Kiến trúc và thiết kế phần mềm

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.";

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

-�����

Kiến trúc và thiết kế phần mềm

Hà Nội, tháng 05, năm 2021 1.Factory Pattern:

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 làSingletonhoặc cung cấp mộtpublic static method cho việc

truy xuất và khởi tạo đối tượng Factory class sử dụng if-else hoặc switch-case để xác địnhclass 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();

} 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

public void draw() {

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

}

RoundedSquare.java

public class RoundedSquare implements Shape {

@Override

public void draw() {

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

}

Rectangle.java

public class Rectangle implements Shape {

@Override

public void draw() {

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

abstract Shape getShape(String shapeType) ;

public Shape getShape(String shapeType){

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

return new Rectangle();

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

return new Square();

public Shape getShape(String shapeType){

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

return new RoundedRectangle();

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

return new RoundedSquare();

public class FactoryProducer {

public static AbstractFactory getFactory(boolean rounded){

}

}

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 =

FactoryProducer.getFactory(false);

//get 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 cáccác 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

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";

}

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;

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();

meal.addItem(new ChickenBurger());

meal.addItem(new Pepsi());

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 làthể 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.

protected String type;

abstract void draw();

public String getType(){

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.");

import java.util.Hashtable;

public class ShapeCache {

private static Hashtable<String, Shape> shapeMap = new

Hashtable<String, Shape>();

public static Shape getShape(String shapeId) {

Shape cachedShape = shapeMap.get(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);

Square square = new Square();

square.setId("2");

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

Rectangle rectangle = new Rectangle();

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 vàoRealSubject 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.

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){

this.fileName = fileName;

public static void main(String[] args) {

Image image = new ProxyImage("test_10mb.jpg");//image will be loaded from disk

image.display();

System.out.println("");

//image will not be loaded from disk

 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 tượngcủaImplementer.

 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) {

System.out.println("Drawing Circle[ color: red, radius: " +

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

System.out.println("Drawing Circle[ color: green, radius: " +

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){

this.drawAPI = drawAPI;

public class Circle extends Shape {

private int x, y, radius;

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

public void draw() {

drawAPI.drawCircle(radius,x,y);

public class BridgePatternDemo {

public static void main(String[] args) {

Shape redCircle = new Circle(100,100, 10, new RedCircle());

Shape greenCircle = new Circle(100,100, 10, new

GreenCircle());

redCircle.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();

}

}

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){

this.color = color;

public void setRadius(int radius) {

this.radius = radius;

}

@Override

public void draw() {

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

import java.util.HashMap;

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) {

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

if(circle == null) {

circle = new Circle(color);

circleMap.put(color, circle);

System.out.println("Creating circle of color : " + color);}

public class FlyweightPatternDemo {

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

"White", "Black" };

public static void main(String[] args) {

for(int i=0; i < 20; ++i) {

Circle circle =

(Circle)ShapeFactory.getCircle(getRandomColor());

circle.setX(getRandomX());

circle.setY(getRandomY());

circle.setRadius(100);

circle.draw();

}

}

private static String getRandomColor() {

return colors[(int)(Math.random()*colors.length)];

}

private static int getRandomX() {

return (int)(Math.random()*100 );

}

private static int getRandomY() {

return (int)(Math.random()*100);

}

}

Bước 5

Xác minh kết quả đầu ra

Creating circle of color : Black