân chơi giới trẻ PTIT

greenCircle.draw();

}

}

Bước 6

Xác minh kết quả đầu ra

Drawing Circle[ color: red, radius: 10, x: 100, 100]Drawing Circle[ color: green, radius: 10, x: 100, 100]

7.Singleton Pattern:

UML:

Sử dụng Singleton khi chúng ta muốn:

Đảm bảo rằng chỉ có một instance của lớp

Việc quản lý việc truy cập tốt hơn vì chỉ có một thể hiện duy nhất

Có thể quản lý số lượng thể hiện của một lớp trong giớn hạn chỉ định

Bước 1

Tạo một lớp Singleton

SingleObject.java

public class SingleObject {

//create an object of SingleObject

private static SingleObject instance = new SingleObject();

//make the constructor private so that this class cannot

be //instantiated

private SingleObject(){}

//Get the only object available

public static SingleObject getInstance(){

return instance;

}

public void showMessage(){

System.out.println("Hello World!");

public class SingletonPatternDemo {

public static void main(String[] args) {

//illegal construct

//Compile Time Error: The constructor SingleObject() is notvisible

//SingleObject object = new SingleObject();

//Get the only object available

SingleObject object = SingleObject.getInstance();

//show the message

object.showMessage();

}

}

Youtube.com/PoppinKhiem - Sân chơi giới trẻ PTIT

Tạo lớp cụ thể thực hiện cùng một giao diện.

Circle.java

public class Circle implements Shape

{ private String color;

private int x;

private int y;

private int radius;

public Circle(String color){

public void draw() {

System.out.println("Circle: Draw() [Color : " + color + ", x :

public class ShapeFactory {

/ Uncomment the compiler directive line and

/ javac *.java will compile properly

/ @SuppressWarnings("unchecked")

private static final HashMap circleMap = new HashMap();

public static Shape getCircle(String color) {

Youtube.com/PoppinKhiem - Sân chơi giới trẻ PTIT

Circle circle = (Circle)circleMap.get(color);

public class FlyweightPatternDemo {

private static final String colors[] = { "Red", "Green",

"Blue", "White", "Black" };

public static void main(String[] args) {

Youtube.com/PoppinKhiem - Sân chơi giới trẻ PTIT

Circle: Draw() [Color : Black, x : 36, y :71, radius :100

Creating circle of color : Green

Circle: Draw() [Color : Green, x : 27, y :27, radius :100

Creating circle of color : White

Circle: Draw() [Color : White, x : 64, y :10, radius :100

Creating circle of color : Red

Circle: Draw() [Color : Red, x : 15, y :44, radius :100

Circle: Draw() [Color : Green, x : 19, y :10, radius :100Circle: Draw() [Color : Green, x : 94, y :32, radius :100Circle: Draw() [Color : White, x : 69, y :98, radius :100

Creating circle of color : Blue

Circle: Draw() [Color : Blue, x : 13, y :4, radius :100

Circle: Draw() [Color : Green, x : 21, y :21, radius :100

Circle: Draw() [Color : Blue, x : 55, y :86, radius :100

Circle: Draw() [Color : White, x : 90, y :70, radius :100

Circle: Draw() [Color : Green, x : 78, y :3, radius :100

Circle: Draw() [Color : Green, x : 64, y :89, radius :100

Circle: Draw() [Color : Blue, x : 3, y :91, radius :100Circle: Draw() [Color : Blue, x : 62, y :82, radius :100

Circle: Draw() [Color : Green, x : 97, y :61, radius :100Circle: Draw() [Color : Green, x : 86, y :12, radius :100Circle: Draw() [Color : Green, x : 38, y :93, radius :100

Circle: Draw() [Color : Red, x : 76, y :82, radius :100Circle: Draw() [Color : Blue, x : 95, y :82, radius :100

9 Adapter Pattern: UML: