Facade–Cephe/ ÖnYüz Tasarım Kalıbı

TASARIM KALIPLARI
TASARIM DESENLERİ
TASARIM ÖRÜNTÜLERİ
TASARIM ŞABLONLARI
1
Tasarım Kalıpları Nedir?
Tasarım kalıpları; uzmanların yeni sorunları
çözmek için geçmişte çalıştıkları çözümlerin
uygulamalarının iyi belgelenmiş halidir.
Tasarım kalıplarının arkasındaki düşünce, yazılım geliştirilirken sıklıkla
karşılaşılan problemler için sunulan genel çözümler için standartlaşmış bir
yol geliştirmektir.
2
Tasarım Kalıpları Avantajları
1. Zamanla, kalıpların kataloglarını yapabilir. Bu sayede,
yazılım geliştirmeye yeni başlayanların yıllar geçtikçe
kazanılan tecrübeden daha etkili bir şekilde yararlanması
sağlanır.
2. Kalıpların
standartlaştırılması,
tüm
geliştiricilerin
(profesyoneller, yeni başlayanlar veya uzmanların)
kararlarını daha kolay vermesini sağlamaktadır.
3. Tasarım kalıpları ortak bir kelime haznesi sağlar. Bu,
geliştiriciler arasındaki iletişimi daha da kolay hale getirir.
Bir tasarımı detaylıca açıklamaktansa, planları açıklamak
için kalıp adını kullanabilir.
3
Tasarım Kalıpları Avantajları
4. Kalıplar birbirleri ile ilişkilendirilebilir, böylece
geliştiriciler projelerinde hangi kalıpların birlikte
bulunması gerektiğini kolayca anlayabilir.
5. Tasarım Kalıpları nesneye yönelik programlama
topluluğu aracılıyla tecrübe paylaşımı için etkili
bir yöntem sunmaktadır. Örneğin; C++,
Smalltalk, C# yada Java programlama dillerinde
kazanılan bilgiler, Web projelerinde ortaya çıkan
uzmanlık gibi öğrenilen bilgiler biriktirebilir ve
bunlar diğer geliştiricilerle paylaşılabilir.
4
GEÇMİŞTEN GÜNÜMÜZE
YAZILIM MİMARİLERİ
5
Anti Kalıplar (Anti-Patterns)
6
Anti Kalıplar (Anti-Patterns)
Anti-Pattern: Yazılımsal bir problemi, bilinen
ve doğru çözüm olarak kabul edilmiş bir kalıbı
kullanmadan ve özgün bir yöntemle çözmek
anlamında kullanılmaktadır.
İlk bakışta mükemmel gibi görünen bu
çözümler sonradan sıkıntılar doğurmaktadırlar.
7
Anti Kalıplar (Anti-Patterns)
• AntiPattern’lerin en tehlikeli tarafı ürün
geliştirme süreçlerinde ve vakalarda en uygun
çözüm yolu olarak düşünülmeleridir.
• AntiPattern kavramlarını bilmek, yazılım
geliştirme sürecinde karşılaşılabilecek ciddi
problemleri önceden tahmin edebilmeyi sağlar
ve tedbir almayı kolaylaştırır.
8
Anti Kalıplar (Anti-Patterns)
•Anti-patternlerin kullanılması yanlıştır.
•Kısa vadede hızlı bir çözüm gibi görünseler de,
genelde yazılım mimarisinde uzun vadeli
sıkıntılara yol açmaktadırlar.
9
Anti-Pattern Örnekleri
•
•
•
•
•
•
•
Magic Push button
Spagetti Coding
Lasagna Coding
Kopyala-Yapıştır Programlama
God Object (Tanrısal Nesne)
Golden Hammer (Altın Çekiç)
ve diğerleri…
10
1. Magic Push button
• Herhangi bir soyutlama yapılmaksızın görsel
nesnelerin
arkasında
kodlamanın
yapılmasıdır. Buna buton click programcılığı
denmektedir.
• Bu
kalıp
GUI(GraphicalUserInterface)
tipindeki uygulamalarda daha fazla ortaya
çıkar.
• Ara yüz tarafı ile iş mantıkları genellikle buton
gibi bir kontroller arkasına gömülür.
11
2.Spagetti Coding
Bakım ve değişikliğin yapılamayacak kadar
karışık yazılmış kodlama türüne bu ad
verilmektedir.
Nesne yönelimli olmayan dillerde daha sık
rastlanır.
Metotlar daha çok süreç odaklı yazılır hatta
süreç adları olarak isimlendirilir.
12
2.Spagetti Coding
• Nesneler arasında neredeyse hiç ilişki yoktur.
• Çoğu metot parametre almaz ve global
seviyedeki sınıf değişkenlerini oluşturmakta
kullanılır.
• Kodun yeniden kullanılabilirliği zordur.
• OOP temel özellikleri (kalıtım, çok biçimlilik,
soyutlama)kullanılmaz.
13
3.Lasagna Coding
• Gereğinden fazla sayıda katmana sahip
uygulama geliştirilmesine denmektedir(Aşırı
çok katmanlı uygulama).
• Çok katman, çok sayıda irili ufaklı class,
okunabilirliği, anlaşılması ve değiştirilmesi zor
bir yazılımın ortaya çıkmasına neden olur.
14
4.Kopyala-Yapıştır Programlama
• Daha genel, kapsamlı bir çözüm üretmek yerine, var olan
kodları kopyalayarak geliştirme yolunu tercih etmektir.
• Çoğunlukla bir çözüm için yazılımın herhangi bir yerinde
uygulanan bir kod parçasının, ihtiyaç olunan başka bir
yerde aynen kopyalanarak kullanılmaya devam etmesi
olarak tanımlanır.
• Bu anti-pattern kod tekrarlarına neden olmaktadır.
15
4.Kopyala-Yapıştır Programlama
•Doğal sonuç olarak bir değişiklik olması halinde
kodun çoğaltıldığı yerlere gidilmesi de
gerekecektir.
•Güncellemeler için fazla maliyetli çabalar sarf
edilebilir.
•Hatalar gözden kaçabilir ve uygulamanın yanlış
çalışma riski giderek artabilir.
•Söz konusu parçaları soyutlayıp, nesne yönelimli dil
temellerine uygun olacak şekilde ayrıştırmak
önemlidir.
16
5.God Object (Tanrısal Nesne)
17
5.God Object (Tanrısal Nesne)
• Gereğinden çok şey bilen ve yapabilen
sınıflara denmektedir.
18
5.God Object (Tanrısal Nesne)
• Bu sınıflar çok fazla veriye sahiptir ve
uygulamanın
ana
sınıfı
gibi
algılanabilmektedir. Bu kötü bir tasarımdır.
19
5.God Object (Tanrısal Nesne)
Bu durumda tüm iş yükünü üstlenen
sınıfların
bakımı,
genişletilmesi,
iş
mantıklarının kolayca okunur olarak
içerisinde yer alması oldukça zorlaşır.
Karmaşıklığın yanında, belleğe yüklenmesi
zaman alan nesneler ortaya çıkar.
20
6.Golden Hammer (Altın Çekiç)
• Tüm yazılımların SOA(Service Oriented
Architecture) mimari bütünü içerisinde ele
alınması gerektiğini düşünmek bu duruma
örnek olarak verilebilir.
• En sık görülen Anti-Pattern’ler arasında yer
alır.
21
6.Golden Hammer (Altın Çekiç)
• Söz
konusu
nedenlerinden
gelişmelerden
olmamasıdır.
durumun
birisi,
ekiplerin
oluşmasının
teknolojik
haberdar
• Var olan bir çözüm yerine ondan daha kötü
olan özel bir çözüm üretme hatasına
düşmektir.
22
6.Golden Hammer (Altın Çekiç)
• Bazı yazılım problemlerinin çözümünde
kullanılacak olan yollar zaten standart ve
bellidir. Üstelik bu çözümler için standart hale
gelmiş mimari yaklaşımlar, ürünler ve alt
yapılar (Frameworks) mevcuttur.
• Problemin
bu
tip
yardımcılar
ile
çözülemeyeceğini düşünüp sıfırdan bir çözüm
üretilmeye başlandığı hal tekerleğin yeniden
keşfi olarak düşünülür.
23
GoF (Gang of Four) Sistematiği
GoF Kalıpları
Creational Patterns
Structural Patterns
Behavioral Patterns
Nesne yaratılışına ait
Yapısal
Davranışsal
Kalıplar
Kalıplar
Kalıplar
24
GoF (Gang of Four) Sistematiği
Creational Patterns
Nesne yaratılışına ait Kalıplar
Kalıplar
Abstractfactory
Builder
Factorymethod
Prototype
Singleton
25
Creational Patterns
Nesne Yaratılışına Ait Kalıplar
• Bu gruptaki kalıplar, bir yada birden fazla
nesnenin oluşturulması ve yönetilmesiyle
alakalı kalıplardır.
26
GoF (Gang of Four) Sistematiği
Structural Patterns
Yapısal Kalıplar
Adapter
Bridge
Decorator
Facade
Proxy
27
Structural Patterns
Yapısal Kalıplar
• Structural Patterns : Bu gruptaki tüm desenler
nesnelerin birbirleriyle aralarında olan ilişkileri
temel alarak tasarlanmıştır.
28
GoF (Gang of Four) Sistematiği
Behavioral (Davranışsal) Kalıplar
Chainofresponsibility
Command
Interpreter
Iterator
Mediator
Memonto
Observer
State
Strategy
Visitor
29
Behavioral (Davranışsal) Kalıplar
• Behavioral Patterns : Bu gruptaki kalıplar, belli
bir işi yerine getirmek için çeşitli sınıfların
birbirleriyle ne şekilde etkileşimli olarak
davranacağını belirleyen kalıplardır.
30
Creational
(Nesne Yaratılışına Ait) Kalıplar
• Creational kalıplar, yazılım nesnelerinin(sınıf
örnekleri - class instances) nasıl yaratılacağı
hakkında öneriler sunar.
• Ana fikir; iyi bir yazılımın, içinde barındırdığı
nesnelerin nasıl yaratıldığından bağımsız olarak
tasarlanması gerekliliğidir.
• Diğer bir deyişle, nesnelerin nereden ve nasıl
yaratıldığı, ait oldukları yazılımın işleyişini
etkilememeli; yeni özellikler eklenmesine ve
değişikliklere karşı sorun oluşturmamalıdır.
31
Creational
(Nesne Yaratılışına Ait) Kalıplar
• Yazılım sistemleri geliştikçe, nesnel bileşimler (object
composition), sınıf kalıtımına (class inheritence) göre daha
fazla önem kazanır.
• Bunun nedeni, yazılım sistemleri için basit temel davranış
(behavior) şekillerinin tanımlanması üzerine kurulu
tasarımların, sabit davranışlara dayalı tasarımlara göre daha
esnek olmasındandır.
• Diğer bir deyişle, nesnelere davranışların bileşim olarak
eklenmesi, daha sonra bu davranışların yazılımın gelişimine
göre değiştirilmesine olanak sağlar.
• Bu durumda, geliştirilen yazılım için gereken temel davranış
şekillerine dayalı bir tasarım, nesne arayüzleri (interface)
değiştirmeden farklı ya da daha karmaşık davranışların
kullanılabilmesini olanaklı kılar.
32
Creational
(Nesne Yaratılışına Ait) Kalıplar
• Ancak, nesnel bileşimler yoluyla temel davranışları
sağlayan nesnelerin örneklenmesi, ana ya da kalıtım
yoluyla davranış değişikliğine uğratılarak türetilmiş
sınıflardan nesne oluşturmak daha zordur. Creational
kalıpları bu zorlukları aşmak amacıyla kullanılabilecek
yazılım kalıpları içerir.
• Yaratım kalıpları, hem hangi somut sınıfların (concrete
class) nesne örneklemesinde kullanıldığını, hem de bu
örneklerin nasıl yaratılıp bir araya getirildiğini yazılım
sisteminden saklarlar.
33
Factory Method
(Fabrika Tasarım Kalıbı)
•Günlük hayatta bazı varlıklar yada nesnelerin yaratılışları
basittir ve bu tür nesneleri kendimiz bile yaratabiliriz.
Örneğin basit bir zili evde kendi kendimize yapabiliriz.
•Oysa bazı varlıklar veya nesneler ise oldukça karmaşık
süreçlerden geçilerek yaratılmaktadır.
•Sözgelişi evde bir televizyon yapamayız. Ya da evde kendimiz
para basamayız. Bu tür nesneleri özel fabrikalar-üretimin
detaylarını tüketiciden gizleyerek-üretmekte ve tüketiciler
de fabrikaların ürettiği bu nesneleri kullanmaktadırlar.
34
Factory Method
(Fabrika Tasarım Kalıbı)
•Nesne yönelimli programlama açısından da
benzer bir durum söz konusudur.
•Bazı nesneler doğrudan kullanıcısı tarafından
yaratılabilmektedir.
• Bunun anlamı; sınıfın başlangıç fonksiyonunu
(new
operatörü)
kullanarak
nesnenin
yaratılmasıdır.
35
Factory Method
(Fabrika Tasarım Kalıbı)
• Ancak bazı nesnelerin (Product) kullanıcı(Client) olarak
erişebileceğimiz
başlangıç
fonksiyonları
bulunmamaktadır.
36
Factory Method
(Fabrika Tasarım Kalıbı)
•Client olan nesne Factory nesnesini kullanarak
ihtiyacı olan Product nesnesini elde eder.
•İstenen tipte yeni nesne oluşturma sürecinin
Factory sınıfına aktarılması ile birlikte nesne
üretme ve initialize etme süreci client’tan
soyutlanmış olur.
•Bu sayede client; uygulama içerisinde tamamen
kendi rolüne odaklanmış olur. Çünkü yeni
nesnenin nasıl oluşturulacağına dair detaylardan
soyutlanmış olur. Bunları bilmek zorunda değildir.
37
Factory Method
(Fabrika Tasarım Kalıbı)
Factory Pattern genel olarak:
• İstenen tipte nesne oluşturma sürecini Client’ın
bu konuda detay bilgi sahibi olmadan
gerçekleştirilmesini sağlar.
• Yeni oluşturulan nesneye bir interface ile referans
edilerek ulaşılmasını sağlar.
38
Factory Method
(Fabrika Tasarım Kalıbı)
Factory Method sınıf diyagramı
39
Factory Method
(Fabrika Tasarım Kalıbı)
• Product: Factory tarafından yaratılan nesnelerin arayüzü
• ConcreteProduct: Product arayüzünü implemente eden
sınıf. Bu sınıfın nesneleri ConcreteCreator tarafından
yaratılır.
• Creator: Factory metodunu/metotlarını (factoryMethod)
tanımlayan arayüz.
• ConcreteCreator:
Creator
sınıfını
genişleten
factoryMethod için bir implementasyon sağlayan sınıf .
ve
40
Örnek: SekilFactory
• ISekil arayüzünü ve bu arayüzü implemente eden
somut
sınıfları
(Kare,Cember,Dikdortgen)
yaratınız.
• Sonrasında factory sınıfı olan SekilFactory sınıfını
yaratınız.
• Program sınıfında SekilFactory sınıfından bir Sekil
nesnesi elde edebilecek şekilde SekilFactory
sınıfını tanımlayınız.
• Program sınıfında gereken nesnenin tipini
(Cember,Kare,Dikdortgen)
bilgi
olarak
geçebilecektir.
41
Örnek: SekilFactory-devam
UML sınıf şeması:
42
Örnek: SekilFactory-devam
1.İlk olarak ISekil arayüzünü yaratırız.
ISekil.java
43
Örnek: SekilFactory-devam
2.Sonrasında ISekil arayüzünü implemente eden
somut sınıfları yaratırız.
Kare.java
44
Örnek: SekilFactory-devam
2.Sonrasında ISekil arayüzünü implemente eden
somut sınıfları yaratırız.
Cember.java
45
Örnek: SekilFactory-devam
2.Sonrasında ISekil arayüzünü implemente
eden somut sınıfları yaratırız.
Dikdortgen.java
46
Örnek: SekilFactory-devam
3.Geçirilen bilgiye göre ISekil arayüzünü
implemente eden sınıfların nesnelerini yaratan
SekilFactory sınıfını ve
getSekil(ESekilTur
sekiltipi)
metotunu
oluşturunuz.
47
Örnek: SekilFactory-devam
SekilFactory.java
ESekilTur.java
48
Örnek: SekilFactory-devam
4.Şeklin tipi gibi bir bilgiyi geçirerek somut
sınıflardan nesne elde etmek için SekilFactory
sınıfını kullanırız.
Program.java
49
FactoryMethod(devam...)
Factory tasarım kalıbında, istemciye normal
oluşturma mantığına maruz bırakmadan
nesne oluşturulmasına olanak sağlanır ve yeni
yaratılan nesneye ortak bir arayüz kullanarak
erişilebilir.
50
Örnek2: ProductFactory
51
Örnek2: ProductFactory
1.Iproduct ara yüzünü yaratınız.
IProduct.java
52
Örnek2: ProductFactory
2.ProductOne somut sınıfını yaratınız.
ProductOne.java
53
Örnek2: ProductFactory
2.ProductTwo somut sınıfını yaratınız.
ProductTwo.java
54
Örnek2: ProductFactory
3.ProductFactory sınıfını yaratınız.
ProductFactory.java
55
Örnek2: ProductFactory
4.Client sınıfını yaratınız.
Client.java
56
Tasarım Kalıpları –II
Bu bölümde;
FacadeTasarım Kalıbı
ile ilgili konular anlatılacaktır.
57
Facade–Cephe/ ÖnYüz
Tasarım Kalıbı
•Çoğu modern yazılım sistemi oldukça karmaşıktır.
•Tasarım kalıpları uygulamaların yapımında
yardımcı olmakta ve karmaşıklıkla başa çıkmak
için işleri kolaylaştırmaktadır.
58
Facade–Cephe/ ÖnYüz
Tasarım Kalıbı
•Karmaşık sistemlerde, fonksiyonelite bir dizi ufak sınıflar
arasında bölünerek başarılabilmektedir.
•Eklenen sınıflar ayrıca sistemin ufak parçalara ayrılmasının bir
sonucu olarak da üretilebilirler.
•Bir sistemi birkaç alt sisteme bölmek karmaşık sistemlerle
başa çıkılmasında yardımcı olur ve çalışmanın parçalanmasına
olanak sağlar.
•Bir sistemi belirli bir sayıdaki özel sınıflara bölmek, iyi bir
nesneye yönelimli tasarım pratiğidir.
59
Facade–Cephe/ ÖnYüz
Tasarım Kalıbı
•Fakat, bir sistemin içerisinde çok fazla sayıda
sınıfın olması sakıncalı olabilir.
•Çok fazla alt sisteme sahip olan bir sistemi
kullanan istemciler daha fazla nesne ile başa
çıkmak zorundadır.
•Kullanıcılara yüzlerce yapılandırma seçeneği
sunulduğunda, kullanıcıların kafası karışır.
60
Facade–Cephe/ ÖnYüz
Tasarım Kalıbı
•Bu duruma bir örnek olarak bir araba üreticisi
düşünelim ve her türlü detayı kullanıcının
opsiyonuna bırakmış olsun.
•Örneğin aracın yakıtı yanarken kullanacağı
hava/gaz oranını ayarlanmasını yada aracın
içerisindeki ateşleme sisteminin nasıl işletilmesi
gerektiğini sürücünün tercihine bırakıldığını hayal
edelim.
61
Facade–Cephe/ ÖnYüz
Tasarım Kalıbı
•Bu durumda otomobilin her seferinde ayarlanması gerekir ve
bu çok pratik değildir.
•Sürücü olarak istenilen tek şey aracın anahtarını takmak ve
aracı çalıştırmaktır.
•Sistemin geriye kalanı sürücünün yerine halledilmelidir.
Bir istemciye sadece birkaç seçenek fayda sağlamaktadır,
yüzlercesi veya binlercesi değil.
62
Facade–Cephe/ ÖnYüz
Tasarım Kalıbı
• Facade, bu seçenekleri sağlayabilir ve hangi alt
sistemin çağırılacağına karar verebilir.
• Normalde Facade işin çoğunu alt sistemlere
atar, fakat birkaç işi kendisi de yapabilmektedir.
• Facade’ in asıl amacı alt sistemlerin saklanması
değildir.
63
Facade–Cephe/ ÖnYüz
Tasarım Kalıbı
• Facade Tasarım Kalıbının amacı; bir dizi alt sistem için
bir arayüz sağlamaktır.
• Daha ayrıntılı seçeneklere ihtiyaç duyan istemciler alt
sistemlerle etkileşime geçebilmelidir.
64
Facade–Cephe/ ÖnYüz Tasarım Kalıbı
Örnek: Seyahat Acentesi
OtelRezervasyon ve UcusRezervasyon sınıflarını
Facade tasarım kalıbını kullanarak sınıfları ayrı
ayrı kullanmaya gerek kalmayacak şekilde bir
Seyahat sınıfı yaratalım.
65
Facade–Cephe/ ÖnYüz Tasarım Kalıbı
Örnek: Seyahat Acentesi
Seyahat
Program
+otelRezervasyonu:OtelRezervazyon
+seyahat:Seyahat
+ucusRezervasyonu:UcusRezervazyon
+UygunOtelveUcusListele(Date seyahatBaslangic,Date seyahatBitis):void
UcusRezervasyon
+gidisTarihi:Date
+donusTarihi:Date
+UygunUcuslariListele(Date gidis,Date
donus):ArrayList<Ucus>
OtelRezervasyon
+rezervasyonBaslangicTarihi:Date
+rezervasyonBitisTarihi:Date
+UygunOtelleriListele(Date baslangic,Date
bitis):ArrayList<Otel>
Ucus
+gidisTarihi:Date
+donusTarihi:Date
+Firma:String
+ucusNo:String
Otel
+ad:String
+odasayisi:int
+vergiNumarasi:int
+sezonBaslangicTarihi:Date
66
Facade–Cephe/ ÖnYüz Tasarım Kalıbı
Örnek: Seyahat Acentesi
Otel.java
67
Facade–Cephe/ ÖnYüz Tasarım Kalıbı
Örnek: Seyahat Acentesi
Ucus.java
68
Facade–Cephe/ ÖnYüz Tasarım Kalıbı
Örnek: Seyahat Acentesi
OtelRezervasyon.java
69
Facade–Cephe/ ÖnYüz Tasarım Kalıbı
Örnek: Seyahat Acentesi
UcusRezervasyon.java
70
Facade–Cephe/ ÖnYüz Tasarım Kalıbı
Örnek: Seyahat Acentesi
Seyahat.java
71
Facade–Cephe/ ÖnYüz Tasarım Kalıbı
Örnek: Seyahat Acentesi
Program.java
72
Facade–Cephe/ ÖnYüz Tasarım Kalıbı
Örnek: SekilCizici
void Ciz() fonksiyonuna sahip ISekil arayüzünü
implemente eden Kare, Dikdortgen ve Cember
sınıflarının (sınıfına bağlı kalmadan) Ciz()
metodunu kullanımını sağlayan SekilCizici sınıfını
yaratınız.
73
Facade–Cephe/ ÖnYüz Tasarım Kalıbı
Örnek: SekilCizici
UML sınıf diyagramı:
Program
+sekilCizici:SekilCizici
<<Interface>>
ISekil
SekilCizici
+Ciz():void
-cember:Isekil
-dikdortgen:Isekil
-kare:Isekil
<<realize>>
Kare
Cember
+Ciz():void
+Ciz():void
+CemberCiz():void
+KareCiz():void
+DikdortgenCiz():void
+SekilCizici():void
Dikdorgen
+Ciz():void
74
Facade–Cephe/ ÖnYüz Tasarım Kalıbı
Örnek: SekilCizici
ISekil.java
75
Facade–Cephe/ ÖnYüz Tasarım Kalıbı
Örnek: SekilCizici
Kare.java
76
Facade–Cephe/ ÖnYüz Tasarım Kalıbı
Örnek: SekilCizici
SekilCizici.java
77
Facade–Cephe/ ÖnYüz Tasarım Kalıbı
Örnek: SekilCizici
Program.java
78
KAYNAKLAR
• Aykut Taşdelen, C++, Java ve C# ile UML ve Dizayn
Paternleri, Pusula Yayıncılık, İstanbul, 2014
• Eric Freeman, Head First Design Patterns, O'Reilly Media,
2004
• Stephen Stelting& Olav Maassen, Applied Java™ Patterns,
Prentice Hall PTR, 2001
• http://www.AlgoritmaveProgramlama.com
• http://www.tutorialspoint.com/
• http://www.buraksenyurt.com/post/AntiPatterns-DersNotlarc4b1m.aspx
• http://www.kurumsaljava.com/
79