Differences
This shows you the differences between two versions of the page.
|
poo-ca-cd:laboratoare:visitor [2022/11/20 22:28] diana.tatulescu [Overriding] |
poo-ca-cd:laboratoare:visitor [2023/11/19 14:55] (current) aconstantinescu1704 |
||
|---|---|---|---|
| Line 9: | Line 9: | ||
| * Prezentarea design pattern-ului Visitor și familiarizarea cu situațiile în care acesta este util de aplicat | * Prezentarea design pattern-ului Visitor și familiarizarea cu situațiile în care acesta este util de aplicat | ||
| + | ==== Polimorfismul ==== | ||
| + | **Polimorfismul reprezintă abilitatea unei clase să se comporte ca o altă clasă de pe lanțul de moștenire, și de aceea conceptul de suprascriere a metodelor este foarte strâns legat.** | ||
| + | |||
| + | Mai precis, polimorfismul permite obiectelor de tipuri diferite să fie tratate folosind o interfață comună sau o clasă de bază. | ||
| + | Există două tipuri principale de polimorfism în POO: polimorfismul prin suprascrierea metodelor (override) și polimorfismul prin supraincarcarea metodelor (overloading). | ||
| ==== Overriding ==== | ==== Overriding ==== | ||
| Line 27: | Line 32: | ||
| Din acest motiv, suprascrierea este cunoscută și ca **polimorfism dinamic** (__Runtime polymorphism__). | Din acest motiv, suprascrierea este cunoscută și ca **polimorfism dinamic** (__Runtime polymorphism__). | ||
| - | **Polimorfismul reprezintă abilitatea unei clase să se comporte ca o altă clasă de pe lanțul de moștenire, și de aceea conceptul de suprascriere a metodelor este foarte strâns legat.** | ||
| - | <note important> La apelarea unei metode suprascrise, Java se uită la tipul intern al obiectului pentru care este apelată metoda, NU la referință. Astfel dacă referința are tipul clasei părinte, dar tipul este al clasei copil, JVM va apela metoda din clasa copil. </note> | + | <note important> La apelarea unei metode suprascrise, Java se uită la tipul intern al obiectului pentru care este apelată metoda, NU la referință. Astfel dacă referința are tipul clasei părinte, dar tipul obiectului este al clasei copil, JVM va apela metoda din clasa copil. </note> |
| Câteva **reguli pentru suprascriere** sunt: | Câteva **reguli pentru suprascriere** sunt: | ||
| Line 108: | Line 112: | ||
| </note> | </note> | ||
| - | === super === | ||
| - | |||
| - | În laboratorul [[:poo-ca-cd:laboratoare:agregare-mostenire#cuvantul_cheie_super_intrebuintari| de agregare și de moștenire]] am folosit cuvântul cheie **super** pentru a invoca un anumit constructor din clasa părinte dar și pentru a apela în mod explicit metoda din clasa părinte în cazul metodelor suprascrise. | ||
| - | |||
| - | Rescriem metoda ''purr()'' din clasa ''GrumpyCat'' astfel: | ||
| - | <code java> | ||
| - | @Override | ||
| - | public void purr() { | ||
| - | super.purr(); | ||
| - | System.out.println("NO!"); | ||
| - | } | ||
| - | </code> | ||
| - | La apelul metodei pe o instanță a clasei ''GrumpyCat'' output-ul va fi: | ||
| - | <code> | ||
| - | purrrr | ||
| - | NO! | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | |||
| ==== Overloading ==== | ==== Overloading ==== | ||
| Line 193: | Line 178: | ||
| </code> | </code> | ||
| - | ==== Visitor ==== | + | ==== Visitor Design Pattern ==== |
| - | Design pattern-urile reprezintă soluții generale și reutilizabile ale unei probleme comune în design-ul software. Un design pattern este o descriere a soluției sau un template ce poate fi aplicat pentru rezolvarea problemei, nu o bucata de cod ce poate fi aplicata direct. În general pattern-urile orientate pe obiect arată relațiile și interacțiunile dintre clase sau obiecte, fără a specifica însă forma finală a claselor sau a obiectelor implicate. | + | <note>Design pattern-urile reprezintă soluții generale și reutilizabile ale unei probleme comune în design-ul software. Un design pattern este o descriere a soluției sau un template ce poate fi aplicat pentru rezolvarea problemei, nu o bucata de cod ce poate fi aplicata direct. În general pattern-urile orientate pe obiect arată relațiile și interacțiunile dintre clase sau obiecte, fără a specifica însă forma finală a claselor sau a obiectelor implicate.</note> |
| - | Design pattern-ul //Visitor// oferă o modalitate de a //separa un algoritm de structura pe care acesta operează//. Avantajul constă în faptul că putem adauga noi posibilităţi de prelucrare a structurii, fără să o modificăm. Extrapolând, folosind //Visitor//, putem adăuga noi funcţii care realizează prelucrări asupra unei familii de clase, fără a modifica efectiv structura claselor. | + | //Visitor// este un **behavioral design pattern** ce oferă posibilitatea de a adăuga în mod __extern__ funcționalități pe o întreagă ierarhie de clase fără să fie nevoie să modificăm efectiv structura acestora. |
| - | Acest pattern este comportamental (//behavioral//) pentru că definește modalități de comunicare între obiecte. | + | Acest pattern este behavioral (//comportamental//) pentru că definește modalități de comunicare între obiecte. |
| - | //Cum recunoaștem o situație în care Visitor e aplicabil?// | + | === Aplicabilitate === |
| - | * Mai multe obiecte și operații pentru acestea | + | |
| - | * Schimbarea/adăugarea operațiilor fără a modifica clasele | + | |
| - | * Elemente heterogene - tipuri diferite de obiecte pe care se aplică mai multe operații | + | |
| - | Decizia de utilizare a pattern-ului Visitor este în strânsă legătură cu __stabilitatea ierarhiilor de clase prelucrate__: dacă noi clase copil sunt adăugate rar, atunci se poate aplica acest pattern (într-o manieră eficientă), altfel nu este indicat. | + | Pattern-ul **Visitor** este util când: |
| + | * se doreşte prelucrarea unei //structuri complexe//, ce cuprinde mai multe obiecte de //tipuri diferite// | ||
| + | * se dorește definirea de operații specifice pentru aceeași structură, fără a polua interfeţele claselor implicate, cu multe detalii specifice algoritmilor. Vizitatorul centralizează logica comună, păstrând în același timp detaliile specifice în interiorul acestuia. | ||
| + | * ** clasele ce se doresc prelucrate se modifică rar, în timp ce operaţiile de prelucrare se definesc des**. Vizitatorul permite adăugarea de noi funcționalități fără modificarea claselor existente. | ||
| === Structură === | === Structură === | ||
| Line 212: | Line 197: | ||
| {{ .:visitor:visitor.png?680 | Componente pattern Visitor }} | {{ .:visitor:visitor.png?680 | Componente pattern Visitor }} | ||
| - | **Visitor** - o interfață pentru operația aplicată | + | Structura design pattern-ului "Visitor" este formată din următoarele componente: |
| - | **Visitable** - o interfață pentru obiecte pe care pot fi aplicate operațiile (în diagramă este numită ''Element'') | + | |
| - | * metoda ''accept'' e independentă de tipul concret al Visitor-ului | + | |
| - | * în ''accept'' se folosește obiectul de tip Visitor | + | |
| - | Pentru fiecare algoritm/operație ce trebuie aplicată, se implementează clase de tip Visitor. În fiecare obiect de tip //Visitor// trebuie să implementăm metode care aplică operația pentru fiecare tip de element vizitabil. | + | |
| - | <note tip>În imaginea de mai jos este reprezentat **flow-ul aplicării acestui pattern**: | + | **Client:** |
| - | - Clientul este cel care folosește o colecție de obiecte de unul sau mai multe tipuri, și dorește să aplice pe acestea diferite operații (în exercițiile din laborator clientul este practic programul vostru de test - main-ul). Clientul folosește obiecte //Visitor// create pentru fiecare operație necesară. | + | * Este clasa consumatoare a design pattern-ului "Visitor". |
| - | - Clientul parcurge colecția și în loc să aplice operaţia direct pe fiecare obiect de tip //Element//, îi oferă acestuia un obiect de tip //Visitor//. | + | * Are acces la obiectele din structura de date și poate instrui aceste obiecte să accepte un "Visitor" pentru a realiza prelucrările corespunzătoare. |
| - | - Obiectul de tip //Element// apelează metoda de "vizitare" oferită de //Visitor//. | + | * Exemplu: O aplicație care procesează diferite tipuri de elemente într-o structură de date complexă. |
| - | - Pe obiectul //Visitor// se apelează metoda //visit// corespunzătoare obiectului, iar în ea se efectuează operația. (:!: în Visitor folosim conceptul de //overloading// pentru fiecare metodă //visit//) | + | |
| - | </note> | + | |
| - | {{ .:visitor:visitor-flow.png |Interacțiunile dintre componentele pattern-ului Visitor }} | + | **Visitor:** |
| + | * Este o interfață sau o clasă abstractă folosită pentru a declara operațiile de vizitare pentru toate tipurile de clase vizitabile. | ||
| + | * Conține metode de vizitare corespunzătoare fiecărui tip de clasă vizitabilă. | ||
| + | * Exemplu: Interfața Visitor cu metodele visit(ElementA elementA), visit(ElementB elementB), etc. | ||
| + | |||
| + | **ConcreteVisitor:** | ||
| + | * Pentru fiecare tip de "Visitor", toate metodele de vizitare definite în "Visitor" trebuie implementate. | ||
| + | * Fiecare "Visitor" este responsabil pentru diferite operații. | ||
| + | * Exemplu: Clasa ConcreteVisitorA implementând interfața Visitor cu metodele sale specifice pentru tratarea diferitelor tipuri de elemente. | ||
| + | |||
| + | **Visitable:** | ||
| + | * Este o interfață pentru obiecte pe care pot fi aplicate operațiile | ||
| + | * Această operație permite unui obiect să fie "vizitat" de către un obiect "Visitor". | ||
| + | * Exemplu: Interfața Visitable cu metoda accept(Visitor visitor). | ||
| + | |||
| + | **ConcreteVisitable:** | ||
| + | * Aceste clase implementează interfața Visitable sau clasa și definesc operația accept. | ||
| + | * Prin intermediul acestei operații, obiectul "Vizitabil" primește un obiect "Visitor". | ||
| + | * Exemplu: Clasele ConcreteElementA, ConcreteElementB, etc., care implementează interfața Visitable și definesc metoda accept. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | <note tip> Flowul aplicării acestui pattern: | ||
| + | - Când un client dorește să efectueze operații pe obiectele vizitabile, el creează un obiect vizitator corespunzător, le "vizitează" apelând metoda accept, iar fiecare obiect vizitabil interacționează cu vizitatorul prin intermediul metodelor visit. | ||
| + | - Acest pattern oferă o modalitate de a separa algoritmii de obiectele pe care operează, facilitând extinderea și adăugarea de noi operații fără a modifica clasele obiectelor vizitabile. | ||
| + | </note> | ||
| <note important> | <note important> | ||
| Line 314: | Line 317: | ||
| * în cazul în care nu avem acces la codul claselor, singura modalitate de adăugare de funcţionalitate este extinderea | * în cazul în care nu avem acces la codul claselor, singura modalitate de adăugare de funcţionalitate este extinderea | ||
| - | În final, tragem concluzia că este de dorit să **izolăm algoritmii de clasele pe care le prelucrează**. O primă idee se referă la utilizarea //metodelor statice//. Dezavantajul acestora este că nu pot reţine, într-un mod elegant, informaţie de stare din timpul prelucrării. De exemplu, dacă structura noastră ar fi arborescentă (recursivă), în sensul că o instanţă //Manager// ar putea ţine referinţe la alte instanţe //Manager//, ce reprezintă şefii ierarhic inferiori, o funcţie de prelucrare ar trebui să menţină o informaţie parţială de stare (precum suma procentelor calculate până într-un anumit moment) sub forma unor parametri furnizaţi apelului recursiv: | + | În final, tragem concluzia că este de dorit să **izolăm algoritmii de clasele pe care le prelucrează**. |
| - | <code java> | + | |
| - | class Manager extends Employee { | + | |
| - | ... | + | |
| - | public float getPercentage(float sum, int n) { | + | |
| - | float f = bonus / getTotalRevenue(); | + | |
| - | if (f > 0) | + | |
| - | return inferiorManager.getPercentage(sum + f, n + 1); // trimite mai departe cererea catre nivelul inferior | + | |
| - | return inferiorManager.getPercentage(sum, n); | + | |
| - | } | + | |
| - | } | + | |
| - | </code> | + | |
| - | O abordare mai bună ar fi: | + | O abordare bună ar fi: |
| * conceperea claselor cu **posibilitatea de primire/ataşare a unor obiecte-algoritm**, care definesc operaţiile dorite | * conceperea claselor cu **posibilitatea de primire/ataşare a unor obiecte-algoritm**, care definesc operaţiile dorite | ||
| * definirea unor **clase algoritm** care vor __//**vizita**//__ structura noastră de date, vor //efectua// prelucrările specifice fiecărei clase, având, totodată, //posibilitatea de încapsulare a unor informaţii de stare// (cum sunt suma şi numărul din exemplul anterior) | * definirea unor **clase algoritm** care vor __//**vizita**//__ structura noastră de date, vor //efectua// prelucrările specifice fiecărei clase, având, totodată, //posibilitatea de încapsulare a unor informaţii de stare// (cum sunt suma şi numărul din exemplul anterior) | ||
| Line 394: | Line 386: | ||
| Acest lucru contrastează cu un simplu apel //e.getTotalRevenue()//, pentru care efectul este hotărât doar de tipul anagajatului. Acesta este un exemplu de **single-dispatch**. | Acest lucru contrastează cu un simplu apel //e.getTotalRevenue()//, pentru care efectul este hotărât doar de tipul anagajatului. Acesta este un exemplu de **single-dispatch**. | ||
| - | [[:poo-ca-cd::laboratoare:tutorial-doubledispatch| Tutorialul de double-dispatch]] oferă mai multe detalii legate de acest mecanism. | + | <note>[[:poo-ca-cd::laboratoare:tutorial-doubledispatch| Tutorialul de double-dispatch]] oferă mai multe detalii legate de acest mecanism.</note> |
| - | === Aplicabilitate === | + | === Cum implementăm? === |
| - | Pattern-ul **Visitor** este util când: | + | - Se declară interfața care să reprezinte elementul nostru, care va conține și metoda ''public void accept(ElementVisitor elementVisitor);'' |
| - | * se doreşte prelucrarea unei //structuri complexe//, ce cuprinde mai multe obiecte de //tipuri diferite// | + | - Se creează clasele concrete care implementează interfața declarată anterior. Body-ul pentru metoda accept va conține obligatoriu ''elementVisitor.visit(this);'' |
| - | * se doreşte definirea de //operaţii distincte pe aceeaşi structură//, pentru a preveni poluarea interfeţelor claselor implicate, cu multe detalii aparţinând unor algoritmi diferiţi. În acest fel, se centralizează aspectele legate de acelaşi algoritm //într-un singur loc//, dar, în acelaşi timp, //se separă detaliile ce ţin de algoritmi diferiţi//. Acest lucru conduce la simplificarea atât a claselor prelucrate, cât şi a vizitatorilor. Orice date specifice algoritmului rezidă în vizitator. | + | - Se definește o interfață care reprezintă Visitor-ul nostru și care va conține atâtea metode de visit câte clase concrete am creat la pasul anterior (câte o metodă de visit pentru fiecare tip de element). |
| - | * ** clasele ce se doresc prelucrate se modifică rar, în timp ce operaţiile de prelucrare se definesc des**. Dacă însă sunt introduse multe clase visitabile, după crearea obiectelor Visitor, atunci este necesară modificarea acestora din urmă, pentru adăugarea de metode //visit// pentru noile clase. | + | - Se creează o clasă concretă care implementează interfața de Visitor, unde vom adăuga implementările pentru fiecare tip de element în parte. (ex: ''ElementDisplayVisitor()'') |
| + | - În main putem testa dacă funcționează așa cum ne dorim iterând print-un arraylist/vector de obiecte de tip Element astfel: ''elementIterator.accept(new ElementDisplayVisitor());'' | ||
| + | |||
| + | === Avantaje și dezavantaje === | ||
| - | <note important> | ||
| **Avantaje:** | **Avantaje:** | ||
| * Decuplarea datelor de operațiile aplicate pe acestea | * Decuplarea datelor de operațiile aplicate pe acestea | ||
| Line 414: | Line 408: | ||
| * :!: obiecte de noi tipuri adăugate des + multe operații aplicabile = NU folosiți Visitor | * :!: obiecte de noi tipuri adăugate des + multe operații aplicabile = NU folosiți Visitor | ||
| * Expune metode publice care folosesc informații de stare ale obiectelor. Nu se pot accesa membrii privați ai claselor, necesitatea expunerii acestor informaţii (in forma publică) ar putea conduce la //ruperea încapsulării// | * Expune metode publice care folosesc informații de stare ale obiectelor. Nu se pot accesa membrii privați ai claselor, necesitatea expunerii acestor informaţii (in forma publică) ar putea conduce la //ruperea încapsulării// | ||
| - | </note> | ||
| ==== Exemple din API-uri ==== | ==== Exemple din API-uri ==== | ||
| Line 429: | Line 422: | ||
| ==== Summary ==== | ==== Summary ==== | ||
| - | **Supraîncărcarea (overloading) ** - mai multe metode cu același nume dar cu listă diferită de argumente | + | {{:poo-ca-cd:laboratoare:lab7.png?600|}} |
| - | * metoda care va fi executată este stabilită la //compilare//, pe baza tipului referinței | + | |
| - | * metoda supraîncărcată are neapărat o listă diferită de argumente și poate, opțional, avea: | + | |
| - | * alți modificatori de acces | + | |
| - | * alt tip de return | + | |
| - | * alte excepții | + | |
| - | * constructorii pot fi supraîncărcati | + | |
| - | * metodele moștenite pot fi supraîncărcate | + | |
| - | **Suprascrierea (overriding) ** - redefinirea metodelor moștenite | ||
| - | * metoda care va fi executată este stabilită la //runtime//, pe baza tipului obiectului | ||
| - | * metoda suprascrisă are același tip de return și semnătură ca metoda inițială | ||
| - | * putem avea un tip de return diferit de cel al metodei inițiale, atâta timp cât este un tip ce moștenește tipul de return al metodei inițiale | ||
| - | * specificatorul de access al metodei suprascrise nu poate fi mai restrictiv decât cel al metodei inițiale | ||
| - | * nu poate arunca mai multe excepții sau excepții mai generale, poate însă arunca mai puține sau mai particulare sau excepții unchecked (de runtime) | ||
| - | * metodele de tip ''static'' și ''final'' nu pot fi suprascrise | ||
| - | * constructorii nu pot fi suprascriși | ||
| - | + | **Visitor** = behavioral design pattern | |
| - | **Visitor** - pattern pt modelarea comportamentului claselor | + | * Util în situații în care: |
| - | * util în situații în care: | + | |
| * avem mai multe obiecte și operații pentru acestea | * avem mai multe obiecte și operații pentru acestea | ||
| * dorim schimbarea/adăugarea operațiilor fără a modifica clasele | * dorim schimbarea/adăugarea operațiilor fără a modifica clasele | ||
| - | * indicat de utilizat pentru operații pe colecții și parcurgerea de structuri arborescente | + | * Indicat de utilizat pentru operații pe colecții și parcurgerea de structuri arborescente |
| - | * conceptul de [[:poo-ca-cd:laboratoare:tutorial-doubledispatch|double dispatch]] | + | * Folosește conceptul de [[:poo-ca-cd:laboratoare:tutorial-doubledispatch|double dispatch]] |
| | | ||
| ==== Exerciţii ==== | ==== Exerciţii ==== | ||
| - | **Task 1 (8 puncte):** Dorim să prelucrăm bucăți de text pe care să le convertim în diferite formate, momentan dokuwiki și markdown. Pentru un design decuplat între obiectele prelucrate și tipurile de formate dorite, implementați conversia folosind patternul Visitor. | + | Dorim să prelucrăm bucăți de text pe care să le convertim în diferite formate, momentan dokuwiki și markdown. Pentru un design decuplat între obiectele prelucrate și tipurile de formate dorite, implementați conversia folosind patternul Visitor. |
| * Fișierul **[[https://github.com/oop-pub/oop-labs/tree/master/src/lab7|README]]** din scheletul de cod cuprinde informațiile necesare designului dorit. | * Fișierul **[[https://github.com/oop-pub/oop-labs/tree/master/src/lab7|README]]** din scheletul de cod cuprinde informațiile necesare designului dorit. | ||
| Line 470: | Line 447: | ||
| * generati constructorii folosind IDE-ul | * generati constructorii folosind IDE-ul | ||
| - | **Task 2 (2 puncte):** Afișați numărul de fișiere cu extensia ".class" sau ".java" și numele acestora din directorul specificat în schelet. | ||
| - | |||
| - | * Pentru a rezolva exercițiul, veți implementa un [[https://docs.oracle.com/en/java/javase/12/docs/api/java.base/java/nio/file/FileVisitor.html | FileVisitor]], care extinde [[https://docs.oracle.com/en/java/javase/12/docs/api/java.base/java/nio/file/SimpleFileVisitor.html | SimpleFileVisitor]] din java.nio. Mai specific, veți suprascrie metoda [[https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/nio/file/FileVisitor.html#visitFile-T-java.nio.file.attribute.BasicFileAttributes-|visitFile]], care este invocată atunci când un fișier este vizitat. | ||
| - | * Pentru mai multe detalii și un exemplu de implementare, consultați [[http://docs.oracle.com/javase/tutorial/essential/io/walk.html | acest tutorial]] și scheletul de laborator. | ||
| - | * **Hint:** Folosiți ''path.toString().endsWith'' pentru a verifica extensia fișierelor. Dacă omiteți toString-ul nu o să funcționeze. | ||
| - | * **Hint:** Va trebui să verificați dacă instanța la care ați ajuns este un fișier sau nu, folosindu-vă de [[https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/nio/file/attribute/BasicFileAttributes.html|BasicFileAttributes]]. | ||
| - | |||
| - | **Task 3 (2 puncte):** Copiați codul de la task-ul 1 și puneți-l în [[https://lambdachecker.io/problem/79 | LambdaChecker]], unde veți face testarea și submisia codului. | ||
