Как можно запрограммировать инвариантную последовательность операций, обеспечив при этом возможность модификации или замены отдельных действий в будущем? Напишите реализацию метода исключительно в терминах других методов.
В программировании существует огромное количество классических последовательностей:
• ввод – обработка – вывод;
• отправить сообщение – принять ответ;
• прочитать команду – вернуть результат.
Нам хотелось бы четко и понятно обозначить универсальность этих последовательностей и при этом обеспечить возможность варьирования реализаций каждого из отдельных этапов.
Поддерживаемый любым объектно-ориентированным языком механизм наследования обеспечивает простой способ определения универсальных последовательностей. В суперклассе создается метод, целиком и полностью написанный в терминах других методов. Каждый из подклассов может реализовать эти методы так, как ему удобнее. Например, базовая последовательность выполнения теста определяется в инфраструктуре JUnit следующим образом:
TestCase
public void runBare() throws Throwable {
setUp();
try {
runTest();
}
finally {
tearDown();
}
}
Классы, производные от TestCase, могут реализовать setUp(), runTest() и tearDown() так, как им этого хочется.
При использовании шаблона «Шаблонный метод» (Template Method) возникает вопрос: надо ли создавать для подметодов реализации по умолчанию? В TestCase.runBare() все три подметода обладают реализациями по умолчанию:
• методы setUp() и tearDown() не выполняют никаких операций;
• метод runTest() динамически обнаруживает и запускает все тестовые методы, исходя из имени класса-теста.
Если общая последовательность не имеет смысла, когда не определен один из ее этапов, вы должны отметить это, воспользовавшись любой подходящей возможностью используемого вами языка программирования:
• в Java можно объявить подметод абстрактным;
• в Smalltalk создайте реализацию метода, которая генерирует ошибку SubclassResponsibility.
Я не рекомендую изначально проектировать код так, чтобы в нем использовался шаблонный метод. Лучше всего формировать шаблонные методы исходя из накопленного опыта. Каждый раз, когда я говорю себе: «Ага, вот последовательность, а вот – детали реализации», – позднее я всегда обнаруживаю, что мне приходится переделывать созданный мною шаблонный метод, заново перетасовывая код между общим и частным.
Если вы обнаружили два варианта последовательности в двух подклассах, вы должны попытаться постепенно приблизить их друг к другу. После того как вы отделите различающиеся части и выделите общую часть, то, что останется, и есть шаблонный метод. После этого вы можете переместить шаблонный метод в суперкласс и избавиться от дублирования.
Встраиваемый объект (Pluggable Object)Как можно выразить несколько разных вариантов поведения кода? Проще всего использовать явный условный оператор:
if(circle) then {
… код, относящийся к circle.
} else {
… код, не относящийся к circle
}
Однако подобный корявый код имеет тенденцию распространяться по всей программе. Если для определения разницы между окружностями и не окружностями вы будете использовать условный оператор хотя бы в одном месте вашего кода, с большой долей уверенности можно сказать, что позднее подобный оператор придется добавить также в другом месте, затем в третьем и т. д.
Вторая по важности задача TDD – устранение дублирования, поэтому вы должны подавить угрозу распространения явных условных операторов в зародыше. Если вы видите, что одно и то же условие проверяется в двух разных местах вашего кода, значит, настало время выполнить базовое объектно-ориентированное преобразование: «Встраиваемый объект» (PluggableObject).
Иногда обнаружить необходимость применения этого шаблона не так просто. Один из самых любимых мною примеров использования встраиваемого объекта был придуман мною и Эрихом Гаммой. Представьте, что мы занимаемся разработкой графического редактора. Если вы когда-нибудь занимались чем-либо подобным, должно быть, вы знаете, что операция выделения объектов обладает несколько усложненной логикой. Если указатель мыши находится над графической фигурой и пользователь нажимает кнопку мыши, значит, последующие перемещения мыши приводят к перемещению фигуры, а при отпускании кнопки мыши выбранная фигура остается на новом месте. Если указатель мыши не находится над какой-либо фигурой, значит, нажав кнопку, пользователь выделяет несколько фигур, последующие перемещения мыши приводят к изменению размера прямоугольника выделения, а при отпускании кнопки мыши фигуры внутри прямоугольника выделения становятся выделенными. Изначальный код выглядит примерно так:
SelectionTool
Figure selected;
public void mouseDown() {
selected = findFigure();
if (selected!= null)
select(selected);
}
public void mouseMove() {
if (selected!= null)
move(selected);
else
moveSelectionRectangle();
}
public void mouseUp() {
if (selected == null)
selectAll();
}
В глаза бросаются три похожих условных оператора (я же говорил, что они плодятся, как мухи). Что делать, чтобы избавиться от них? Создаем встраиваемый объект, SelectionMode, обладающий двумя реализациями: SingleSelection и MultipleSelection.
SelectionTool
SelectionMode mode;
public void mouseDown() {
selected = findFigure();
if (selected!= null)
mode = SingleSelection(selected);
else
mode = MultipleSelection();
}
public void mouseMove() {
mode.mouseMove();
}
public void mouseUp() {
mode.mouseUp();
}
В языках с явными интерфейсами вы обязаны реализовать интерфейс с двумя (или больше) встраиваемыми объектами.
Встраиваемый переключатель (Pluggable Selector)[26]Как обеспечить различающееся поведение разных экземпляров одного и того же класса? Сохраните имя метода в переменной и динамически обращайтесь к этому методу.
Что делать, если у вас есть десять подклассов одного базового класса и в каждом из них реализован только один метод? Может оказаться, что создание подклассов – это слишком тяжеловесный механизм для реализации столь небольших различий в поведении объектов.
abstract class Report {
abstract void print();
}
class HTMLReport extends Report {
void print() {…
}
}
class XMLReport extends Report {
void print() {…
}
}
Альтернативное решение: создать единственный класс с оператором switch. В зависимости от значения поля происходит обращение к разным методам. Однако в этом случае имя метода упоминается в трех местах:
• при создании экземпляра;
• в операторе switch;
• в
