Laboration 4 - Designmönster

När man ska lära sig att använda ett nytt mönster praktiskt så är det en god idé att programmera upp mönstret på ett litet "leksaksexempel" för att verkligen förstå hur det är tänkt att fungera.

I den här labben ska ett par vanliga och populära mönster studeras genom att små exempel programmeras.

Mönstret Composite

En beskrivning av Composite som inleds med ett UML-diagram finns här: www.dofactory.com/Patterns/PatternComposite.asp

Deluppgift 1 -- Resväska som Composite

Implementera de klasser som behövs för en resväska enligt mönstret Composite. Den klass som kallas Component i mönstrets vanliga beskrivning är en abstrakt klass från vilken klasserna för de enskilda prylarna såväl som klassen eller klasserna för sammansättningarna ärver. Allra minst tio saker av minst fem olika typer ska packas (t.ex. tjock tröja, jeans, strumpa, armband, penna ... använd fantasin!). Minst tre olika nivåer av sammansättningar ska användas. T.ex. att hårspännen ligger i en påse som ligger i en necessär tillsammans med tvål och schampoo och att necessären ligger i resväskan tillsammans med större klädesplagg.

Välj själva att göra olika klasser för de olika sorternas prylar eller använda samma klass med en String som beskriver prylen. Även när det gäller sammansättningarna kan man välja att ha en enda klass för alla eller en för Necessär, en för Påse osv.

Varje pryl ska ha ett pris och en vikt som instansvariabler. Dessa ges värden när objekten skapas genom en standardmässig konstruktor. Två operationer ska finnas (Operation() i allmänna beskrivningen av mönstret): De två operationerna är pris() och vikt() som returnerar motsvarande data. Varje sammansättning ska innehålla en lista (t.ex. en ArrayList) med de komponenter den innehåller och beräkna sitt pris och sin vikt genom att gå igenom listan och summera.

Skriv ett testprogram som bygger upp en resväska. Resväskans totala vikt ska beräknas i ett metodanrop, t.ex. resväska.vikt() och skrivas ut, priset visas på motsvarande sätt. Tänk på att själva väskan och packpåsar har egen vikt och pris utöver vikt och pris för innehållet!

Observera att inga rekursiva metoder ska skrivas. Det är mönstrets struktur som ser till att hela trädstrukturen gås igenom då en metod anropas i trädets rot.

Det är tillåtet att programmera ett annat exempel på mönstret Composite om ni kommer på något passande. Det måste innehålla det antal objekt och det antal nivåer som krävs i exemplet ovan.

Factory-teknik

Deluppgift 2 -- Human factory

    public static Human create (String pnr) {
        // metodkropp
    }

Skriv ett testprogram som skapar objekt av Man och Woman med hjälp av metoden ovan. Se till att det inte går att skapa objekt av Man och Woman på annat sätt än genom metoden ovan. Det ska alltså inte gå att kompilera new Man(...) eller new Woman(...) i testprogrammet. Det får inte heller gå att skapa en anonym subklass till Human.

Tips: Gör ett paket human som innehåller Human och dess subklasser. Paketet läggs på en underkatalog med samma namn. Med hjälp av lämpliga modifierare för synlighet (public, private m.fl.) kan man åstadkomma den begärda strukturen. Lägg testprogrammet på katalognivån ovanför paketet. Se också till att testprogrammet på något sätt bekräftar att objekt av rätt typ skapats, t.ex. genom en metod toString() som skriver ut information om objekten. Exempel:

    :
    Human anna = Human.create("Anna", "xxxxxx-012x");
    Human magnus = Human.create("Magnus","xxxxxx-011x");
    System.out.println(anna);
    System.out.println(magnus);

    Jag är kvinna och heter Anna
    Jag är man och heter Magnus

Redovisning och krav på programmen

• Demonstrera en körning av Composite-test-programmet där total vikt och totalt pris för resväskan (eller motsvarande struktur) skrivs ut.
• Som vanligt ska ett UML-klassdiagram över klasserna visas upp.
• Rita även upp ett objektdiagram över de objekt som Composite- testprogrammet skapar. Diagrammet behöver inte följa UML-standard men tydligt visa vilka objekt som finns.

• Demonstrera en körning av Human-factory-programmet där en man och en kvinna skapas.
• Demonstrera en annan version av programmet där man försöker med new Man(...) och new Woman(...) men kompilering misslyckas.

Extrauppgift - Mönstret Iterator

Även för mer komplicerade strukturer som har man god nytta av iteratorer. Composite-sammansättningar och andra trädstrukturer kan mycket väl förses med iteratorer. Iteratorn "levererar" elementen i en sekvens utan att man behöver veta hur strukturen är uppbyggd. "Man" är här den som använder iteratorn. Den som programmerar iteratorn måste förstås känna till strukturen. Naturliga val för genomgångar av en trädstruktur är t.ex. pre-, in- och post-order.

Lite mer om iteratormönstret finns här:
www.dofactory.com/Patterns/PatternIterator.asp

Extrauppgift - Två iteratorer över en Composite

Iteratorerna ska implementera följande interface (eller ett snarlikt):

interface Iterator {
    Object first();       // returnera första elementet
    Object next();        // gå fram ett steg och returnera nästa element
    boolean isDone();     // returnera true när alla element är besökta
    Object currentItem(); // returnera aktuellt element utan att gå vidare
}

Att skapa själva iterator-objekten är en uppgift för Composite-klassen som alltså ska utvidgas med en metod liknande

    Iterator getIterator (String s) {
        if (s.equals("PO"))
            return new POIterator(this); //Preorder-iterator
        else
            return new BFIterator(this); //Breadth-first-iterator
    }

Iteratorn får förutsätta att Composite-objektet är likadant under hela iterationen. Om objekt läggs till eller tas bort under iterationen så duger det att iteratorn visar hur Composite-objektet såg ut då iteratorn skapades.

Labbredovisning